Устройство для получения губчатого титана

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана. Изобретение направлено на улучшение обслуживания аппарата, повышение производительности устройства и повышение срока службы аппарата. Устройство для получения губчатого титана включает реторту с крышкой, сферическим дном и сливным устройством, ложное днище, выполненное со съемным перфорированным поддоном, установленным на опору в виде кольцевых элементов с переточными окнами, сливную трубу с переточными окнами с плоским диском. При этом оно снабжено компенсаторами, жестко закрепленными между кольцевыми элементами, причем кольцевые элементы свободно установлены на сферическом дне и выполнены съемными, и обечайкой, жестко приваренной к нижнему основанию диска и образующей зазор со сливной трубой. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана.

Известно устройство для получения губчатого титана (Авт. свид. 1085261, опубл. 10.02.2000, БИ 4), содержащее герметичную реторту со сферическим дном, крышку, сливную трубу, размещенную внутри реторты, сливное устройство, расположенное с наружной стороны сферического дна, и ложное днище, выполненное в виде съемного перфорированного поддона, установленного на опору из вертикальных ребер жесткости. В опоре размещена перегородка, установленная радиально между центральной кольцевой опорой и внешним концентрическим ребром и пересекающей концентрические ребра по переливным окнам с образованием непрерывного сливного канала. К сливной трубе жестко прикреплен плоский диск. Данное устройство позволяет снизить содержание титана в хлористом магнии, сливаемом из аппарата.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции ложного днища, что приводит к образованию трещин и деформации при охлаждении аппарата и извлечении блока губчатого титана.

Известно устройство для получения губчатого титана (Авт.свид. 1051957, опубл. 10.02.2000, БИ 4), по количеству общих признаков принятое за ближайший аналог-прототип и содержащее герметичную реторту со сферическим дном и крышкой, сливное устройство и ложное днище, выполненное в виде перфорированного листа, расположенного на центральной кольцевой опоре, дополнительные кольцевые опоры, установленные на сферическом дне концентрично центральной кольцевой опоре. Все кольцевые опоры выполнены с переточными окнами и жестко прикреплены к сферическому дну, а центральная кольцевая опора ниже дополнительных на толщину ложного днища. Данное устройство позволяет улучшить качество сливаемой соли, уменьшив на 30% содержание примесей титана, и увеличить срок службы аппарата.

Однако во время работы ложного днища кольцевые опоры приходят в негодность из-за деформации при извлечении блока губчатого титана из аппарата и при температурных воздействиях. Кроме того, очистка ложного днища от дисперсного титана затруднена из-за невозможности удаления накопившегося титана со сферического дна. Все это снижает срок службы устройства и его производительность.

Задача изобретения направлена на упрощение конструкции аппарата и улучшение слива соли хлорида магния из аппарата, на повышение срока службы ложного днища и тем самым всего аппарата, на уменьшение времени очистки ложного днища и сферического дна от титана.

Технический результат направлен на улучшение обслуживания аппарата, повышение производительности устройства и повышение срока службы аппарата.

Технический результат достигается тем, что предложено устройство для получения губчатого титана, включающее реторту с крышкой, сферическим дном и сливным устройством, ложное днище, выполненное со съемным перфорированным поддоном, установленным на опору в виде кольцевых элементов с переточными окнами, сливную трубу с переточными окнами с плоским диском, новым является то, что оно снабжено компенсаторами, жестко закрепленными между кольцевыми элементами, и обечайкой, жестко приваренной к нижнему основанию диска и образующей зазор со сливной трубой для заполнения его солевым затвором, причем кольцевые элементы свободно установлены на сферическом дне и выполнены съемными. Кроме того, компенсаторы выполнены в виде дуги.

Кроме того, конец обечайки выполнен ниже переточных окон сливной трубы.

Кроме того, соотношение диаметра сливной трубы к диаметру диска равно 1: (2-4).

Кроме того, кольцевые элементы размещены на одинаковом расстоянии друг от друга.

Жесткое закрепление компенсаторов между кольцевыми элементами позволяет получить ложное днище с большей прочностью, которое не подвергается деформации в процессе охлаждения устройства и извлечения блока губчатого титана из реторты.

Выполнение кольцевых элементов съемными позволяет улучшить процесс очистки ложного днища и сферического дна реторты от дисперсного титана, так как быстро удалив ложное дно из устройства, можно без затруднений очистить сферическое дно, облегчить обслуживание устройства, повысить его производительность.

Снабжение плоского диска обечайкой, установленной с зазором к сливной трубе, позволяет улучшить слив соли из аппарата за счет уменьшения попадания частичек титана в сливное устройство и тем самым повысить производительность устройства. Причем выбранный диаметр плоского диска больше в 2-4 раза диаметра сливной трубы позволяет получить оптимальный размер зазора между обечайкой и сливной трубой, а это улучшает слив соли из аппарата.

Выполнение компенсатора в виде дуги позволяет создать направленное движение соли в ложном днище и тем самым облегчить слив ее из устройства.

Выполнение компенсатора в виде дуги позволяет создать направленное движение соли в ложном днище и тем самым облегчить слив ее из устройства.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного устройства, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам устройства для получения губчатого титана. Определение из перечня выявленных аналога-прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, предложенное устройство для получения губчатого титана соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявить признаки, совпадающие с отличительными от выбранного прототипа признаками изобретения. Результаты поиска показали, что заявленное устройство не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники. Изобретение основано на новой совокупности размещения деталей и новой совокупности выполнения деталей. Следовательно, заявленное устройство соответствует условию "изобретательский уровень".

На чертеже показано устройство для получения губчатого титана, состоящее из реторты 1 со сферическим дном 2, герметичной крышки 3, проушин 4, ложного днища, выполненного из съемного перфорированного поддона 5, установленного на опору из кольцевых элементов 6, скрепленных на одинаковом расстоянии компенсаторами 7, сливной трубы 8 с диском 9, к которому снизу прикреплена обечайка 10, образующая зазор 11 с солевым затвором 12, из сливного устройства 13.

Устройство работает следующим образом.

Монтаж устройства осуществляют следующим образом. В реторту 1 устанавливают на сферическое дно 2 опору из кольцевых элементов 6, скрепленных между собой на одинаковом расстоянии компенсаторами 7. Кольцевые элементы 6 с помощью болтов крепят к стенкам реторты 1, к которой прикреплены проушины 4. На сливную трубу 8 с переточными окнами сверху устанавливают плоский диск 9 с обечайкой 10, диаметр которого больше диаметра сливной трубы в 2-4 раза. Обечайка 10 образует со сливной трубой зазор 11 с солевым затвором 12. Причем конец обечайки 10 выполнен ниже переточных окон сливной трубы 8. На опору укладывают перфорированный поддон 5. С наружной стороны сферического дна 2 приваривают сливное устройство 13, а сверху на реторту 1 устанавливают крышку 3.

Реторту 1 со сферическим дном 2 и с крышкой 3 герметизируют, разогревают до температуры 800^oС, сливают через сливное устройство 13 конденсатный хлорид магния, заливают расчетное количество магния и начинают подачу тетрахлорида титана по заданному режиму. Получаемый в процессе восстановления хлорид магния через поддон 5 и опору из кольцевых элементов 6 накапливают на сферическом дне 2 и затем сливают из аппарата через сливное устройство 13 по предусмотренному технологией графику. Хлорид магния выводят через зазор 11 и каналы в сливной трубе 8. Образующийся блок губчатого титана оседает на поддоне 5.

После окончания процесса восстановления аппарат перемонтируют на процесс высокотемпературной вакуумной сепарации, который осуществляют при температуре 1000-1020^oС до полного удаления хлорида магния и металлического магния из блока губчатого титана. Затем аппарат охлаждают, и с помощью пресса путем нажатия на плоский диск 9 с обечайкой 10 и поддон 5, удаляют блок губчатого титана из реторты 1. Кольцевые элементы 6 с компенсаторами 7 периодически по мере накопления титана отсоединяют от проушин реторты 1, очищают от него ложное днище и сферическое дно 2.

Таким образом, данное изобретение позволяет значительно повысить срок службы устройства, уменьшить время на очистку ложного днища и сферического дна от соли и упростить конструкцию аппарата, улучшить слив соли хлорида магния из аппарата, улучшить обслуживание аппарата. Все это приведет к повышению производительности устройства.

Формула изобретения

1. Устройство для получения губчатого титана, включающее реторту с крышкой, сферическим дном и сливным устройством, ложное днище, выполненное со съемным перфорированным поддоном, установленным на опору в виде кольцевых элементов с переточными окнами, сливную трубу с переточными окнами с плоским диском, отличающееся тем, что оно снабжено компенсаторами, жестко закрепленными между кольцевыми элементами, и обечайкой, жестко приваренной к нижнему основанию диска и образующей зазор со сливной трубой для заполнения его солевым затвором, причем кольцевые элементы свободно установлены на сферическом дне и выполнены съемными.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что компенсатор выполнен в форме дуги.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соотношение диаметра сливной трубы к диаметру диска равно 1:(2-4).

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевые элементы размещены на одинаковом расстоянии друг от друга.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конец обечайки выполнен ниже переточных окон сливной трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1