Изобретение относится к производству карбидов редких тугоплавких металлов, в частности к получению карбида титана, который используется в машиностроении при создании композиций для обработки металлов. Карбиды титана могут быть использованы в качестве покровного слоя, обеспечивающего антикоррозионные и жаропрочные свойства.
Известны [1] способы получения карбидов путем взаимодействия диоксида титана с сажей, взаимодействия галогенидов с углеродсодержащими компонентами, прямым синтезом из смеси порошков титана и сажи. Эти способы имеют относительно низкую производительность и малый выход готовой продукции, в связи с чем они не нашли широкого промышленного использования.
Из известных аналогов наиболее близким к заявляемому способу по совокупности признаков является способ получения карбида титана в герметичном реакторе, включающий подачу шихты из титановых порошков и сажистого углерода и их взаимодействие при нагреве [2]
Способ по прототипу заключается в следующем.
Карбид титана получают путем непосредственного сплавления элементарного титана с углеродом.
При температуре выше 1600oС карбид титана может образовываться при действии на углерод смеси водорода с парами тетрахлорида титана.
Недостатками известных способов и прототипа являются низкая производительность, высокие энергозатраты технологического цикла, в т.ч. на операцию поджига шихты.
Заявляемое техническое решение за счет непрерывной подачи с высокой скоростью исходных реагентов в аппарат промышленного типа увеличивает производительность процесса.
Сущность способа получения карбида титана выражается следующей совокупность существенных признаков: в герметичный реактор подают шихту из титанового порошка и сажистого углерода; шихту подают непрерывно в нагретый до 1000-1050oC реактор; соотношение объема подаваемой шихты и объема реактора поддерживают 1 (250-500).
Изобретательский уровень и новизна предлагаемого способа заключается в непосредственном взаимодействии металлического титана с сажистым углеродом при высокой температуре.
Исходная шихта поступает в нагретый реактор, относительно быстро прогревается, вследствие чего протекает процесс карбидизации. Постоянная подача исходной шихты обеспечивает поддержание высокой температуры в зоне реакции за счет большой экзотермичности процесса карбидизации. Наличие большого свободного объема в реакторе позволяет гасить резкое повышение давления газа, выделяющегося при процессе карбидизации газов. Непрерывная подача исходных реагентов, имеющих большой свободный объем, позволяет осуществлять процесс получения карбида титана с высокой скоростью.
Выбор указанных технологических параметров обусловлен следующим: при подаче исходной шихты из титанового порошка и сажистого углерода в герметичный реактор при температуре менее 1000oC вероятность инициирования реакции взаимодействия будет низка и степень карбидизации титана будет неполной. При температуре в реакторе в начальный период выше 1050oC возможен перегрев реактора, резкое повышение давления.
При соотношении объема порций шихты и объема реактора менее 1:250 свободный объем аппарата не в состоянии погасить резкое увеличение давления газов, что может привести к аварийной ситуации. Соотношение шихты:реактор более 1:500 приводит к уменьшению производительности аппарата. Заданное соотношение объемов шихты и реактора выдерживается в процессе за счет того, что полученная масса карбида титана имеет большую плотность и осаждается в нижней части реактора.
Пример: опыты проводили на установке, состоящей из герметичного реактора с крышкой, реакционного стакана из графита и герметичного дозатора для исходной шихты. Нагрев осуществляли в шахтной электропечи. В дозатор загружали шихту из титановых порошков и сажистого углерода, которые предварительно тщательно перемешивали. Реактор нагревали до 1000-1050oC и осуществляли подачу шихты. По окончании процесса аппарат охлаждали, демонтировали, полученные продукты анализировали. Результаты опытов приведены в таблице.
Проведенные лабораторные и полупромышленные испытания предлагаемого технологического процесса осуществлены в объеме ограничительной и отличительной частей формулы изобретения.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ТИТАНА | 1994 |
|
RU2083708C1 |
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СКАНДИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ТЕТРАХЛОРИДА ТИТАНА | 1993 |
|
RU2068392C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА ТИТАНА | 2000 |
|
RU2175988C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ТИТАНА (ВАРИАНТЫ) | 2002 |
|
RU2215051C2 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО ТИТАНА | 1999 |
|
RU2153017C1 |
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КРЕМНИЯ | 1992 |
|
RU2036143C1 |
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ХЛОРИРОВАНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ В РАСПЛАВЕ ХЛОРИДОВ МЕТАЛЛОВ | 1999 |
|
RU2165567C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ТИТАНА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2001 |
|
RU2208653C1 |
КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ГАЗОВ ОТ УГЛЕВОДОРОДОВ, ОКСИДОВ АЗОТА, ОКСИДА УГЛЕРОДА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 1998 |
|
RU2135279C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2000 |
|
RU2172785C1 |
Изобретение относится к способу получения карбида титана в герметическом реакторе путем взаимодействия титановых порошков с сажистым углеродом. Сущность: исходную шихту непрерывно подают в реактор, нагретый до 1000-1050oC, при этом соотношение объема порции подаваемой шихты и объема реактора составляет 1:(250-500). 1 табл.
Способ получения карбида титана, включающий подачу шихты из титанового порошка и сажистого углерода в герметичный реактор и проведение процесса взаимодействия при нагреве, отличающийся тем, что подачу шихты ведут непрерывно в нагретый до 1000 1050oС реактор при поддержании соотношения объема подаваемой шихты и объема реактора 1 250 500.
Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
Кипарисов С.С., Лвинский Ю.В., Петров А.П | |||
Карбид титана | |||
М.: Металлургия, 1987, с.6-33 | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
Лучинский Г.П | |||
Химия титана | |||
М.: Химия, 1971, с.177-179. |
Авторы
Даты
1996-09-20—Публикация
1993-01-11—Подача