УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ СЕПАРАЦИИ ГУБЧАТОГО МЕТАЛЛА Российский патент 2003 года по МПК C22B34/12 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для очистки губчатых металлов титана, циркония, тантала, ниобия и их сплавов, полученных магниетермическим восстановлением их хлоридов, от магния и хлорида магния путем вакуумной высокотемпературной отгонки.

Известно устройство для вакуумной сепарации губчатого титана (патент РФ 2149199 от 23.12.1998), состоящее из реторты-реактора, реторты-конденсатора с ложными днищами и донными патрубками закрытыми герметичными крышками с патрубками для вакуумирования и центральными патрубками для транспорта паров магния и хлорида магния из реторты-реактора в реторту-конденсатор, на каждом центральном патрубке с помощью кольца размещен соосно внутренний патрубок с легкоплавкой заглушкой и клапан с приводом через герметично закрываемый боковой патрубок. Центральные патрубки крышек снабжены устройствами для обогрева и водоохлаждаемыми фланцами для герметичного соединения между собой. На фланцах крышек установлено опорное устройство в виде стойки.

Описанное устройство имеет весьма сложную конструкцию. Монтаж и демонтаж такого устройства требует повышенных трудозатрат и дополнительного времени, следовательно, снижается производительность устройства.

Наиболее близким устройством к заявляемому является известное устройство по патенту 2165470.

В отличие от аналогов в этом устройстве фланцы крышек реторты-реактора и верхней реторты-конденсатора непосредственно соединяются без промежуточных устройств. На патрубке крышек реторты-реактора и реторты-конденсатора установлены клапаны, приводы которых выведены за пределы объема аппарата и герметизированы.

Однако и данное устройство имеет сложную конструкцию и ненадежную работу клапанов внутри устройства, где не исключается осаждение конденсата магния и хлорида магния. Кроме того, доступ к клапанам закрыт. Демонтаж устройства при этом значительно затруднен, увеличивается его длительность.

Следовательно, производительность такого устройства будет невысокой.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении производительности устройства.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для вакуумной сепарации губчатого металла (титана, циркония, тантала, ниобия и их сплавов), включающем реторту-реактор, реторту-конденсатор, снабженную кессоном, с крышками с вакуум-отводами и патрубками для подачи исходных продуктов и сливным устройством, новым является то, что крышки выполнены с двумя фланцами и снабжены обогреваемыми патрубками, проходящими через их обечайки, с клапанами, установленными вне объема устройства, а между крышками установлен тепловой экран.

Крышка выполнена с одним обогреваемым патрубком.

Наличие двух фланцев у крышек позволяет значительно сократить монтаж и демонтаж устройства, что повышает его производительность. Вывод обогреваемых патрубков с клапанами за пределы объема устройства значительно упрощает эксплуатацию, снижает длительность его монтажа и демонтажа, что способствует повышению производительности устройства.

Тепловой экран разделяет объемы испарения (реторта-реактор) и конденсации (реторта-конденсатор), что позволяет улучшить условия конденсации паров магния и его хлорида и позволяет сократить длительность процесса вакуумной сепарации, т. е. повышает производительность устройства. Следовательно, все признаки заявляемого изобретения способствуют повышению производительности устройства для вакуумной сепарации губчатого металла, получаемого магниетермическим способом.

Устройство для вакуумной сепарации губчатого металла изображено на чертеже. Устройство состоит из реторты-реактора 1, реторты-конденсатора 2, снабженной кессоном 3, герметично закрытыми крышками 4 с вакуум-отводами 5, с патрубками 6 для подачи исходных продуктов, с фланцем 7 и фланцем 8 и обечайкой 9, через которую проходит обогреваемый патрубок 10, используемый в качестве паропровода для паров магния и его хлорида, с клапаном 11, сверху реторты-конденсатора 2 установлено кольцо-ороситель 12, реторта-реактор имеет сливное устройство 13, тепловой экран 14, устройство устанавливается на процесс вакуумной сепарации в электропечь 15.

Устройство для вакуумной сепарации губчатого металла работает следующим образом. В реторте-реакторе 1, герметизированной крышкой 4 со сливным устройством 13, получают реакционную массу, состоящую, например, из 6 т губчатого титана, 2,4 т магния и 0,9 т хлорида магния. Патрубок 6 заглушают. На фланец 8 крышки 4 реторты-реактора 1 устанавливают тепловой экран 14 и реторту-конденсатор 2, герметизированную крышкой 4 с заглушенным патрубком 6. Фланцы 8 крышек 4 герметизируют. Обогреваемые патрубки 10, проходящие через обечайки 9 крышек 4, герметично соединяют. Клапаны 11 обогреваемых патрубков 10 закрыты. Реторту-реактор 2 устанавливают в электропечь вакуумной сепарации 15. На реторту-конденсатор 2 помещают кольцо-ороситель 12 и закрытый кессон 3.

После монтажа устройства одновременно вакуумируют реторту-конденсатор 2 и реторту-реактор 1 через вакуумотводы 5 и удаляют воздух из пространства между крышками 4, вакуумируют и включают электропечь 15 и обогрев патрубков 10, подают воду в кольцо-ороситель 12. По достижении на патрубках 10-750^oС, а в электропечи 1000^oС открывают клапаны 11. В результате начинается очистка губчатого титана от магния и его хлорида, которые конденсируются в реторте-конденсаторе 2. Тепловой экран 14 способствует возникновению значительного градиента температур между ретортой-реактором 1 и ретортой-конденсатором 2, что позволяет снизить длительность процесса вакуумной сепарации. По окончании процесса вакуумной сепарации в устройство подают аргон, закрывают клапаны 11 и демонтируют устройство для получения губчатого титана, разъединяют фланцы 8 и фланцы клапанов 11. Реторту-конденсатор 2 транспортируют на монтажный участок, там снимают кессон 3 и кольцо-ороситель 12 и используют реторту-конденсатор 2 с крышкой 4 в качестве аппарата восстановления.

С реторты-реактора 1 снимают тепловой экран 14, затем реторту-реактор 1, герметизированную крышкой 4, извлекают из электропечи 15 и устанавливают в холодильник для охлаждения. После охлаждения реторту-реактор 1 демонтируют и получают 6 т чистого губчатого титана.

Простота конструкции описанного устройства позволяет значительно сократить время его монтажа и демонтажа, что повышает его производительность.

Создание перепада температур между ретортой-реактором 1 и ретортой-конденсатором 2 в результате использования теплового экрана 14 увеличивает движущую силу процесса - разность давления между ретортами 1 и 2, что снижает длительность процесса вакуумной сепарации, повышает производительность устройства.

Изобретение относится к металлургии. Устройство для вакуумной сепарации губчатого металла включает реторту-реактор со сливным устройством, реторту-конденсатор, снабженную кессоном, с крышками с вакуум-отводами и патрубками для подачи исходных продуктов. Технический результат - повышение производительности. Для достижения технического результата крышки выполнены с двумя фланцами и снабжены обогреваемыми патрубками, проходящими через обечайки, с клапанами, установленными вне объема устройства, а между крышками установлен тепловой экран, каждая крышка выполнена с одним обогреваемым патрубком. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для вакуумной сепарации губчатого металла, включающее реторту-реактор, реторту-конденсатор, снабженную кессоном, с крышками с вакуум-отводами и патрубками для подачи исходных продуктов и сливным устройством, отличающееся тем, что крышки выполнены с двумя фланцами и снабжены обогреваемыми патрубками, проходящими через их обечайки, с клапанами, установленными вне объема устройства, а между крышками установлен тепловой экран.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждая крышка выполнена с одним обогреваемым патрубком.