СПОСОБ ФУТЕРОВАНИЯ РЕТОРТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКОЙ Российский патент 2014 года по МПК C22B5/04 

Описание патента на изобретение RU2524408C1

Изобретение относится к металлургии, связанной с получением редких металлов и сплавов, например, для получения высокоэнергетических магнитов Nd-Fe-B, методом металлотермической восстановительной плавки.

Известен аппарат для металлотермического получения металлов и сплавов [RU №2059007, С22В 5/04; опубл. 27.04.1996, бюл. №13], состоящий из бункера с загрузочной трубой и корпуса с охлаждающей рубашкой. Аппарат снабжен размещенным на нижнем конце загрузочной трубы полым пуансоном с торцевой частью, которая выполнена в виде пробки, извлекаемой внутрь загрузочной трубы, и запальным приспособлением, загрузочная труба выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а корпус с подвижным дном, при этом запальное приспособление размещено в пробке, а боковая стенка нижней части корпуса выполнена с полукольцевой прорезью для удаления продукта. После загрузки аппарата шихтой в нем инициируют реакцию кальциетермического восстановления. Образующийся в ходе реакции металл формируется в нижней части тигля, а расплав шлака располагается над металлом. После проведения плавки, не дожидаясь полного затвердевания (кристаллизации) шлака, в него опускают пуансон и, таким образом, из шлака предыдущей плавки формируют тигель с заданными геометрическими размерами для следующей плавки. Тигель остужают, грузят шихтой и процесс плавки повторяют.

Недостатком аппарата является невозможность его использования для проведения крупнотоннажных плавок (диаметр слитка 1 метр и более и высота 1 метр и более) из-за недоступности контроля качества стенок формируемого тигля (при большом диаметре футеровки возможны сквозные отверстия, раковины и другие дефекты в цилиндрической и донной стенках). Кроме того, большие габариты пуансона увеличивают его массу и усложняют механизмы подъема и опускания его.

Известен способ футерования реторт для получения металлов металлотермической восстановительной плавкой [RU №2034058, С22В 5/04, С22В 34/00, F27D 1/16; опубл. 30.04.1995], принятый за прототип. Способ включает приготовление порошка футеровки, установку цилиндрической съемной вставки на металлоприемник, засыпку в зазор между корпусом реторты и съемной вставкой порошка футеровки, загрузку внутрь вставки реакционной шихты и извлечение вставки из реторты, причем вставку перед установкой в реторту обертывают бумагой и оставляют ее в реторте после извлечения вставки, а в качестве порошка футеровки используют предварительно измельченный спек, полученный от предыдущей восстановительной плавки.

Недостатком данного способа является наличие дополнительных операций по охлаждению и измельчению охлажденного спека шлака, полученного от предыдущей восстановительной плавки.

Задачей изобретения является упрощение технологии изготовления тиглей заданного качества, предназначенных для проведения крупнотоннажных плавок.

Поставленная задача решается тем, что способ футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой включает установку с зазором съемной вставки в емкость для проведения плавки, загрузку футеровки в зазор и извлечение вставки, причем футеровкой является жидкий шлак, полученный от предыдущей металлотермической плавки, а вставка может состоять из нескольких частей.

Сущность способа футерования реторт в следующем. В печи для металлотермического восстановления проводят плавку металла или сплава в емкости. Для первой плавки емкость футеруют порошкообразным материалом каким-либо известным способом, например, описанным в прототипе. После плавки образовавшийся металл или сплав сливают через отверстие в дне в металлоприемник, а шлак отводят из аппарата через специальную летку в другую емкость вне аппарата, идентичную емкости в печи. Емкость вне печи предварительно подготавливают для приема шлака. В нее соосно вставляют съемную вставку с требуемым зазором вдоль цилиндрической стенки и донной части. Наружная поверхность съемной вставки может быть любая, необходимая для получения внутренней формы футеровки, т.к. эта форма может влиять на качество проведения плавки. В процессе заливки шлака в зазор между съемной вставкой и емкостью, благодаря достаточным габаритам вставки, можно проводить мониторинг качества получаемой футеровки, например «просвечиванием» ультразвуком. В случае обнаружения дефекта (например, газовый пузырь) его можно удалить путем местного вибрирования или простукивания стенки вставки и (или) стенки емкости. Жидкий шлак выдавит образовавшийся газовый пузырь. После остывания футеровки до температуры кристаллизации шлака вставку извлекают из емкости, для облегчения этой операции вставку можно изготавливать из нескольких частей.

Емкость, из которой сливали шлак, извлекают из печи и начинают футеровать для следующей плавки, а емкость с полученной футеровкой загружают шихтой и с помощью грузоподъемного механизма устанавливают в печь для металлотермического восстановления.

Таким образом, используя предлагаемый способ футерования реторт, уменьшается время производственного цикла плавки за счет отсутствия этапов остывания и извлечения шлака из емкости для проведения плавки и его дробления. Заливка шлака происходит за достаточно короткое время, а качество стенок футеровки контролируется на этапе заливки шлака с возможностью исправления возможных дефектов.

Похожие патенты RU2524408C1

название год авторы номер документа
АППАРАТ ДЛЯ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ В НЕПРЕРЫВНОМ РЕЖИМЕ 2013
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Софронов Владимир Леонидович
  • Макасеев Юрий Николаевич
  • Иванов Захар Сергеевич
RU2532778C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ РЕДКИХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ, СПЛАВОВ И ЛИГАТУР НА ИХ ОСНОВЕ 1997
  • Буйновский А.С.
  • Софронов В.Л.
  • Штефан Ю.П.
  • Буйновский П.А.
  • Скрипников В.В.
  • Самсонов В.М.
  • Качуровский А.Н.
  • Хлебенков В.В.
  • Громовик О.Н.
  • Евстафьев А.А.
  • Медяник А.В.
RU2113520C1
СПОСОБ ФУТЕРОВАНИЯ РЕТОРТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКОЙ 1992
  • Патрушев Вячеслав Андреевич
RU2034058C1
СПОСОБ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ПЛАВКИ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 2009
  • Кольба Александр Валерьевич
  • Загородний Александр Александрович
RU2406767C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МОНАЦИТОВОГО СЫРЬЯ 2017
  • Софронов Владимир Леонидович
  • Муслимова Александра Валерьевна
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Макасеев Юрий Николаевич
  • Молоков Пётр Борисович
  • Шамин Виктор Иванович
  • Макасеев Андрей Юрьевич
RU2667932C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ И ПЕРЕХОДНЫХ МЕТАЛЛОВ 1991
  • Буйновский А.С.
  • Максимов Ю.М.
  • Макасеев Ю.Н.
  • Софронов В.Л.
  • Штефан Ю.П.
  • Аврамчик А.Н.
RU2010883C1
ЛИГАТУРА ДЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ НА ОСНОВЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ 1998
  • Хандорин Г.П.
  • Кондаков В.М.
  • Скрипников В.В.
  • Сулима С.Г.
  • Качуровский А.Н.
  • Хлебенков В.В.
  • Буйновский А.С.
  • Софронов В.Л.
  • Штефан Ю.П.
  • Макасеев Ю.Н.
  • Буйновский П.А.
RU2145642C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МОНАЦИТА 2019
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Софронов Владимир Леонидович
  • Муслимова Александра Валерьевна
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Молоков Пётр Борисович
RU2704677C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИРКОНИЯ ОТ ГАФНИЯ 2010
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Софронов Владимир Леонидович
RU2457265C2
СУБЛИМАЦИОННЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ГЛУБОКОЙ ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВ 2013
  • Русаков Игорь Юрьевич
  • Буйновский Александр Сергеевич
  • Софронов Владимир Леонидович
  • Ануфриева Александра Валерьевна
RU2524734C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ФУТЕРОВАНИЯ РЕТОРТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКОЙ

Изобретение относится к способу футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой. Способ включает установку съемной вставки в реторту с зазором между стенкой реторты и вставкой, загрузку материала футеровки в зазор между вставкой и стенкой реторты для получения футеровки реторты, извлечение вставки и установку реторты с полученной футеровкой в печи, при этом в качестве футеровки реторты используют жидкий шлак от предыдущей плавки, который отводят из печи через летку в другую реторту вне печи, предварительно подготовленную для его приема, а реторту, из которой слили шлак, извлекают из печи и футеруют с использованием жидкого шлака от предыдущей плавки для последующей плавки в печи для металлотермического восстановления, а вставка может состоять из нескольких частей. Изобретение позволяет уменьшить время производственного цикла плавки за счет отсутствия этапов остывания и извлечения шлака из емкости для проведения плавки и его дробления и возможность контролировать качество стенок футеровки на этапе заливки шлака с возможностью исправления возможных дефектов. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 524 408 C1

1. Способ футерования реторты для металлотермической восстановительной плавки металлов и сплавов в печи, включающий установку съемной вставки в реторту с зазором между стенкой реторты и вставкой, загрузку материала футеровки в зазор между вставкой и стенкой реторты для получения футеровки реторты, извлечение вставки и установку реторты с полученной футеровкой в печи, при этом в качестве футеровки реторты используют жидкий шлак от предыдущей плавки, который отводят из печи через летку в другую реторту вне печи, предварительно подготовленную для его приема, а реторту, из которой слили шлак, извлекают из печи и футеруют с использованием жидкого шлака от предыдущей плавки для последующей плавки в печи для металлотермического восстановления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что вставка выполнена из нескольких частей.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2524408C1

СПОСОБ ФУТЕРОВАНИЯ РЕТОРТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЛАВКОЙ 1992
  • Патрушев Вячеслав Андреевич
RU2034058C1
RU 2059007 C1, 27.04.1996
ФУТЕРОВКА КАРБОТЕРМИЧЕСКОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ 2005
  • Даймер Йоханн
RU2378592C2
СА1169455А1, 19.06.1984
US6440193B1, 27.08.2002
Способ получения алюминия 1977
  • Эрнест Уильям Дьюинг
  • Жан-Поль Робер Хюни
  • Раман Радха Суд
  • Фредерик Уильям Саутам
SU1055340A3
Способ получения алюминия и устройство для его осуществления 1982
  • Зигфрид Вилькенинг
SU1253433A3
Футеровка подины отражательной печи 1984
  • Маленьких Анатолий Николаевич
  • Горбунов Владимир Анатольевич
  • Смирнов Анатолий Николаевич
SU1236281A1

RU 2 524 408 C1

Авторы

Буйновский Александр Сергеевич

Русаков Игорь Юрьевич

Софронов Владимир Леонидович

Макасеев Андрей Юрьевич

Иванов Захар Сергеевич

Даты

2014-07-27Публикация

2012-11-26Подача