Изобретение относится к тем областям цветной металлургии, в которых производится переработка в металлические сплавы содержащих титан, а также и другие, входящие в состав синтезируемых с применением таких технологий, готовых конечных продуктов, входящие в них компоненты также присутствующие в них в виде соответствующих соединений в объеме применяемых при проведении их последующей обработке, исходных сырьевых материалов, а также к устройствам, обеспечивающим возможность осуществления указанных выше методов.
На настоящий момент времени является известным техническое решение, при осуществлении которого необходимый готовый конечный продукт, представленный в виде ферротитапа, восстанавливается из его оксидов, в электропечи, с использованием для достижения этой цели, так называемого «алюмотермического» метода получения указанного выше, «комбинированного» двухкомпонентного материала.
Отмеченный ранее этот, достаточно широко известный способ изготовления ферротитапа, содержащего в своем составе в числе прочих его основных и составляющих элементов, также еще медь и кремний, включает в себя операцию по предварительному проплавлению «запальной» части шихты, содержащей «ильменитовый» концентрат, алюминий, окислитель, и известь, проводимую непосредственно в полости используемой для этого электропечи.
Однако указанный выше способ-аналог имеет достаточно легко выявляемые и достаточно существенные недостатки. К числу последних относится, прежде всего то, что полученная с применением такого известного метода, конечная готовая композиция, отличается слишком низким процентным содержанием основного, составляющего ее элементы, то есть титана и в то же время она еще и обладает достаточно высоким значением «удельной» концентрации титана, определяемой непосредственно в ее суммарном объеме, относительно других, тоже формирующих последнюю, ее главных компонентов, то есть соответственно, входящих в ее массу, веществ - железа Fe и алюминия Аl.
Наличие факта действия указанного выше, крайне нежелательного обстоятельства, в конечном итоге и приводит к дельнейшему повышению уровня накопления вредных примесей-загрязнителей, во всем объеме получаемого таким образом полностью готового конечного продукта
(См. книга М.А.Рысс «Производство ферросплавов», изд. 2-е; Москва; Металлургия, 1985 г., стр 270-279).
В другом тоже известном на настоящий момент времени, техническом решении, при изготовлении ферротитана, то есть материала, содержащего в своем составе, в числе прочих, «легирующие» его элементы, такие как медь и кремний, с целью повышения процентного содержания «основного» компонента - указанного выше титана, в получаемом в соответствии с такой технологией готовом конечном продукте, используют измененную рецептуру применяемой исходной сырьевой рудной смеси. Содержание титана в последней составляет уже значение, равное 48-56%, а кремния - до 3%, и меди - 0,9%; алюминий, молибден; цирконий, ванадий, углерод, фосфор, сера, олово, железо - остальное, до 100%.
Так же, как и в ранее рассмотренном техническом решении - аналоге, при осуществлении и этого известного решения-прототипа, изготовление готового конечного продукта производится с обязательным проведением стадии предварительной «переплавки» исходного рудного сырья, хорошо перемешанного с обыкновенной известью, осуществляемой в свою очередь, тоже в электропечи.
Согласно представленной в описании этого известного изобретения информации, извлечение титана при проведении этой, существующей на данный момент времени, технологии проведения синтеза необходимого готового конечного продукта, осуществляемого непосредственно из его оксидов, переводимых напрямую в общий объем емкости, заполненной этим сплавом, возрастает уже до значения, составляющего величину в 60-70%.
В дальнейшем, наличие этого факта действия указанного выше «положительного обстоятельства» обеспечивает получение при выплавке сталей, проводимой с применением в качестве «Лигатуры», указанного выше готового конечного продукта, существенное повышение уровня технических характеристик изготавливаемых металлургическими методами, необходимых для дельнейшего использования в условиях промышленного производства, такого рода необходимый конструктивных материалов (легированных титаном и другими элементами, «конструктивных» марок сталей)
(См. патент RU №2318032 «Ферротитан для легирования стали и способ его алюмотермического получения», С22С 23/04, С22С 35/00; опубликован - 27.02.2008 г., далее прототип).
Однако, как очевидно следует из представленной в описании изобретения информации, изготавливаемый в соответствии с этой известной методикой готовый конечный продукт, не является объектом для дальнейшего его непосредственного использования по прямому назначению - т.е. он и не применяется в качестве специального конструктивного материала для проведения изготовления изделий, входящих в состав сборных составных конструкций работающих под усиленной нагрузкой, то есть разного рода узлов и механизмов, используемых в свою очередь непосредственно в составе эксплуатируемых в достаточно тяжелых производственных условиях, разного рода и назначения широко распространенных промышленных установок.
Исходя из анализа приведенных в тексте описания изобретения - прототипа, сообщений, можно прийти к итоговому заключению, что включающий в свой состав элементы - титан, медь, кремний и прочие элементы-добавки, известный многокомпонентный сплав на основе титана может применяться лишь в качестве дополнительной добавки при выполнении главного металлургического процесса - т.е. при проведении изготовления легированных сталей.
Вполне понятным является и то, что в связи с изложенным выше, такого рода готовый конечный продукт не обладает, да и фактически не должен его даже и «теоретически» иметь, соответствующим набором собственных физико-механических характеристик, а также еще и другими, крайне необходимыми для осуществления его дальнейшей промышленной эксплуатации, отличающими его от других технических аналогов, качественными показателями (химической стойкостью, тугоплавкостью и т.д.).
Кроме всего прочего, из перечисленного здесь выше, следует отметить еще и то, что в связи с настоятельной необходимостью получения этого готового конечного продукта, то есть ферротитана, осуществляемого непосредственно из «жидкого высокотемпературного» расплава, состоящего, в свою очередь, из набора формирующих его общий объем исходных веществ - соединений, используемое для осуществления такого метода проведения переработки сырьевых продуктов, оборудование и обслуживающие его функционирование вспомогательные технологические системы, отличаются высокой степенью конструктивной сложности, а следовательно, и достаточно значительной финансовой стоимостью.
Дополнительно надо указать еще и на то, что расход необходимой для выполнения такого известного способа - прототипа, т.е. подаваемое к применяемой металлургическому оборудованию количество самой, потребляемой используемым при его проведении, технологическими агрегатами, и потребляемой последними электрической энергии, и в этом случае, так и остается недопустимо высоким.
Это заключение можно отнести к категории «вполне понятных» в силу того, что для проведения операции перевода применяемых в ходе осуществления этого процесса, твердых кусковых материалов новое жидкое, «расплавленное» фазовое состояние, используемые для непосредственного осуществления этого действия, силовые агрегаты, должны обязательно иметь и соответствующие, обеспечивающие силу возможность достижения указанной выше цели, т.е. достаточно высокие показатели, собственной электрической мощности.
Необходимым техническим результатом, достигаемым при использовании этого изобретения, является формирование при проведении предложенного способа получения трехкомпонентного сплава из титана, меди и кремния, комплекса необходимых и наиболее оптимальных условий для его «промышленного» осуществления, сам факт наличия действия которого позволил бы производить синтез этого вещества, непосредственно из соединений указанных выше элементов, входящих в состав применяемых при выполнении процесса «прямого» восстановления таких компонентов, производимого с применением их рудного сырья, содержащего в своем составе, с одновременным проведением формирования на завершающих стадиях выполнения указанной выше технологии переработки исходного материала, готового конечного продукта, представляющего собой кольцевое столбчатое кристаллическое образование, которое к тому же должно еще и обладать высокими собственными физико-механическими характеристиками, а также и вполне соответствующими последним, показателями химической инертности, жаростойкости и электропроводности, и кроме всего, перечисленного выше, еще и снижение степени конструктивной сложности используемого в процессе выполнения отмеченного ранее метода переработки применяемой в указанной выше технологии, исходной рудной породы, самого этого технологического устройства.
Достижение указанного выше технического результата обеспечивается, прежде всего, тем, что на самых начальных этапах проведения процесса обработки, исходную сырьевую смесь, состоящую из соединений перечисленных ранее металлов и неметаллов, размещают во внутреннем объеме самого применяемого для осуществления процесса ее переработки, технологического устройства. В этом же аппарате производят генерацию обрабатывающих физических полей накладываемых на все зоны в его полости, содержащие размещенную в них перерабатываемую сырьевую массу. С помощью этих же физических полей и выполняется процесс восстановления составляющих синтезируемый таким образом трехкомпонентный сплав и входящих непосредственно в его общий объем «основных» компонентов, из содержащего используемые при этом исходные их соединения, сырьевого материала.
Применение этих же самых обрабатывающих и физических полей, во-первых, в конечном итоге, обеспечивает и «крепкое» соединение входящих в состав используемой при обработке сырьевой смеси отдельных предварительно восстановленных из нее, «главных осколочных элементарных фрагментов», в целостную монолитную кристаллическую структуру, то есть в сам этот уже полностью готовый конечный продукт, представленный в виде кольцевого столбчатого структурного образования, состоящего в свою очередь преимущественно из этого трехкомпонентного сплава.
Во-вторых, следует также обратить особое внимание еще и на то, что в процессе осуществления предложенного способа обязательно выполняется и перемешивание составляющих весь суммарный исходный объем сырьевого материала входящих в последний, отдельных его слоев, осуществляемое непосредственно при проведении процесса его обработки. При этом производится и накопление составляющих этого уже готового конечного продукта, в области устройства, расположенной в зоне воздействия применяемых при переработке сырья, указанных выше физических полей. По завершении отмеченного выше технологического процесса обработки, выполняется еще и выгрузка уже готового конечного монолитного структурного образования, из полости этого используемого технологического устройства.
В качестве же содержащего соединения титана, меди и кремния, исходного сырья при выполнении предложенной технологии, используют полученную введением в заранее заданный объем воды с последующим распределением в нем смеси, состоящей из частиц титановой, медной и кремниевой руды, жидкую водяную суспензию. Дисперсность входящих в состав последней указанных выше твердых компонентов находится в пределах 0,001-0,008 мм, а их суммарное количество в общем объеме этой водяной суспензии соответствует значению 40-70%.
Применяемые для получения указанной выше и комбинированной сырьевой смеси, ее отдельные исходные, рудные породы, образуют последнюю при их содержании в ее составе: 33-35% титановая руда; 30-34% - медная порода, и кремниевая, соответственно, остальное, до 100%.
Сам же получаемый по завершении процесса обработки трехкомпонентный сплав Ti; Сu; Si, формируется в виде кольцевого столбчатого структурного образования, состоящего, в основном из перечисленных выше элементов - титана, меди и кремния.
В качестве же воздействующих на перерабатываемые сырьевые продукты физических полей, применяются «зубчатые трапецеидальные», напряженность которых составляет величину в 1,0×105÷1,5×105 А/м, а частота их колебаний соответствует значению 5-12 ед. изменений их величины, протекающих в течение одной минуты, а формируемые этими физическими полями «обрабатывающие» скопления, состоящие из принадлежащих им силовых линий, повторяют конфигурацию, максимально приближенную к очертанию пространственного образования, полученного при проведении вращения вытянутого в длину прямоугольника, совершающего повороты относительно собственной центральной продольной оси симметрии.
При этом сам процесс формирования готового конечного продукта в виде кольцевого столбчатого кольцевого структурного образования осуществляется на расположенном прямо в центре используемой для размещения исходного сырья передвижной рабочей камеры, металлическом распорном стержне, выполняющем роль «затравки» на его боковой наружной поверхности, на самом первом этапе проведения обработки, сначала осаждается сплошной кольцевой слой, представленный сформировавшимися при ее проведении «липкими» шлаковыми отходами.
Затем, на такого рода фиксирующей мелкие частицы полученного ранее сплава, своего рода «подложке», синтезируется и сам необходимый готовый конечный продукт.
Как уже указывалось и ранее, формирование объема тела последнего осуществляется в виде кольцевого столбчатого структурного образования, в состав которого в основном входят все перечисленные выше компоненты, представленные образующими его «главными» элементами, то есть преимущественно титаном, медью и кремнием, а также еще и относительно небольшим количеством примесей, сформированных из соединений этих же самых компонентов, и кроме того еще и железа.
При осуществлении процесса переработки исходного материала с применением предложенного метода ее выполнения, используемое сырье предварительно загружают в герметично изолированную от остального объема корпуса устройства, передвижную рабочую камеру.
Последняя при ее выполнении к тому же совершает продольное возвратно-поступательное перемещение по полости этого корпуса, с использованием направлений «туда-обратно», а также при этом она еще и осуществляет угловые повороты относительно собственной центральной оси симметрии.
Указанные выше угловые повороты, составляющие эту камеру конструктивные элементы сначала выполняют по круговой траектории, очертание которой совпадает с передвижением часовой стрелки по циферблату хронометра - на самом первоначальном прямом отрезке пути выполняемого ею перемещения, и в противоположном направлении, т.е. против часовой стрелки этого же прибора, соответственно, на завершающем цикл обработки, таком же, но уже обратном.
Сама же расстановка областей формирования «трапецеидальных» магнитных полей произведена с использованием трех, или кратного этому числу, любого другого количества спиралеобразных установочных цилиндрических линий. Последние «опоясывают» наружную поверхность корпуса устройства, в полости которого и совершает продольное возвратно-поступательное перемещение рабочая камера с загруженной в нее массой перерабатываемого сырьевого материала.
Кроме всего указанного здесь выше, при осуществлении предложенной технологии, зоны генерации обрабатывающих «зубчатых трапецеидальных» магнитных полей, которые непрерывно передвигающаяся в полости корпуса устройства его рабочая камера периодически и пересекает, удалены друг от друга на одно и то же, одинаковое монтажное расстояние, а само количество областей, в которых осуществляется формирование последних, составляет значение от девяти до восемнадцати единиц, приходящееся на каждую используемую для их размещения, «спиралевидную», «опоясывающую» корпус устройства и установочную траекторию.
Процесс же «прямого» восстановления всех входящих, в объем тела вновь получаемого в полости устройства, этого структурного образования, основных, составляющих его и формирующих последнее, «главных» его элементов, осуществляется за счет проведения подачи к образующим суммарную массу перерабатываемого сырья, то есть к ее отдельным слоям из исходного материала, обыкновенного сплава атмосферного воздуха.
В качестве же обеспечивающего выполнение этого действия элемента-восстановителя используют углерод, всегда присутствующий в составе содержащих этот компонент газов, само наличие которых в объеме обычного атмосферного воздуха и позволяет, в дальнейшем, осуществлять формирование этих, указанных выше «напорных струй», пропускаемых непосредственно через полость передвижной рабочей камеры, и как бы создаваемых, в свою очередь, из такого, отмеченного ранее, «летучего продукта».
Перемешивание всего объема применяемого для получения сплава титан-медь-кремний, сырьевого материала, выполняется прямо в процессе проведения его перемещения во внутреннем объеме и «медленно ползущей» по полости устройства, рабочей камеры, которая как бы совершает непрерывный «винтовой», возвратно-поступательный продольный перенос перерабатываемой исходной рудной породы, по направлению от заднего корпуса устройства, к его передней части, а затем наоборот. Указанная выше операция производится за счет «дробления» и «выдавливания» из одной области объема полости рабочей камеры в другую, составляющих общую перерабатываемую массу сырья отдельных ее «микропорций», протекающего под воздействием ударов, создаваемых перекрещивающимися струями подаваемого к последним сжатого воздуха. Поступление же этого «газового» продукта к указанным выше зонам проведения базирования последних осуществляется под избыточным давлением, значение которого соответствует величине 0,4÷6,0 кгс/см2.
Сами же такого рода «вонзающиеся» в составляющие массу сырья отдельные слои этого материала, струйные воздушные потоки, формируются при помощи специально предусмотренных для осуществления этого действия, обдувочных элементов - сопел. Последние тоже равномерно закреплены на трех установочных спиральных линиях, которые проложены между соответствующими витками кривых, используемых для размещения обрабатывающих магнитных генераторов.
Применяемые для достижения указанной выше цели, обдувочные элементы, обеспечивающие подачу под давлением состоящих из указанного выше продукта и направленных непосредственно к объему исходного сырья такого рода «скрещивающихся» газовых потоков, имеют как тангенциальные, так и радиальные углы наклона в 30-45° по отношению той поверхности устройства, на которой этот обрабатываемый материал в данный момент времени и расположен.
Загрузка же используемого для осуществления переработки в готовый конечный продукт исходного сырья, а также выгрузка уже полностью готового столбчатого кольцевого структурного образования, по окончанию процесса обработки, осуществляется в отдельном, предназначенном для выполнения указанных выше технологических переходов, съемном накидном колпаке - отсеке, присоединенном к неподвижному основному корпусу устройства.
Само же устройство, предназначенное для осуществления способа получения сплава на основе титана, меди и кремния из водяной суспензии, частиц содержащей соединения этих элементов руды, включает в себя корпус, состоящий из двух частей. Одна из частей этого корпуса является съемной и выполнена в виде накидного съемного колпака, стыкуемого с неподвижной основной цилиндрической обечайкой-корпусом. Соединение этих отдельных деталей сборного корпуса устройства осуществляется при помощи кольцевых плоских монтажных фланцев, и при этом длина неподвижного элемента, указанного выше конструктивного узла, доставляет 80-85% от всего соответствующего значения аналогичного общего габарита последнего. Остаток его суммарной длины приходится на саму эту съемную деталь - накидной колпак. Кроме того, в полости неподвижной части составного корпуса устройства, устанавливается передвижная рабочая камера, кинематически связанная при помощи прикрепленного к составляющим последнюю, конструктивным деталям, ходового валика, непосредственно с внешним приводом передачи движения, наличие которого в конечном итоге и позволяет производить ее возвратно-поступательное продольное перемещение по внутренней полости этого сборного корпуса устройства, по направлениям «туда - обратно», с одновременно выполняемым вращением составляющих ее конструктивных элементов относительно собственной центральной оси симметрии.
Направление такого вращения меняется на прямо противоположное в момент времени, когда производится возврат передвижной рабочей камеры из достигнутого ею конечного, занимаемого этим узлом положения, в первоначальное исходное.
Сама же эта рабочая камера формируется левой и правой ограничительными «поршнеобразными» щеками, закрепляемыми непосредственно на ходовом валике. Между указанными выше деталями составной рабочей камеры монтируется распорный стержень - затравка, используемый для осаждения на его боковой наружной поверхности получаемого в ней по завершении процесса обработки, готового конечного продукта.
При этом передвигаемые внутри полости сборного корпуса устройства ограничительные щеки рабочей камеры выполняют в ней функции сдвоенного поршня, и имеют герметизирующие уплотнения на своей наружной боковой поверхности.
Следует еще отметить и то, что сквозь стенки неподвижной части корпуса пропущены фокусирующие магнитные насадки, а также и обдувочные сопла, используемые для проведения формирования поступающих во внутренний объем этой составляющей сборного узла устройства, струй сжатого воздуха, и кроме того, соответственно и «пучковых» скоплений генерируемых фокусирующими насадками магнитных контуров силовых линий, имеющих конфигурацию вытянутых вдоль прямой линии радиальных «круглых» лучей-«бревен».
Расстановка как тех, так и других конструктивных элементов этого устройства произведена на «опоясывающих» его корпус цилиндрических спиральных линиях.
Количество же такого рода «опоясывающих» корпус устройства, установочных кривых, используемых для закрепления каждой указанной выше детали или силового узла составляет три, или любое другое число, кратное этому значению, их единиц. Число же размещенных на каждой из указанных криволинейных траекторий «обрабатывающих» магнитных контуров, в состав которых и входят фокусирующие насадки, составляет величину от девяти до восемнадцати штук.
Равномерно же расставленные на аналогичных по форме и с использованием того же самого их количества, «очень похожих» на соседние с ними, «установочных» спиралях, расположенных в свою очередь между витками применяемых для размещения обрабатывающих магнитных контуров криволинейных монтажных линии, обдувочные сопла имеют как радиальные, так и тангенциальные углы наклона в 30-45° по отношению наружной поверхности корпуса, на которой они и закреплены.
Сами же рабочие элементы «обрабатывающих» магнитных генераторов выполнены в виде состыкованных между собой пластин, изготовленных из магнитопроводящего материала, с формированием в процессе осуществления их монтажа замкнутого Ф-образного магнитного контура.
В объеме же составляющих этот сборный узел отдельны его деталей размещены по три электрические обмотки катушки - как в левой, так и в правой половинах этого контура.
Общее число таких обмоток-катушек, размещенных в каждом обрабатывающем контуре, таким образом, равно шести. Отмеченные выше «силовые» электрические этого технологического магнитного контура выполняют в нем функции соленоидов.
Каждая такая генерирующая индивидуальное магнитное поле обмотка-катушка соединена с соответствующей собственной «псевдофазой» внешнего источника подачи электрического питания. Поступление же вырабатываемых этим внешним источником питания «наборных пакетов» электрических импульсов, каждый из которых имеет форму «гребня, состоящего из трапециидальных зубьев», производится на эти отдельные соленоиды с угловым смещением составляющих такие пакеты электрических сигналов относительно аналогичных, но подводимых к соседним обмоткам - катушкам, а также к генераторам, размещенным на рядом расположенных таких же точно, соседних установочных спиралях.
Величина же этого указанного выше углового смещения генерируемых таким образом электрических сигналов, составляет значение в 120°. В нижней же горизонтальной поперечной перекладине каждого Ф-образного магнитного генератора, то есть в имеющуюся в нем для этого «фиксирующую выемку», запрессовывается хвостовик цилиндрической фокусирующей насадки, противоположный конец которой заводится в выполненное в установочной втулке, пропущенной сквозь стенки неподвижной части корпуса, монтажное отверстие. Указанная выше насадка имеет еще и сформированную на своей нижней торцевой части, собирающую в «плотный пучок» магнитные силовые линии обрабатывающих физических полей, полость-выемку, выполненную в виде впадины, с конфигурацией пространственного гиперболоида вращения.
Полученные же в местах «сквозного» прохода через стенки корпуса установочных втулок с фокусирующими магнитными насадками, а также еще и обдувочных сопел, «криволинейные выемки», «сформированные» как бы «абсолютно автоматически» непосредственно на внутренней боковой поверхности его полости, снабжены «выглаживающими» шайбами.
Последние изготовлены либо из «запрессованного» прямо в объем этих выемок магнитопроводящего порошка - в случае размещения там магнитных фокусирующих насадок, или выполнены в форме разрезных лепестковых мембран из эластичной резины, плотно закрепленных в зоне расположенных около выходных отверстий подающих сжатый воздух, обдувочных сопел.
Дополнительно ко всему вышеперечисленному, в левой и правой половинах неподвижной части сборного корпуса этого устройства смонтированы выпускные патрубки применяемые для вывода в наружную атмосферу накапливаемых в неподвижной рабочей камере избыточных объемов газа, снабженные редукционными клапанами. Срабатывание этих «перепускных» элементов осуществляется в случае, когда величина избыточного давления образующихся в объеме передвижной рабочей камеры летучих соединений, превышает его оптимальное значение, заданное технологией обработки.
Опять же следует еще и отметить то, что в местах пересечения тела этих патрубков с боковой внутренней поверхностью неподвижного корпуса, тоже смонтированы пластиковые перфорированные «выглаживающие» шайбы, обеспечивающие беспрепятственное протекание процесса скольжения в этих зонах входящих в состав рабочей камеры правой и левой ее ограничительных, щек-поршней, а также и вывод через имеющиеся в указанных выше деталях, сквозные отверстия перфорации, излишков заполняющих ее газовых объемов.
Также надо указать еще и на то, что в верхней части съемного колпака применяемого устройства, располагается загрузочный бункер, внутренний объем которого через имеющийся в зоне его установки сквозной люк, выполненный в этой самой части корпуса устройства который сообщается с полостью, размещенной прямо под ним, передвижной рабочей камеры, занимающей в момент проведения ее заполнения сырьевой массой, как бы исходное, «стартовое» положение, перед самым началом осуществления последующего цикла обработки.
Исходя из всех, изложенный выше, особенностей проведения выполнения предлагаемого способа, а также учитывая еще и наличие факта постоянного воздействия на порядок его осуществления, всего набора из отмеченный ранее, существенных отличительных признаков, характеризующих всю специфику конструктивного исполнения используемого при осуществлении этой технологии, самого обрабатывающего устройства, с учетом всего этого можно прийти к итоговому заключению, что объективно регистрируемый любым сторонним наблюдателем, «эффект» сильного влияния на весь ход протекания процесса переработки исходного материала, имеющих место, и подробно перечисленных здесь, объективных физических факторов, создаваемых со стороны внешних, обслуживающих его работу «силовых» технологических систем, и позволяет самым коренным образом резко изменить принципиальную схему выполнения предложенного метода осуществления формирования необходимого готового конечного продукта.
То есть самого этого, получаемого в используемом аппарате, после полного завершения всего цикла проведения обработки кольцевого столбчатого кристаллического образования. Последнее, в указанном выше случае, как бы «целиком» и состоит из «главных» осаждаемых в полости этого агрегата, образующих тело последнего, «основных» его элементов, то есть титана, меди и кремния.
Перечисленные здесь компоненты этого готового конечного продукта выделяются при проведении переработки исходного сырьевого материала, содержащего в своей рецептуре, рудные соединения всех названных здесь ранее, и необходимых для проведения процесса формирования, составных элементов этого, вновь синтезируемого в этом применяемом устройстве трехкомпонентного сплава.
В связи с наличием факта безусловного влияния всех, изложенных выше и очевидных обстоятельств, указанная ранее технология начинает приобретать следующие, присущие только ей достаточно характерные отличия. Во-первых, к числу последних обязательно следует отнести то, что самая начальная стадия осуществления предлагаемого способа включает в себя этап так называемого ультратонкого помола» «крупногабаритных» кусков исходных руд содержащих соединения титана, меди и кремния.
При его проведении используются любые известные в промышленном производстве методы дробления «комкового» рудного материала, например, выполняемые при помощи обычных шаровых мельниц. При применении для достижения этой цели указанного выше и широко распространенного в промышленном производстве устройства, куски исходной сырьевой массы, используемой в предложенном технологическом процессе, перетирались» с помощью последнего, до получения из них «пудрообразных» частиц, имеющих габаритные размеры от 0,001 до 0,008 мм.
Осуществление указанной выше операции по проведению размола «крупных» комков породы с получением из них «вторичных» «микроскопических» частиц, и обеспечивает в дальнейшем возможность формирования из образующейся таким образом своего рода «пудры», синтезированной в свою очередь, из суммарной смеси мельчайших и самых разных собственных компонентов, содержащих соединения титана, меди и кремния, своего рода «сухого остатка», целиком состоящего из всех этих указанных выше, твердых сырьевых веществ.
Применяемый при выполнении процесса обработки трехкомпонентный полученный таким образом, «сухой остаток», включает в себя - титановую руду - 33-35%, медную породу - 30-34%, и кремниевую породу, соответственно, остальное, до 100%.
Отмеченные ранее, эти главные рудные составляющие такой исходной смеси, непосредственно перед осуществлением операции дробления используемого прямо в ее составе рудного «глыбообразного» комкового материала еще и проходят, соответственно, через этап «предварительном дозировки», по окончанию проведения которого и гарантируется дальнейшее поступление необходимых для выполнения обработки этих рудных компонентов в заранее заданном, строго определенном взаимном соотношении, обеспечивающем сохранение их технологического процентного содержания в общем объеме используемого при ее осуществлении, такого исходного продукта. Сам этот технологический переход то есть этап предварительной дозировки, производится, чаще всего, помощью взвешивания входящих в сырьевую смесь разных ее оставляющих исходных материалов (соответственно, титановой, медной и кремниевой породы).
Из полученной проведением «ультратонкого» помола такой своего рода «мелкозернистой» пудры, состоящей из сформированной ранее суммарного набора таких микроскопических твердых частиц титановой, медной и кремниевой породы, и производится в дальнейшем, изготовление используемой для проведения переработки исходных сырьевых материалов в трехкомпонентный сплав, жидкой, однородной, не расслаивающейся на отдельные составляющие в течение достаточно длительного промежутка времени, грязеобразной массы - то есть вновь создается сама водяная сырьевая суспензия.
Для того же, чтобы синтезировать последнюю, потребуется только произвести добавление к полученному таким образом «порошкообразному» объему, состоящему из мелких частиц всех указанных ранее рудных пород, необходимого количества воды (30-60% от суммарной массы этого твердого материала). После выполнения такого действия, изготовленная таким образом двухкомпонентная субстанция (смесь микроскопических твердых частиц плюс обыкновенная вода) тщательно перемешивается.
Для осуществления этого технологического перехода может использоваться любое, предназначенное для осуществления поставленной выше цели, промышленное оборудование, например, обыкновенная лопастная механическая мешалка. Сформированная по окончанию его проведения однородная «грязеообразная» порция объема водяной суспензии, состоящая из этих двух перечисленных выше компонентов, помещается затем в полость загрузочного бункера 2, входящего в состав съемной накладной части составного корпуса, самого применяемого при проведении процесса обработки такого технологического устройства. Из полости загрузочного бункера 2 водяная суспензия через имеющийся в съемном накидном колпаке 4 сквозной проем- люк «В» (см. фиг. 1) «самотеком» поступает во внутреннее пространство передвижной рабочей камеры, размещенное прямо под указанным выше узлом устройства, и сформированное ограничивающими его с правой и с левой сторон щеками - поршнями 3, то есть конструктивными элементами этой, отдельной «сборной» единицы непосредственно входящими в состав применяемого при проведении обработки, технологического аппарата.
По завершении операции полного вывода всей, ранее заполнявшей объем загрузочного бункера 2 сырьевой массы 1, в указанную выше полость передвижной рабочей камеры в последующем производится выполнение следующих действий.
Сразу же и одновременно подключаются к внешним источникам питания, осуществляющим формирование и подачу «зубчатых» «трапециидальных» электрических импульсов, все входящие в состав Ф-образных магнитных генераторов 11 силовые обмотки-катушки 13.
Ходовой валик 8 приводится в движение, и заставляет перемещаться составляющие рабочую камеру конструктивные элементы по направлению из их исходного стартового «начального» «левого» положения, к самой передней «правой» части неподвижной половины сборного корпуса 6 используемого при проведении обработки самого этого устройства. Одновременно с выполнением указанного выше продольного поступательного движения, осуществляемого со скоростью 40-60 мм/мин, детали рабочей камеры совершаю г еще и дополнительные угловые повороты относительно собственной центральной продольной оси симметрии (2-4 об/мин). Кроме того, к внешней, подводящей сжатый воздух под избыточным давлением магистрали (0,4-6 кгс/см); подсоединяются и размещенные на спиралях «Д» проходящих между соответствующими витками установочных кривых «Г» линий с закрепленными на них генераторами 11, обдувочные сопла 10.
Таким образом, начиная цикл обработки, рабочая камера с «попавшим» между формирующими ее «поршнеобразными» ограничительными щеками 3 обрабатываемым сырьевым материалом 1, выдвигается «вправо» из полости накидного съемного колпака 4, и переходит после совершения этого действия, непосредственно во внутренний объем неподвижной части корпуса 6 (см. фиг. 1). По мере увеличения значения глубины проникновения передвижной рабочей камеры непосредственно в указанную выше полость этого сборного узла 6, помещенный в последнюю сырьевой материал 1 подвергается постоянно усиливающемуся силовому воздействию, осуществляемому со стороны как «вонзающихся» в составляющие его массу отдельные слои исходного продукта «перекрещивающимися» между собой струями выпускаемого из сопел 10 сжатого воздуха, так и генерируемых фокусирующими насадками 14 магнитных «лучевых» цилиндрических «пучков» «К» (см. фиг. 3). В связи же с тем, что все указанные выше конструктивные элементы размещены на опоясывающих наружную боковую поверхность корпуса 6 спиралях «Г» и «Д» (3 ед. + 3 ед.), то внутренняя полость со скоростью «черепахи» «ползущей» вдоль всей длины корпуса 6 устройства этой рабочей камеры с помещенным туда перерабатываемым в трехкомпонентный сплав сырьевым материалом 1, при выполнении своего перемещения, неминуемо «попадает» в зону влияния всех этих, перечисленных выше, «внешних» искусственно созданных, обрабатывающих исходный продукт, силовых энергетических формирований.
Указанные выше пространственные технологические системы, состоящие из образующих последние отдельных «силовых» «физических» элементов, всегда имеют одну и ту же, строго сохраняемую, собственную конфигурацию определенным образом ориентированную относительно линии траектории, которую «прокладывает» рабочая камера при осуществлении своего продольного поступательного «винтового» движения по внутренней поверхности сборного корпуса устройства. То есть, с учетом факта наличия действия указанных выше обстоятельств, можно с большой долей уверенности предполагать следующее:
- по истечении некоторого, достаточно незначительного промежутка времени, в пространстве, разделяющем левую и правую ограничительные «поршнеобразные» щеки 3 этого сборного узла, начинает действовать целый набор факторов, формируемых при помощи всех перечисленных ранее и используемых и составе конструкции предложенного устройства искусственно созданных, силовых спиралевидных образований.
Во-первых, при проведении рассмотрения особенностей протекания процесса обработки, надо как бы еще и обязательно отметить, что на покрывающую ее днище, массу перерабатываемого сырья 1, в момент выполнения передвижной рабочей камерой такого рода продольного поступательного перемещения, осуществляемого от первоначально занимаемой последней исходной позиции к переднему «правому» концу сборного корпуса 6, «обрушивается» настоящий «шквал», состоящий, в свою очередь, из своего рода образующих его «элементарных» «струй», как бы формируемых в свою очередь из направленных под самыми пространственными углами, «скрещивающихся» воздушных «ударов».
Такого рода характер протекания воздействия со стороны генерируемых струйными соплами 10 воздушных потоков, объясняется, прежде всего, «изначально» выбранной схемой проведении их монтажа на корпусе 6 (то есть их размещением вдоль опоясывающей корпус устройства спиральной линии «Д» и под «наклонными» углами по отношению к поверхности корпуса, на которой они и закрепляются).
Испытывая на себе как бы постоянно усиливающееся «давление» со стороны последних, покоящаяся в самой нижней части рабочей камеры компактная «кучка» исходного сырья, в буквальном смысле этого слова, с высокой скоростью «разбрасывается» во все стороны, «разделяясь» при этом на отдельные, мелкие, ее, микропорции. Эти, полученные таким образом, из исходного, ранее собранного в «единую кучу» сырьевого материала 1, и сформированные при осуществлении его «дробления», новые «микроскопические фрагменты», подхватываются образующимся между соответствующими плоскостями правой и левой ограничительных щек 3 своеобразным «мощным» вихревым «торнадо» «Е», и начинают после этого выполнять принудительно заданную его воздействием, как бы «искусственно созданную» циркуляцию, в образующих этот спиралевидный поток «Е», и генерируемых с помощью обдувочных сопел 10, составляющих это вновь полученное, «крутящееся» вокруг своей оси симметрии, газовое образование «Е», и входящих непосредственно в него, отдельных его струях.
Следует помнить еще и о том, что вследствие продолжающегося и непрерывно осуществляемого нанесения указанных выше «серий», представленных как бы генерируемыми прямо в зоне обработки, своего рода внешними «воздушными атаками», сорванные с места своего «первоначального базирования», и разнесенные по всем входящим в «полезный» объем рабочей камеры ее отдельным областям, «мельчайшие» порции исходного материала 1, в конечном итоге, неминуемо преобразуются в «аэрозольные пузырьки», сформированные из мелких «пенных» газовых образований, а также и пленки покрывающей последние снаружи жидкости, а, кроме того, «налипших» прямо на ее поверхность, «микроскопических» частиц рудной породы.
Как уже было отмечено выше, практически весь полученный, указанным ранее образом, объем такого рода аэрозольной пены, продолжает осуществлять непрерывно протекающую между ограничивающими полость передвижной рабочей камеры щеками 3, и направленную вдоль заданной вихревом потоком «Е», своего рода «ориентирующей спирали», как бы специально поддерживаемую «извне», вынужденную, искусственно сформированную в указанных выше зонах, своего «постоянно возобновляемую», непрерывную циркуляцию.
Отмеченный ранее характер переноса составляющих это «аэрозольное» облако отдельных его слоев, сохраняется на протяжении всего периода времени, в течение которого и производится перемещение рабочей камеры в корпусе 6 устройства, по направлению «туда-обратно». В процессе выполнения пой, отмеченной ранее, «принудительной» и специально «созданной» непосредственно в зонах проведения обработки, искусственной циркуляции, уже ранее полученной в полости передвижной рабочей камеры «вспененной массы», целиком состоящей из образующих ее «элементарных» аэрозольных пузырьков, размещенные прямо на «последних», «микрочастицы» рудной породы, в обязательном порядке как бы будут наталкиваться на пронизывающие насквозь объем полости корпуса 6, а, следовательно, и составляющие разделительное пространство между щеками 3 передвижной рабочей камеры его отдельные области, прямолинейные цилиндрические и радиально направленные, вращающиеся «пучковые» скопления «К», принадлежащие создаваемым в устройстве «зубчатым трапецеидальным» магнитным» полям.
Наличие факта постоянного действия этого обстоятельства в процессе проведения обработки сырьевого материала 1, опять же неминуемо приводит к неизбежному появлению целого ряда новых, интенсивно воздействующих и преобразующих структуру исходных рудных составляющих сырьевого продукта, «обрабатывающих» физических факторов.
По сути дела каждый отдельно взятый такого рода пенный элементарный аэрозольный пузырек, то есть «автономный транспортный носитель», в процессе совершения собственного сложного «винтового», периодически повторяющегося пространственного перемещения, по криволинейной трехкоординатной траектории, как бы «продирается» через выставленный прямо ему навстречу «обрабатывающий» «частокол», состоящий опять же из расставленных по пространственной спирали, отдельных, формирующих последний «бревен» - то есть «пучковых» скоплений, расположенных радиально в самой полости устройства, и густо растянутых непосредственно в составляющих ее зонах, к тому же еще и обладающих конфигурацией «прямолинейных цилиндрических», вращающихся вокруг своей продольной оси симметрии структурных образований, создаваемых при помощи связанных в «единый плотный жгут», магнитных силовых линий, в свою очередь, принадлежащих обрабатывающим физическим полям.
Кроме всего прочего, «высота» этих выставленных прямо на пути выполняемого таким «облаком» из «аэрозольной пены», заданного ему извне технологического перемещения, и как бы являющихся для него своего рода «физической», правда, легко преодолеваемой преградой; сразу всех трех сооруженных вдоль траектории осуществляемого им движения «частоколов» (магнитные генераторы 11 закреплены на трех опоясывающих корпус 6 установных спиралях «Г»), еще к тому же и непрерывно изменяет свою собственную величину (каждое такое «бревно» как бы еще и вибрирует)
То есть любое отдельное, входящее в такого рода магнитное «ограждение» «силовое» бревно поочередно, то увеличивает свою длину, то снова «сбрасывает» этот параметр практически до «самого нуля», и при всем этом оно еще и «проворачивается» вокруг собственной продольной оси симметрии. Стабильность и постоянство действия, указанного выше «специфического», протекающего непосредственно в зоне проведения обработки, явления, поддерживается, прежде всего, за счет того, что посылаемые на создающие обрабатывающие магнитные поля силовые соленоиды 13 наборы электрических импульсов имеют форму «равнобедренной трапеции» (см. фиг. 5 - псевдофазы а, б, в), и подаются с угловым смещением относительно друг друга.
К тому же составляющие воздвигнутые на пути перемещения отдельных аэрозольных пузырьков такого рода «обрабатывающие» «ограждения», единичные бревна имеют как бы еще и монтажные смещения относительно аналогичных, но используемых в соседних, расположенных рядом с этим, таких же точно «частоколах» (подаваемые на соленоиды 13 импульсы еще и сдвинуты в каждой посылаемой к соленоидам псевдофазе а, б, в на угол 120° - см. фиг. 5).
Прямолинейность очертаний формируемых фокусирующими насадками 14 пучковых скоплений (цилиндрических бревен) генерируемых контурами 11 магнитных силовых линий, обеспечивается использованием в составе этого конструктивного элемента так называемых «концентрирующих» последние, выемок «М», выполненных в виде углубления, имеющего форму пространственного гиперболоида вращения (см. фиг. 3).
Исходя из всего изложенного выше, можно прийти к итоговому выводу, что как бы «продирающиеся» «с большим трудом» через воздвигнутый прямо на траектории их перемещения своего рода «трехполосный» технологический комплекс, сформированный из указанных выше магнитных ограждений, отдельные элементы которых к тому же еще и периодически меняют свою «первоначальную» высоту, и вращаются вокруг своей центральной продольной оси симметрии, все эти «микроскопические» частицы обрабатываемого сырья неизбежно проходят при этом через «сплошной ливень» наносимых прямо по ним, с применением всего возможного набора пространственных направлений их воздействия, а также непрерывно изменяющих собственную величину, генерируемых образующими эти «частоты», их отдельными «бревнами», как бы состоящий из «создаваемых» в самой этой зоне мощных «силовых энергетических ударов».
Под сильным влиянием последних, входящих непосредственно в состав «нацеленных» на пленочное покрытие «транспортных аэрозольных пузырьков», и плотно прилипших к указанной выше, своего рода, «клеющей основе», микроскопических твердых частиц.
Полученные из этих «раздробленных» молекул, ранее входивших в них атомы, под влиянием отмеченного ранее мощного, непрерывно выполняемого внешнего энергетического воздействия, перестраивают первоначальную исходную структуру - имеющиеся у них электроны переходят с низлежащих орбит относительно их ядра, на более высокие, изменяются сами их спиновые моменты. В итоге всего этого, то есть в конечном, завершающем варианте проведения такой структурной перестройки, используемых при осуществлении процесса обработки, этих исходных молекулярных соединений, размещенные непосредственно в зоне выполнения этих технологических преобразований, и полученные указанным выше образом, атомы - «обломки», преобразуются в заряженные положительно, или отрицательно частицы - то есть в ионы. Но такого рода технологический комплекс, как бы формируемый из «вибрирующих пик» своего рода «отбойных молотков» (в роли этого инструмента выступают генерируемые магнитными контурами 11 и посылаемые через насадки 14 силовые потоки), а «ломает», а также превращает в набор «активированных фрагментов» не только соединения содержащихся и перерабатываемых в сплав в твердых сырьевых частицах, металлов и неметаллов, но и «разрывает» находящиеся в этой же зоне газовые молекулы, содержащие элемент - восстановитель, то есть углерод. Последний, как было уже отмечено раньше, входит в состав обязательно присутствующих в атмосферном воздухе и образующих его летучих газов (СO2; СН4).
Появление синтезированного указанным выше образом иона углерода С+4, то есть вещества, обладающего ярко выраженными свойствами компонента - восстановителя, в непосредственной близости от активированных с применением мощных магнитных потоков и полученных ранее «осколочных» фрагментов, содержащих заряженные частицы металла и кремния, и обеспечивает «крепкое» соединение «высвобожденных» при разрушении исходных молекул-соединений, атомов кислорода, которые в дальнейшем мгновенно формируют прочные валентные связи с указанным выше элементом восстановителем, и в конечном итоге, последние удаляются с «высокой скоростью» из области проведения обработки, превращаясь в новое летучее газовое соединение.
Сформированные таким образом вновь возникшем «накопленные» объемы легкого газа покидают полость рабочей камеры в моменты времени, когда она перемещается через зоны установки выпускных патрубков 18 (фиг. 1), снабженных редукционными клапанами 19. При срабатывании последних, настроенных на определенное «оптимальное» и заранее заданное технологическое избыточное давление, заполняющее полость рабочей камеры порции из уже ненужных летучих соединений, отправляются через верхний конец выпускного патрубка 18 непосредственно в окружающее применяемое устройство, наружную атмосферу.
Сами эти вновь возникшие указанным выше образом «главные» компоненты вырабатываемого «комбинированного» сплава, формируются непосредственно из входящих в состав руды и восстановленных из присутствующих там соединений, необходимых для этого «основных» элементов, которые создают в области проведения обработки в самый начальный период ее выполнения, пока еще «микроскопические» центры кристаллизации, в полости рабочей камеры готового конечного продукта.
Под воздействием же непрерывно циркулирующего в объеме этого сборного узла и искусственно сформированного там «вихревого потока», такие «микрокристаллики» на этой, так сказать, «стартовой» стадии обработки, перемещаются в ней пока что только по направлению от левой ее щеки 3 к правой, а затем наоборот, как бы осуществляя при этом своего рода процесс «свободного планирования» в составляющих этот поток вращающихся его спиральных струях.
Следует обязательно обратить дополнительное внимание еще и на то, что при проведении более подробного рассмотрения особенностей выполнения технологии формирования этих, как будто бы без каких-либо заметных «затруднений», парящих в принадлежащих этому «торнадо» «Е» и образующих его газовых слоях, мелких «кристаллических» зерен-зародышей, то есть своего рода элементарных составляющих синтезируемого прямо в полости рабочей камеры, будущего нового кольцевого столбчатого структурного образования, неизбежно выявляется и наличие факта действия еще одного, но очень существенного обстоятельства, облегчающего, так сказать, сам процесс их «беспрепятственного» появления на «белый свет».
Разносимые в полости передвижной рабочей камеры созданным там «спиралеобразным ураганом» отдельные пузырьки «аэрозольной пены», несущем на себе микрочастицы применяемых при проведении обработки, рудных пород, перемещаясь в объеме последней, с использованием сложного набора криволинейных пространственных траекторий, многократно меняют вое позиционирование относительно собственных трехкоординатных осей симметрии. При этом такие «пенные» пузырьки еще и постоянно смещаются относительно точек своего первоначального расположения, передвигаясь в этот момент времени то туда», «то сюда», от направления «максимально интенсивного» влияния, оказываемого на них со стороны специально созданного непосредственно прямо в зоне проведения восстановления «главных» составляющих трехкомпонентного сплава, «основных» его элементов, своего рода «силового результирующего технического вектора», генерируемого непосредственно в зонах проведения обработки.
Воздействие последнего и является как бы «самым необходимым», «предопределяющим» фактором, само наличие присутствия которого, и обеспечивает, в конечном итоге, вполне успешное завершение указанной выше операции. Вполне понятно, что это, отмеченное здесь ранее, явление «регистрируется» в тех же самых внутренних объемах пространства используемого при проведении переработки сырья технологического устройства, где эти «аэрозольные образования», в данный период времени, сами и размещаются.
Образно говоря, каждая отдельная, такого рода «перерабатываемая» в этот готовый конечный продукт сырьевая частица в момент нанесения по ней «мощного» силового обрабатывающего удара, «подставляет» под него то один свой «бок», то другой, и непрерывно вращаясь при этом, обеспечивает повод прямо под него всех составляющих ее собственный объем и образующих его микрослоев исходного сырьевого материала.
За счет действия указанного выше фактора, генерируемые в устройстве обрабатывающие магнитные потоки приобретают наиболее оптимальные условия для осуществления «свободного доступа» ко всем, составляющим эти твердые микрочастицы элементарным структурным образованиям, и тем самым как бы гарантировано обеспечивается достижение максимально высокой скорости протекания процесса преобразования всех входящих в последние, образующих и формирующих их, исходных соединений, в сам этот необходимый готовый конечный продукт.
Отмеченное же ранее такого рода свободное воздушное «планирование» вновь возникших кристаллических зародышей из синтезированного указанным выше образом трехкомпонентного сплава в вихреобразных струйных потоках, продолжается до тех пор, пока по каким- либо объективно проявляющим себя причинам, масса последних не станет настолько значительной, что действующая на них сила гравитации не начнет существенно превышать созданную вихревым образованием, аэродинамическую подъемную.
Такого рода проведение преобразования «мельчайших» крупинок сплава в более «крупные гранулы» становится возможным в силу наличия влияния сразу же двух, обеспечивающих неизбежную реализацию на практике этого фактора, одновременно действующих процессов.
В соответствии с самым первым из числа указанных выше, «порхающая как бабочка» непосредственно в толще «аэрозольного облака», каждая такая крупинка этого трехкомпонентного сплава, неминуемо нацепляет на свою наружную поверхность окружающие ее со всех сторон другие, более мелкие твердые «рудные» частицы, соответствующим образом размещенные в этот же момент времени, на самых «малогабаритных», рядом расположенных, аэрозольных пузырьках. Последние, наталкиваясь на летящие на них «прямо в лоб» с высокой скоростью твердое «громадное» кристаллическое зерно, попросту «схлапываются» «забрасывая» при этом непосредственно на его тело ранее нацепленные на поверхность этого «газожидкостного» пузырька и переносимые им на себе до этого, рудные «микрочастицы». В результате свершения целого ряда таких многочисленных «столкновений», наружная поверхность «парящего» в воздушных потоках кристаллического зародыша, покрывается своего рода «шубой», состоящей из «микропорции», рассеянной вокруг него на других и соседних аэрозольных пузырьках, а в результате осуществления отмеченного ранее действия, «плотно» «прилипшей непосредственно прямо уже к нему, исходной рудной породы.
В связи же с тем, что продолжает протекать и сам процесс его передвижения в охватывающих «зародыш» со всех сторон «вихревых» воздушных потоках, последний всем своим телом многократно и периодически пересекает созданную радиально расположенными вдоль применяемых в устройстве установочных спиралей, и сформированную в его полости, пронизывающими ее «пучковыми» скоплениями магнитных силовых линий, генерируемых там физических полей, своего рода «обрабатывающую» и «густо развешенную» в объеме самой рабочей камеры, «цилиндрическую вибрирующую технологическую бахрому».
Указанные выше процессы проведения преобразования содержащихся в «налипших» на теле кристаллического зародыша слоях рудной породы, состоящей из соединений, входящих в состав синтезируемого сплава, исходных его компонентов, продолжают выполняться и там, в полном соответствии с уже ранее разобранной технологической схемой. Вследствие всего этого «обволакивающая» тело переносимого вихревыми потоками «зернышка» из полученного ранее сплава «сырьевая шуба», в конечном итоге, превращается в полноценное металлическое покрытие, равномерно распределенное по всей наружной поверхности последнего. Расположенные непосредственно под самым основанием этой, сформированной из «микроскопических» частиц рудного материала, «обволакивающей» тело этой крупинки, шубы, своего рода, «новой металлической пленки», и «прилипающие к ней, поверхностные слои полученного ранее кристаллического зародыша, в этом случае, выполняют функцию подложки - затравки», на которой и осуществляется сам процесс ее дальнейшего выращивания. В конечном итоге, «пролетающий» по полости передвижной рабочей камеры «кристаллик сплава», вследствие всего этого, существенно увеличивает свои первоначальные габаритные размеры, а, следовательно, и объем, и собственную массу.
Одновременно с отмеченной ранее схемой осуществления «выращивания» более крупных «чешуек сплава» из всякой образовавшейся ранее в зоне проведения обработки «зародышевой» «пыли», действует и еще один, «второй механизм» проведения синтеза аналогичных этим, крупногабаритных структурных образований. Последний осуществляется следующим образом.
При выполнении сложных пространственных перемещений в ограниченном полостью передвижной рабочей камер то есть в составляющем ее внутреннем объеме «мелкими», только что вновь созданными там кристаллическими зернышками их трехкомпонентного сплава, неизбежно возникают ситуации, когда эти микроскопические кристаллические «крупинки» как бы непосредственно так сказать, «лоб в лоб», сталкиваются друг с другом. В силу того, что в зоне совершения такого рода «взаимных наездов» силовых линий, собранные в «плотные» цилиндрические пучки, то есть там всегда присутствует своего рода «обрабатывающая бахрома», создаваемая входящими в состав устройства магнитными контурами 11 и фокусирующими насадками 14, то «натолкнувшиеся» друг на друга эти «мельчайшие» «зародыши», в итоге этого, «склеиваются» под воздействием указанных выше силовых соединительных «инструментов» между собой, образуя в результате новую составную структуру. Вполне понятно, что она обладает большими линейными размерами, относительно тех, что имели исходные, составляющие ее теперь уже отдельные после совершения факта наступления указанного выше события, отдельные ее единичные образования.
На практике указанные выше механизмы формирования крупногабаритных «чешуйчатых» структур из появившейся в области проведения обработки сырьевого материала всякой присутствующей там зародышевой пыли, протекают совместно и одновременно, что и обеспечивает осуществление преобразования находящихся прямо в ней, микроскопических кристаллических зернышек, в своего рода «сборные» крупноразмерные структуры, синтезированные из полученных в зоне обработки «комочков» из готового конечного продукта.
Так как указанные выше «объединенные» «склеенные» образования, уже не в состоянии вследствие серьезного увеличения собственного веса, продолжать процесс своего «свободного» плаванья в струях созданного в полости передвижной рабочей камеры вихревого воздушного потока «Е», то последние под действием сил гравитации «камнем» падают вертикально вниз, и достигают самого крайнего «нижнего» горизонтального уровня своего возможного последующего размещения в корпусе этого устройства.
На наружной же боковой поверхности стержня - затравки 7, установленного прямо вдоль продольной оси симметрии устройства, к этому моменту времени успевает сформироваться сплошной кольцевой слой «Ж» (см. фиг. 2), состоящий из попутно образующихся в процессе проведения прямого восстановления входящих в объем сплава элементов из их рудных соединений, «липких» шлаковых отходов. Последние, как правило, состоят на 80-85% из полученного и накопленного в этой же зоне, объема входящих в указанные выше «хвосты»шлака, то есть так называемых многокомпонентных отходов, синтезируемых из соединений Ti, Fe, Al, Са, Mg, Сu и т.д.
Этот обволакивающий наружную поверхность стержня - затравки 7 промежуточный слой «Ж», появляется там, прежде всего, в силу того, что в центральной зоне рабочей камеры, на помещенные в нее твердые рудные частицы, практически не действуют аэродинамические силы, создающиеся преимущественно «периферийными» струями проносящегося в ней вихревого воздушного потока «Е». То есть этот стержень - затравка 7 помещен как бы в самый «глаз бури», где всегда «царит» полный «штиль». Обладающие же хорошей «клеящей» способностью мелкие «легкие» частицы синтезируемых в рабочей камере шлаковых отходов, под воздействием создающихся в ее полости и направленных от ее периферии к центру воздушных потоков (от зоны высокого давления в области максимального разряжения), практически всегда осуществляют в ней собственное, радиально направленное перемещение, которое, в конечном итоге, собирает их вместе, так сказать, в «укрупненные ассоциаты», и заставляет «слипаться» в опоясывающий стержень - затравку 7 «сплошной» кольцевой слой «Ж» (см. фиг. 2). Последний имеет достаточно «рыхлую» структуру, и в последующем легко разъединяется на составные отдельные части при извлечении из корпуса устройства готового конечного продукта, имеющего форму кольцевого столбчатого образования «И» (см. фиг. 2).
Аналогичные процессы имеют место и при проведении получения в устройстве самого состоящего из всех указанных выше и образующих его отдельных элементов самого этого, необходимого для дальнейшего промышленного использования трехкомпонентного готового конечного продукта. То есть достаточно большая часть сильно «разросшихся» кристаллических зародышей из синтезируемого указанным выше образом, в применяемом устройстве, трехкомпонентного сплава; падает вертикально вниз, попадая при этом прямо на наружную поверхность размещенного по центру камеры и образовавшегося уже там раньше кольцевого «улавливающего» слоя из шлаковых отходов «Ж», и в последующем «застревают» на контактирующей с ними его липкой плоскости, создавая при этом как бы «вторичные зоны» «протекания» дальнейшего роста объема этого, формирующегося там «нового» кольцевого столбчатого структурного образования «И».
Другие, переместившиеся туда же, «крупицы», состоящие из синтезируемого таким образом, трехкомпонентного сплава, начинают использовать эти ранее попавшие в указанную выше «область», «куски» готового конечного продукта, в качестве своего рода «опорной подложки - основания», обеспечивающей все необходимые условия для протекания их дальнейшего роста, и в конечном итоге, формирование за счет «слияния» всех этих отдельных «зернышек», как бы и «целостного монолита», «сооружение» которого производится на основе преимущественного применения в качестве своего рода «строительного материала», синтезируемых в устройстве «основных» элементов - Ti; Сu и Si, и тоже входящих в состав последнего, незначительного количества примесей - добавок.
Несколько иная картина наблюдается в случае, когда крупицы сплава, увеличившие собственную первоначальную массу, в силу действия какого-либо комплекса негативных на то факторов, «пролетают» «мимо цели» - то есть «падают» вертикально вниз, при этом «не сталкиваясь» нигде на всем пути выполнения последними перемещения, непосредственно с «телом» центрального распорного стержня - затравки 7, и, в конечном итоге, «проваливаются» в самую нижнюю область неподвижной части корпуса 6.
Попав на самое его «днище», они могут либо «свалиться», прямо на лепестки разрезной выглаживающей шайбы 17 (см. фиг. 4), закрывающие выходное отверстие сопла 10, или «очутиться» на поверхности своего рода промежутка, разделяющего такие равномерно распределенные по боковой наружной поверхности сборного узла 6, входящие в его состав подающие сжатый воздух, обдувочные элементы 10.
В первом варианте осуществления такого рода пространственного размещения этих чешуек, «бьющая» под достаточно высоким напором струя сжатого воздуха, отгибающая радиальные лепестки выглаживающей шайбы 17 в сторону (см. фиг. 4), тут же «с силой» подбрасывает угодившие в эту зону зернышки сплава под наклонным углом по направлению к той плоскости, на которой они и лежали, а также еще и вверх.
В итоге выполнения указанного выше собственного перемещения, направление которого задается имеющимися тангенциальными и радиальными углами наклона у установленных на опоясывающей спирали «Д» обдувочных сопел 10, и «попавшая под удар» воздушной струи металлическая крупица из указанного выше сплава, в последующем будет либо вновь выброшена в центральную область рабочей камеры и затем, в результате этого, опять же окажется «приклеенной» к разрастающемуся в этой зоне кристаллическому образованию «И», или вступит в непосредственный контакт с поверхностью ограничивающей полость перемещающейся рабочей камеры с одной из ее сторон, щеки-поршня 3. При таком соударении металлическое «зернышко сплава» совершает «рикошет», и опять же, либо «отскакивает» от плоскости этого элемента устройства, и перемещается к центральному «ядру» рабочей камеры, заполненному разрастающимся там структурным образованием «И», или снова попадает в самую нижнюю область корпуса 6. В этом случае цикл «передвижения» этой «крупинки» из двухкомпонентного сплава, выполняемый внутри полости рабочей камеры, повторяется точно таким же образом. Попавшие же на «разделительный перешеек» между установленными в корпусе устройства соплами 10, «зернышки из сплава» рано или поздно «выталкиваются» с места своего «первоначального базирования» поверхностью непрерывно и поступательно перемещающейся щеки-поршня 3 рабочей камеры, которая, к тому же еще и «прокручивается» вокруг собственной продольной оси симметрии.
Таким образом, и эта часть накопленных на «днище» корпуса 6 состоящих из трехкомпонентного сплава «гранулоподобных» крупиц оказывается «задвинутой» на те участки его поверхности, через которые пропускаются струи поступающего в объем рабочей камеры сжатого воздуха.
Очутившись в указанных выше этих зонах поверхности корпуса 6, и это скопление «зернышек» из полученного в рабочей камере готового конечного продукта, пройдет через весь разобранный ранее цикл, собственных пространственных перемещений состоящий из выполняемых последними «рикошетов» и «отскоков», который, в конечном итоге, в силу действия обыкновенных законов статистической вероятности, заставит последние занять зафиксированное прямо в толще выращиваемого монолитного структурного образования «И», необходимое конечное положение.
Все отмеченные ранее процессы проведения формирования кольцевого столбчатого образования «И» на стержне-затравке 7 (см. фиг. 1) продолжаются на протяжении всего промежутка времени, в течение которого и производится перемещение рабочей камеры, по направлению «туда - обратно» соответствующий габарит которой в связи с изложенным выше и составляет 15-20% от всего значения этого параметра, определяющего общую длину используемого для ее перемещения устройства. Исходя из необходимости создания наиболее оптимальных условий для осуществления наиболее эффективного завершения процесса проведения обработки исходного сырья, произведен и выбор величины скорости осуществления ее продольной подачи (40-60 мм/мин). Угловые повороты последней вокруг собственной центральной продольной оси симметрии, рабочая камера совершает с незначительной угловой скоростью - всего лишь 2-4 об/минуту.
Вращающийся при осуществлении реверса в другую сторону (обратный отрезок осуществляемого рабочей камерой пути ее перемещения) стержень - затравка 7 как бы «накручивает» на свою наружную боковую поверхность формирующиеся вокруг него вновь возникшие, отдельные слои трехкомпонентного сплава, увеличивая тем самым степень равномерности распределения в этих зонах, их собственных толщин, при проведении осаждения последних по всей длине синтезируемого указанным выше образом, непосредственно в этой передвижной рабочей камере, нового кольцевого столбчатого структурного образования «И».
Итак, достигнув своего самого крайнего, конечного переднего «правого» положения, и получив соответствующие команды от применяемого в составе, устройства, блока внешнего питания и управления, рабочая камера начинает «передвигаться» в обратную сторону, то есть она уже выполняет в данный момент времени свое перемещение по направлению уже к самой задней, «левой» части корпуса устройства, осуществляя его до тех пор, пока она снова не займет то же самое исходное положение в полости съемного колпака 4, в котором она и находилась на самом «первом», «стартовом» этапе проведения процесса обработки. В процессе выполнения указанной выше части цикла такого рода «обратного переноса» этого рабочего узла устройства, который производится с той же самой скоростью, что и, так сказать, «прямое», в нем продолжают протекать процессы«окончательного завершения» формирование получаемого «столбчатого» кольцевого цилиндрического образования и состоящего из уже как бы полностью готового трехкомпонентного сплава. То есть по сути дела, производится «финишная» доводка его конфигурации и состава до требуемых технологией обработки, «окончательных кондиций».
Переместившись в крайнее левое «загрузочное» положение, и заняв опять свою начальную исходную позицию, по завершении выполнения отмеченного ранее технологического действия, рабочая камера устройства заканчивает тем самым весь цикл осуществления процесса переработки исходного сырья в необходимый готовый конечный продукт.
Соответственно, на этом «финишном» этапе отключаются: привод, обеспечивающий выполнение возвратно-поступательного и вращательного перемещения рабочей камеры, обесточиваются соленоиды 13 магнитных генераторов 11, а сопла 10 отсоединяются от внешней, подающей сжатый воздух магистрали. Затем от задней части корпуса 6 за счет «освобождения» «прижатых» друг к другу фланцев 5, открепляется и откидывается в сторону, съемный накидной колпак 4.
После всего этого соответственно, развинчивается притягивающая поршнеобразную ограничительную щеку 3 к опорным плечикам стержня затравки 7, стопорная гайка, и этот элемент составного сборного узла устройства, без каких-либо на то особых затруднений, легко снимается с соответствующего конца ходового валика 8 (см. фиг. 1).
Полученное при проведении обработки кольцевое столбчатое структурное образование «И», целиком состоящее из сформированного ранее трехкомпонентного сплава, благодаря наличию промежуточного рыхлого слоя шлаковых отходов «Ж», «свободно», т.е. без настоятельной слоя шлаковых отходов «Ж», «свободно», т.е. без необходимости приложения каких-либо достаточно значительных усилии, сталкивается с наружной поверхностью стержня-затравки 7 и отправляется для использования его по прямому назначению.
Таким образом, цикл проведения обработки исходного сырья, по завершении отмеченной ранее операции, можно на этом считать окончательно законченным.
Сами процессы проведения «прямого восстановления» составляющих многокомпонентный сплав элементов, из их рудных соединений, осуществляемые при помощи созданных непосредственно в зоне проведения обработки, мощных магнитных потоков, исполняется в полном соответствии со следующими схемами выполнения необходимых структурных преобразований применяемых исходных компонентов:
СO2→С+4+2O-2; Н2O→2Н++O2;
CH4→C+4+4H++8e;
TiO2→Ti+4+2O-2;
TiO2+2O-2+C+4→ТiO3+CO; TiFeO3→TiO2+FeO;
TiO3→Ti+6+3O-2;
Fe3O4→Fe2O3+FeO;
Fe2O3+C+4→2Fe+2+CO+2O-2+8e;
FeO→Fe+2+O-2;
CO+CO→2C+4+2O-2+4e;
SiO2→Si+4+2O-2;
CuFeS2→CuS+FeS;
2CuS+3O2→2СuО+2SO2;
2FeS+3O2→2FeO+2SO2;
CuO+C+4→Cu+2+CO+6e;
FeO+C+4→Fe+2+CO+6e;
Si+4+2O-2→SiO2
Si+4+4H++8e→SiH4;
Ti+4+4e→Тl°; Cu+2+2e→Cu°;
Ti+6+6e→Ti°;
Cr2O3→2Cr+3+3O-2;
Cr+3+3e→Cr°;
Si+4+4e→Si°;
Fe+2+2e→Fe°;
Fe+3+3e→Fe°;
Si0→Si+4+4e;
2H++O-2→H2O;
H++H++2е→H2;
C+4+2O-2→CO2;
SO+SO→2S+2+2O-2;
SO→S+2+O-2;
S0→S+4+4e;
2S+4+3O-2+2e→2SO3;
S+4+2O-2→SO2;
SO3+H2O→H2SO4;
Ti+4+Cu+2+S+4+10e→Ti0×Cu0×Si0;
ТiO2+Fe2O3+Al2O3+SiO2→ТiO2×Fe2O3×Al2O3×SiO2
где e - электрон; или единичный заряд с отрицательным значением собственной валентности, полученный в процессе осуществления ионизации входящих в сырьевые соединения и образующих их атомов.
Таким образом, производя достаточно полное рассмотрение всех особенностей осуществления процесса «прямого восстановления» составляющих кольцевое столбчатое структурное образование, основных его элементов, из их рудных соединений, можно, в конечном счете, прийти к итоговому выводу, что непосредственно в зоне проведения обработки, при выполнении предложенного способа изготовления отмеченного ранее, трехкомпонентного сплава, непрерывно протекают как прямые, так и обратные молекулярные преобразования находящихся там сырьевых компонентов со смещением складывающегося в ней химического равновесия в сторону осуществления формирования в этой области своего рода кристаллической монолитной массы, состоящей из включающего в себя заданный применяемой технологией набор компонентов из базового материала, который в свою очередь, преимущественно представлен главными элементами - титаном, медью и кремнием, а также и отходящих в процессе выполнения комплекса этих реакций, микрообъемных, отмеченный ранее, летучих газообразных продуктов (СO2, Н2, SO2, SiH4, Н2O). Исходя из всего этого, проведенный рении их достаточно подробный анализ позволяет в дельнейшем утверждать, что полученный из углеродосодержащих молекул, окружающую используемое устройство наружную атмосферу, выделяемых в входящих в состав атмосферы и включающих в себя этот компонент (СO2; СН4) газов, в ходе осуществления наносимых по ним «магнитных ударов», элемент углерод С+4, в итоге и отнимает у соответствующих соединений титана; меди и кремния, высвобожденный при распаде этих компонентов атомарный кислород, «наглухо» прикрепляясь при этом к последнему. Кроме прямых, как уже и сообщалось раньше, в зоне проведения обработки, протекают и обратные реакции, в ходе выполнения которых формируются объемы летучих газовых соединений, имеющих в условиях этого мощного и непрерывно выполняемого «полевого» энергетического воздействия минимум своей внутренней энергии (Н2O; СO2; Н2; SO2, SiH4 и т.д.).
В силу наличия влияния всего указанного выше комплекса условий, полученное таким образом новое структурное кристаллическое образование, представляет собой устойчивый, по отношению к воздействию всех этих внешних, искусственно созданных силовых факторов, кольцевой столбчатый монолит, обладающий одной и той же, заранее заданной пространственной конфигурацией, отдельные составляющие которого не переходят в соединение с другими, находящимися рядом с ними активными компонентами, в условиях этого интенсивно проводимого стороннего энергетического воздействия.
К характерным особенностям проведения кристаллизации отдельных, входящих в это кольцевое столбчатое структурное образование металлических и неметаллических компонентов, следует, прежде всего, отнести то, что само формирование таких, образующих его и указанных выше, структурных элементов, четко задано своего рода «главным» параметром технологического процесса проведения обработки, то есть величиной напряженности формируемых в зоне осуществления преобразования исходных металлических и неметаллических соединений в полностью готовый конечный продукт, генерируемых там «трапециидальных зубчатых» магнитных полей. Таким образом, сама гарантия появления возможности стабильного осуществления его получения, определяется, прежде всего, настоятельной необходимостью строгого соблюдения, установленной технологией проведения переработки исходного сырья, нижней границы диапазона возможных изменений значения этого ее «задающего» параметра (напряженность в зоне обработки должна всегда иметь величину >1,0×105 А/м, а частота колебаний при синтезе этого трехкомпонентного сплава используемых обрабатывающих физических полей может соответствовать только значению 5-12 ед возможных изменений величины подаваемых электрических сигналов, протекающих в течение одной минуты.
В общем и целом, следует считать, что указанные ранее специфические особенности, как бы «органически» присущие выполняемой указанным выше образом технологии обработки будто бы позволяют имитировать условия проведения так называемой «зоной плавки». То есть осуществление процесса выращивания трехкомпонентного кристалла в объеме постоянно перемещающейся в полости корпуса устройства рабочей камеры, с совершением ею угловых поворотов вокруг собственной продольной оси симметрии, подача «зубчатых трапециидальных» импульсов, имеющих угловые смещения относительно друг друга и в соседних, осуществляющих подвод составленных их них пакетов, псевдофазах, в конечном итоге, и обеспечивает формирование получаемой в устройстве новой монолитной структуры в виде столбчатого кольцевого целостного образования, состоящего исключительно из одних, входящих в него элементов - металлов и неметаллов (Ti; Сu; Si и незначительного количества тоже входящих в состав полученного многокомпонентного сплава, примесей - добавок).
Другие же вещества - загрязнители, таким же образом обязательно присутствующие в составе исходной сырьевой смеси в виде как бы своего рода ненужных добавок, полученные точно таким же образом из тоже входящих в земную кору соединений, формирующих последнюю элементов, в «принудительном» порядке окажутся так же преобразованными в новые кристаллические образования, в последующем из которых «попутно» синтезируются появляющиеся по завершении процесса обработки мелкодисперсные сыпучие шлаковые отходы. Последние представляют собой, как правило, зерна желто-коричневого цвета с красноватым оттенком, с габаритными размерами от 0,1 до 0,8 мм. Состав этих «хвостовых отходов» в большей своей части представлен ферротитаноалюмосиликатами (80-85% от всей суммарной массы получаемого при проведении процесса обработки наполненного в устройстве шлака). Указанный выше набор отправленных в «отходы» веществ, может быть использован после проведения их размола и затворения водой, для формирования изделий, состоящих из электроизоляционной, тугоплавкой керамики.
В роли исходного сырья для выполнения предлагаемого способа могут выступать различные концентраты рудных пород, в объем которых в качестве одного из «главных» составляющих последние, «основных» компонентов, входят соединения титана, меди и кремния. Переработка их может осуществляться без привлечения каких-либо дополнительных операции для проведения их предварительной доочистки или другой промежуточной подготовки.
Обработка сырьевой исходной водяной суспензии, осуществляемая в соответствии с предложенной технологией, производится при напряженности «зубчатых» «трапециидальных» магнитных полей, замеряемой непосредственно в полости используемой рабочей камеры, составляющей величину 1,0×105-1,5×105 А/м. Частота колебаний этих применяемых для переработки исходных рудных материалов силовых образований находится в пределах от 5 до 12 - единиц, изменений величины пропускаемых через соленоиды обрабатывающих магнитных контуров «трапециидальных зубчатых» электрических импульсов проводимых в течение одной минуты.
При выполнении предложенного способа проведения обработки исходного сырья, т.е. при проведении процесса получения сплава на основе титана, меди и кремния из исходного, применяемого при осуществлении предложенного метода, рудного материала, использовалась смонтированная на трех опоясывающих наружную боковую поверхность корпуса устройства технологическая магнитная система, в свою очередь, состоящая из Ф-образных магнитных контуров, в нижней части которых имелись пропущенные сквозь стенки этого сборного узла устройства, фокусирующие насадки, размещенные, в свою очередь, в установочных втулках. Количество такого рода магнитных генераторов, закрепленных на каждой проходящей по корпусу устройства установочной спирали, составляло величину, равную от девяти до восемнадцати единиц.
Обрабатывающие сырье Ф-образные магнитные контура на поверхности корпуса устройства монтировались таким образом, чтобы имеющаяся в них фокусирующая насадка, расположенная в монтажной полости установочной втулки, проходила сквозь стенки корпуса как бы в радиальном направлении относительно продольной оси симметрии этого сборного узла (то есть под углом 90° к установочной спиральной линии).
Углы, под которыми осуществлялось закрепления обдувочных сопел 10, составляли значения, равное 30°-45° (использовалась одна и та же величина наклона этих установочных углов относительно той поверхности корпуса, на которой эти конструктивные элементы устройства и были смонтированы. Установка этих, указанных выше сопел 10, на корпусе устройства, проводилась точно таким же образом, как и обрабатывающих магнитных контуров 11, то есть тоже с применением трех монтажных спиралей. Во входящий непосредственно в состав съемного накидного колпака 4 загрузочный бункер 2 перед началом осуществления процесса получения трехкомпонентного металлического сплава, загружалось 60 литров исходной сырьевой массы. Последняя представляла из себя полученную при проведении размешивания мелких, имеющих консистенцию «пудры», частиц титановой, медной и кремниевой руды в заданном объеме воды, двухкомпонентную («сухой остаток» плюс вода) «грязеобразную» водяную суспензию. Применяемые в составе этого исходного сырьевого продукта твердые его компоненты, образующие в нем так называемую «пудрообразную порошковую основу», были получены из «ближайших» обогатительных фабрик, где осуществлялось изготовление «обогащенных» концентратов из разрабатываемых неподалеку от них карьерных рудных пород. Последние, в свою очередь, должны были использоваться в качестве своего рода «готового конечного продукта», предназначенного для удовлетворения соответствующих нужд действующего на настоящий момент времени металлургического производства.
Перед самым началом приготовления сырьевой водяной суспензии выполнялись операции по предварительной разбивке составляющих указанные выше рудные концентраты, то есть отдельных их крупногабаритных кусков на «мелкодисперсные частицы» (в своего рода пыль), проводимая с помощью обычной шаровой мельницы.
Непосредственно же период перед осуществлением этого перехода, то есть дробления крупногабаритных комков исходной рудной породы, или монолитных стержней из предварительно восстановленного, «сверхчистого кремния Si», полученных ранее при выполнении процесса так называемой «зоной плавки», проводилась операция «дозирования» входящих в состав «сухого остатка», то есть всех перечисленных выше его основных твердых компонентов, обеспечивающая формирование «суммарного» объема последнего, с заданной технологией проведения обработки, необходимым процентным содержанием в нем, составляющих его исходных «главных» компонентов (соответственно, соединений Ti, Сu, Si).
Получаемые при проведении «ультратонкого помола» мельчайшие рудные частицы исходного сырья имели габаритные размеры в диапазоне от 0,001 до 0,008 мм. Время обработки указанного выше объема сырья, с применением такого рода «трехспиральной» магнитной системы, содержащей в своем составе Ф-образные обрабатывающие магнитные генераторы с радиальными фокусирующими насадками, и при использовании отмеченного ранее диапазона значений напряженности магнитного поля, составляло в среднем 24-30 минут. Выход же готового трехкомпонентного сплава в расчете на применение для его получения 60 литров сырьевой водяной суспензии достигал величины от 18 кг до 24 кг (30%-40%) от значения общего применяемого при обработке ее объема). Эти показатели достаточно близко подходят к теоретически возможному пределу, определяющему общее количество вырабатываемого из исходной массы сырьевого материала металлического трехкомпонентного сплава, при указанном ниже процентном содержании соединений титана, меди и кремния, в используемых при осуществлении процесса обработки и включающих в себя эти перечисленные выше компоненты применяемых рудных породах.
При проведении более подробного рассмотрения всех специфических особенностей выполнения предложенного способа обработки, отмеченного ранее
составного сырьевого продукта, надо дополнительно обратить внимание еще и на наличие действия фактора влияния на сам ход его осуществления, следующего, неочевидно проявляющего себя, но достаточно существенного обстоятельства. А, именно, на то, что «попутное» получаемое в процессе проведения переработки сырьевых материалов, новое «летучее» газовое соединение на основе кремния и водорода - SiH4 («силан»), является практически почти полным аналогом природного газа «метан» (СН4 и в связи с этим обладает почти идентичным по отношению к этому веществу, набором собственных физико-химических свойств.
То есть этот газ является «горючим», и чрезмерное достаточно больших объемах, может привести к «мощному взрыву».
Поэтому применяемое при выполнении предложенного способа обработки исходного сырья, то есть используемое для его осуществления устройство, должно обязательно обладать достаточно эффективной, обслуживающего его работу, системой вытяжной вентиляции.
Предложенный способ получения трехкомпонентного сплава Ti, Сu, Si, как уже было отмечено ранее, осуществляется при «обычных» комнатных температурах (17-27°С), а обработка объема исходного сырья производится под воздействием подаваемых прямо к нему струй из атмосферного сжатого воздуха, посылаемых в зоны проведения необходимых структурных преобразований, под избыточным давлением, величиной всего лишь 0,4-6,0 кгс/см2.
Назначенные для проведения переработки исходных сырьевых материалов технологические режимы - напряженность «зубчатых трапециидальных» магнитных полей, частота колебаний величины, создающей эти поля импульсов тока, время осуществления обработки, величина избыточного давления в объемах подаваемого к сырьевому материалу сжатого воздуха (и т.п., и т.д.), назначены исходя из соображений формирования наиболее оптимальных условий для ускоренного протекания заданных технологией получения трехкомпонентного сплава, структурных преобразований входящих в состав рудных пород соединений металлов и неметаллов, в сам этот необходимый готовый конечный продукт.
Процентное содержание в смеси «сухого остатка», сформированного из твердых частиц, применяемых для получения трехкомпонентного сплава, исходных рудных пород, в составе используемой в процессе обработки сырьевой водяной суспензии, назначено исходя из наличия действия следующих факторов.
При концентрации такого рода составляющего ее главного компонента в последней меньшей, чем 40%, применяемый сырьевой материал автоматически превращается в «бедный», что отрицательно сказывается на показателях эффективности процесса проведения переработки исходных рудных пород, так как существенно уменьшается выход необходимого готового конечного продукта. При увеличении же его содержания выше значения в 70%, перерабатываемая сырьевая масса резко снижает показатели, определяющие степень ее пластичности. Это, в конечном итоге, существенно затрудняет выполнение процесса перемещения ее из объема загрузочного бункера в полость передвижной рабочей камеры, а также и последующий перенос составляющих массу перерабатываемого сырья, «микропорций» из этого же материала по размещенным в ней зонам осуществлении генерации обрабатывающих магнитных полей.
Размеры частиц, применяемых для получения водяной суспензии рудных пород, габариты которых определены величиной всего лишь в 0,001÷0,008 мм, назначены исходя из необходимости проведения формирования с их применением «устойчивой» пластичной грязеобразной сырьевой массы.
Последняя не должна расслаиваться на отдельные составляющие ее компоненты за необходимый для полного завершения процесса обработки временной промежуток.
Для выполнения процесса получения сплава на основе титана, меди и кремния, осуществляемого с применением предложенного способа, использовалась смесь, состоящая из рудных концентратов, содержащих как соединения титана, так и меди и кремния («ильменит», халькопирит, «кварцит», или частицы из чистого, предварительно восстановленного из его исходных соединений, кремния Si).
Применяемые в качестве основных исходных компонентов для получения необходимого сырьевого материала, рудные породы содержали в своем составе:
I Титановый концентрат «ильменит»:
1. ТiO2 - 49%;
2. Fe2O3 - 22%;
3. FeO - 19%;
4. Сr2O3 - 3,6%;
5. Al2O3 - 2%;
6. СаО - 0,2%;
7. MgO - 0,07%;
8. SiO2 - остальное, до 100%.
II Халькопиритовый концентрат
1. CuFeS2 (халькопирит) - 52,6%;
2. Группа, представленная соединениями элементов (Be; Ti; Tl; Sb; Те; Zn)- 1,86%;
3. Соединения Ca; Fe; Al; Si; Na; K; S; Mg; H2O - остальное, до 100%.
III Кремниевая руда
1. Кварцит (с оксидом кремния SiO2) - 97,8%;
IV Соединения Al; Ca; Mg; Fe - остальное, до 100%.
Или, вместо «кварцита», в качестве «основного» компонента, использовался порошкообразный мелкодисперсный кремний Si; (0,001-0,008 мм), полученный при проведении дробления монолитных стержней, содержащих в своем объеме указанное выше вещество, изготовленных с применением метода, так называемой «зонной плавки».
Степень чистоты относительно содержания основного элемента Si в общей массе такого исходного продукта, достигает значения 99,999999%.
Перед проведением измельчения всех трех указанных вы рудных пород, производилось их предварительное дозирование, обеспечивающее доведение процентного содержания последних в суммарной массе применяемого для приготовления вязкой водной суспензии, так называемого «сухого остатка», в следующих количествах:
- титановая руда - 33-35%;
- медная руда - 30-34%;
- кремниевая порода (SiO2 или Si) - остальное, до 100%.
При осуществлении всех, указанных ниже экспериментов по получению трехкомпонентного на основе титана, меди и кремния, с применением для достижения этой цели предложенного способа, использовалось практически однотипное сырье, содержащее все перечисленные ранее главные компоненты, применяемых при проведении процесса изготовления этого сплава, указанных выше базовых рецептур, в том числе, и так сказать необходимые элементарные составляющие готового конечного продукта, то есть соединения титана, меди и кремния, имеющее один и тот же, приведенный здесь выше, исходный состав.
Перед началом приготовления загружаемой в перерабатывающее устройство сырьевой водяной суспензии, осуществлялось измельчение комков применяемых в ней исходных рудных составляющих, с помощью шаровой мельницы, с получением из этих кусковых материалов, входивших ранее в эти крупногабаритные образования, «пудрообразных» частиц, дисперсность которых соответствовала значению 0,001-0,008 мм.
Образующийся в полости используемого устройства по завершении процесса обработки готовый конечный продукт представлял собой столбчатое кольцевое структурное образование, состоящее преимущественно из соответствующих и уже указанных выше элементов, и кроме того, из входящих в состав используемой руды примесей - загрязнителей формировались своего рода «хвосты» - мелкозернистые шлаковые отходы.
Размолотые на мелкие частицы, то есть до состояния «пудры», содержащие соединения титана, меди и кремния, а также и другие примеси - добавки, исходные рудные породы, затем заливались заранее заданным технологией обработки объемом воды, и перемешивались в нем до получения из всех этих, указанных выше сырьевых продуктов однородной, вязкой пластичной грязеобразной суспензии.
После изготовления последней производилась загрузка сформированной при осуществлении такой операции, общей массы грязеобразной пластичной субстанции, непосредственно в «приемный» бункер самого, используемого для получения трехкомпонентного сплава, технологического устройства.
Далее процесс выполнения предлагаемого способа иллюстрируется при помощи ряда приводимых ниже примеров.
Пример 1. В загрузочный бункер 2, имеющий объем 60 л, помещалась водяная суспензия, содержащая сырьевую смесь, в состав которой входили:
1. Титановая руда («ильменит») Ti - 35%;
2. Медная руда (халькопирит) Сu - 30%;
3. Кремниевая руда (кварцит) SiO2 - остальное, до 100%.
Содержание сформированного с применением указанных выше сырьевых рудных материалов этого, так называемого «сухого остатка», в общем объеме полученной на основе его применения, такого рода грязеообразной субстанции, составило значение 40% (24 кг). Остальная масса загрузки была представлена обыкновенной жидкой водой (Н2O) - 60% или 36 литров.
После завершения операции загрузки исходного перерабатываемого материала 1 и окончания выполнения операции «освобождения» от него внутренней полости бункера 2, откуда грязеобразная водяная суспензия через сквозной люк «В» самотеком поступала непосредственно прямо в пространство передвижной рабочей камеры, производилось одновременное включение:
- внешнего привода устройства, обеспечивающего выполнение поступательного продольного перемещения ходового валика 8, а также кинематически связанной с ним самой рабочей камеры, с одновременным осуществлением ею «сопутствующих» угловых поворотов вокруг собственной центральной продольной оси симметрии;
- подсоединялись все обмотки-катушки 13, входящие в состав магнитных контуров 11, к электронному контуру, присутствующему в составе соответствующей схемы внешнего источника электрического снабжения, наличие которой обеспечивало подвод к указанным выше элементам «сборных» пакетов импульсов, каждый из которых имел форму «равнобедренной трапеции»;
- через все обдувочные сопла 10, размещенные на корпусе 6 устройства y начинала осуществляться подача струй сжатого воздуха.
Поступление его к указанным выше обдувочным элементам 10, из внешней подающей указанный выше продукт, магистрали в этом примере производилось под избыточным давлением 0,4 кгс/см. Напряженность генерируемых в полости рабочей камеры и имеющих форму своего рода спиралевидной «цилиндрической» «бахромы» «зубчатых трапециидальных» магнитных полей, соответствовала величине 1,5×103 А/м.
Частота поступления импульсов, имеющих конфигурацию «равнобедренной трапеции», на обмотки-катушки 13 генераторов 11, составляла 5 единиц электрических сигналов, подаваемых в течение одной минуты.
Передвижная рабочая камера перемещалась из левой зоны проведения «загрузки» к переднему «правому» концу корпуса 6 устройства, а затем обратно в исходное начальное положение со скоростью 40 мм/мин. При этом она совершала еще и обороты вокруг собственной центральной продольной оси симметрии. Количество последних составляло величину, равную 4 об/мин. При выполнении перехода от «прямого отрезка пути перемещения» рабочей камеры, к «обратному», производился реверс направления вращения составляющих ее конструктивных элементов, которое менялось на прямо противоположное.
Время всего цикла обработки исходного сырьевого материала I в общем итоге, составило величину, равную 30 минутам (0,5 часа).
Перемещающаяся как бы «туда-обратно» вместе с передвижной рабочей камерой сырьевая масса 1, под воздействием осуществляемого в устройстве «магнитного облучения», формируемого генераторами 11 и фокусирующими насадками 14, по завершении процесса обработки была преобразована в столбчатое кольцевое структурное образование «И». Последнее осаждалось прямо на слое шлаковых отходов «Ж», покрывающем боковую поверхность распорного стержня-затравки 7, и целиком состояло из перечисленных ранее элементов Ti; Сu; Si.
Цветовой оттенок полученного монолитного образования был темно-серым («мокрый асфальт»). Масса полученного таким образом готового конечного продукта соответствовала значению 12,6 кг. Вес сформированных обработкой мелкозернистых шлаковых отходов составлял величину 7,6 кг.
Остальной остаток массы исходного сырьевого материала был затрачен на формирование летучих газовых соединений, которые были выброшены из полости устройства непосредственно в наружную атмосферу.
Пример 2. Обработка массы исходного сырья осуществлялась в полном соответствии с той же схемой, что была указана и в примере 1.
Исходная сырьевая жидкая смесь содержала в своем составе «сухой остаток», который, в свою очередь, был сформирован:
1. Титановая руда («ильменит») Ti - 34%;
2. Медная руда (халькопирит) Сu - 33%;
3. Кремниевая руда (кварцит) SiO2 - 15%;
4. Мелкодисперсный порошок из предварительно восстановленного методом «зонной плавки» «сверхчистого» элемента кремний Si - остальное, до 100%.
Количество целиком состоящей из указанных выше рудных пород, самой этой «пудрообразной твердой субстанции» определенное относительно всего используемого общего объема исходной водяной суспензии, составило величину 70% (42 кг). Остальную массу этого исходного продукта составила обычная вода - 30% или 18 литров. Подача воздуха к обрабатываемому сырью осуществлялась под избыточным давлением, равным 6,0 кгс/см2. Перемещение рабочей камеры с загруженным в нее исходным материалом производилась со скоростью 60 мм/мин, а угловое вращение входящих в ее состав конструктивных элементов выполнялось при значении этого параметра, соответствующему 2 об/минуту.
Напряженность генерируемых в объеме рабочей камеры и образующих там спиралевидную цилиндрическую магнитную бахрому- «частокол» физических полей, соответствовало величине 1,0×105 А/м. Количество пропускаемых через обмотки катушки 13 магнитных генераторов 11 «зубчатых трапециидальных» электрических импульсов равнялось значению 12 единиц пропускаемых через магнитные генераторы, такого рода электрических сигналов, производимое в течение периода времени с продолжительностью в 1 минуту.
Время проведения обработки в этих условиях соответствовало продолжительности периода, равной 33 минутам (0,65 часа). Вес полученного по завершении этого процесса, столбчатого кольцевого структурного образования, состоящего из перечисленных ранее металлов и неметаллов составил 28,2. Остальной объем перерабатываемого сырья был затрачен на проведение формирования мелкозернистых шлаковых «хвостов» из шлака - 9,6 кг; а также выброшенных в окружающую наружную атмосферу, летучих газовых соединений.
Цветовой оттенок полученного в применяемом аппарате кольцевого столбчатого монолита можно охарактеризовать как «светло-серый».
Пример 3. Обработка предварительно сформированной на основе использования частиц исходных рудных пород сырьевой суспензии осуществлялась в соответствии с той же схемой, что была указана и в примерах №1, №2.
Главное отличие процесса проведения получения готового конечного продукта, состояла в том, что рецептуру применяемого при его осуществлении исходного материала, было внесено следующее изменение. Последнее заключалось в том, что количество используемого в ее составе «пудрообразного сверхчистого кремния Si», составило все 34%, а остальную массу применяемого исходного «рудного остатка», соответственно, представляли: титановая порода - 33%; и медная руда - те же самые 33%. «Сверхчистый кремний Si», как уже было отмечено и ранее, входящий непосредственно в состав последнего, в свою очередь, был изготовлен при помощи метода так называемой «зонной плавки», и степень чистоты по содержанию этого «основного» элемента, синтезированного путем осуществления его проведения, «монолитного стержня», который в последующем был размолот на мельчайшие «пылевидные» частицы, достигала значения 99,9999 («шесть девяток»).
Само же количество этого «сухого остатка» во всем объеме применяемой при проведении обработки исходной сырьевой водяной суспензии, сформированного в свою очередь, из микроскопических твердых частиц, входящих в его общую суммарную массу, используемых для этого рудных материалов, составило величину в 60% от всего ее объема или 36 кг. Оставшаяся часть массы этой сырьевой суспензии был представлена обычной водой Н2O - 40% (24 литра).
Подача сжатого воздуха через обдувочные сопла 10 выполнялась под избыточным давлением 4 кгс/см2.
Продольное перемещение рабочей камеры вдоль корпуса устройства осуществлялось при величине проведения ее подачи, равной 50 мм/мин. Угловая скорость вращения составляющих ее элементов соответствовала значению 2,8 об/мин.
Напряженность генерируемых в объеме рабочей камеры обрабатывающих магнитных полей составляла величину, равную 1,2×105 А/м. Количество подавляемых на обмотке-катушке 13 «трапецеидальных зубчатых импульсов», то есть колебаний обрабатывающих полей, проводимых от внешнего источника питания на обмотки-катушки магнитных генераторов, составляла 7 единиц, подаваемых извне на эти силовые сегменты сигналов, осуществляемое в течение одной минуты.
В итоге выполнения процесса переработки применяемого исходного сырья, проводимого в течение 27 минут (0,45 часа) на стержне-затравке 7 было сформировано столбчатое кольцевое образование, включающее в свой состав Ti, Сu, Si. Вес полученного указанного выше монолитного формирования составлял величину в 25,4 кг.
Остальная масса использованного для получения готового конечного исходного сырья, была затрачена на формирование мелкодисперсных шлаковых отходов 7,5 кг, а также отправленных во внешнюю атмосферу летучих газовых соединений. Цветовой оттенок полученного нового структурного образования соответствовал «серому».
Из всех представленных выше примеров наглядно видно, что формирование сплава на основе титана, меди и кремния, стабильно синтезируемого в применяемом устройстве в виде «стандартного» столбчатого кольцевого образования, а также обладающего полученными в процессе проведения его изготовления хорошими показателями относительно собственной тугоплавкости, и, кроме того, еще и соответствующей последней высокой стойкостью и электропроводностью, может того, еще успешно осуществляться с применением широко распространенных и давно используемых для удовлетворения соответствующих нужд действующего металлургического производства рудных концентратов, без проведения для этого каких-либо дополнительных операций по их доочистке или какой-либо другой предварительной доработки.
Сам этот полученный в используемом устройстве кольцевой столбчатый монолит, как бы состоит из «плотно» слипшихся между собой мельчайших крупинок, представляющих собой своего рода овальные «зернышки», с габаритными размерами 0,3÷1,0 мм.
Толщина формирующих изготовленное с применением предложенной технологии столбчатое кольцевое структурное образование его собственных монолитных стенок колеблется обычно в пределах, не превышающих величину в 0,5-1,5%.
Указанное выше кристаллическое пространственное монолитное формирование легко «разламывается» на отдельные, ранее составляющие его кусочки-«крупинки», при приложении к нему даже незначительных механических усилий.
Получаемые при выполнении предложенного способа обработки в числе прочих, входящих в этот трехкомпонентный сплав компонентов, принимающие достаточно активное участие в проведении формирования тела изготавливаемого в устройстве таким образом кольцевого столбчатого кристаллического образования, добавки-примеси, то есть перечисленные здесь элементы и соединения - Fe, Cr, SiO2 как очевидно следует из анализа рецептуры применяемых исходных рудных пород, присутствует в объеме последних в качестве случайно попавших в их общую массу, посторонних веществ - загрязнителей. В случае их отсутствия в составе используемых рудных материалов в силу наличия факта действия определенных особенностей проведения геологического образования используемых при выполнении процесса обработки карьерных исходных материалов, в состав указанной выше сырьевой смеси может быть дополнительно включен незначительный объем породы, в рецептуру которой и входят содержащие эти указанные выше компоненты молекулярные соединения.
В указанных здесь выше случаях такой технологический прием не использовался, так как в составе применяемых рудных пород отмеченные ранее нужные элементы и их соединения были включены как бы «автоматически».
Изготовленный в соответствии с отмеченной ранее технологической схемой (пример 1) проведения переработки исходного рудного сырья трехкомпонентный сплав, включающий в свой состав «основные» элементы такие как титан; медь и кремний, и другие, попутно сформированные примеси -добавки, обладает следующим набором собственных технических характеристик:
I. Полученный в виде кольцевого столбчатого монолитного структурного образования, этот «трехкомпонентный» сплав содержит составляющие его элементы и соединения в следующем их процентном соотношении (см. технологическую схему обработки, данные примера №1)
1. Ti - 37%; Сu - 32%; Si - 23%; Fe - 0,3%; Cr - 0,1%; SiO2 - остальное, до 100%.
2. Удельный объемный вес изготовленного таким образом, трехкомпонентного сплава d - 8,18 г/см3;
3. Температура плавления Тпл - 4870°С;
4. Удельное объемное электрическое сопротивление р - 32 Н·Ом·м;
5. Предел прочности на сжатие σв - 420 кгс/мм2;
6. Предел прочности на разрыв σр - 360 кгс/мм;
7. Модуль упругости Е - 5,4×103 кгс/мм2;
8. Удельная теплоемкость - λ - 1,02 Дж/кг·K;
9. Твердость наружной поверхности HRC, ед. - 74;
Подвергается горячей штамповке - при толщине листа в 1,5 мм и выше при температуре ≥1800°С. Хорошо обрабатывается с использованием
стандартного металлорежущего оборудования.
П. Изготовленный в соответствии с технологическими режимами, приведенными в примере 2 (т.е. при использовании сырьевой рецептуры, включающей в себя в качестве третьего, главного компонента, как кварцит SiO2, так и сверхчистый кремний Si), полностью сформированный готовый конечный продукт, синтезируемый при переработке исходного сырья, в соответствии с режимами примера 2, содержит в своем составе, перечисленные ниже компоненты и соединения, следующих процентных соотношениях:
1. Ti - 36%; Сu - 34%; Si - 24,4%; S - 0,8%; Fe - 0,6%; Cr - 0,08%; SiO2 - остальное, до 100%).
2. Удельный объемный вес изготовленного таким образом сплава d - 6,8 г/см3;
3. Температура плавления Тпл - 4186°С;
4. Удельное объемное электрическое сопротивление р - 19 Н·Ом·м;
5. Предел прочности полученного из готового сплава образца на сжатие и растяжение, а также модуль упругости, не определялся, так как последний обладал повышенной хрупкостью (в виду наличия серы S) и легко разламывался на отдельные мелкие куски;
6. Удельная теплоемкость - λ - 1,32 Дж/кг·K;
7. Твердость наружной поверхности HRC, ед. - 48;
Полученное столбчатое кольцевое образование в виду повышенной склонности к самопроизвольному протекающему распаду на отдельные «крупинки», которые не могли быть использованы в дальнейшем, как конструкционный материал, через другие физико-механические испытания не проходило, и в дальнейшем на этот предмет больше не исследовалось.
Следует дополнительно обратить внимание еще и на то, что отдельные фрагменты указанного выше столбчатого кольцевого образования, при погружении их в воду демонстрируют «ярко выраженные» антибактериальные свойства (т.е. выполняют функцию «твердых» антисептиков).
Кроме того, при проведении дальнейших исследований образца, сформированного на основе применения трехкомпонентного сплава, полученного в соответствии с технологической схемой обработки, приведенной уже в примере №3 (т.е. при введении в исходную сырьевую рецептуру вместо обыкновенного кварцита SiO2, «сверхчистого» кремния Si), было зафиксировано, что этот готовый конечный продукт содержал в своем составе формирующие его компоненты и соединения, в следующих указанных ниже, количествах:
1. Ti - 38%; Сu - 37%; Si - 28%; Fe - 0,6%; Cr - 0,12%; SiO2 - остальное, до 100%.
2. Удельный объемный вес изготовленного сплава d - 4,8 г/см3;
3. Температура плавления Тпл - 8760°С;
4. Удельное объемное электрическое сопротивление р - 14,7 Н·Ом·м, т.е. имеет значение более низкое, чем техническое серебро Ag;
5. Предел прочности на сжатие σв -458 кгс/мм2;
6. Предел прочности на разрыв σр - 394 кгс/мм;
7. Модуль упругости Е - 5,1×103 кгс/мм2;
8. Удельная теплоемкость - λ - 1,38 Дж/кг·K;
9. Твердость наружной поверхности HRC, ед. - 48;
Изготовленный на основе указанного выше трехкомпонентного сплава экспериментальный образец, не вступает ни в какие химические взаимодействия ни с сильными неорганическими, ни с их смесями, ни с водными растворами гидратов окисей щелочных металлов, а также всех этих, перечисленных выше веществ, или горячими расплавами соответствующих их солей.
Таким образом, полученный с применением в исходной сырьевой рецептуре, «сверхчистого кремния» Si (см. данные примера №3) трехкомпонентный сплав Ti, Сu, Si, можно смело причислить к категории «абсолютно химически инертных».
Следует также еще и дополнительно отметить, что полученные указанным здесь ранее способом, конструктивные детали, изготовленные на базе использования достаточно такого трехкомпонентного сплава Ti, Сu, Si, хорошо обрабатываются с применением, широко распространенного стандартного «металлорежущего» и кузнечно-прессового оборудования.
В дальнейшем, в представленных ниже материалах, излагаются конструктивные принципы, в соответствии с которыми выполняется само это, используемое для проведения предложенного способа обработки, технологическое устройство.
Наличие последних, в свою очередь, и обеспечивает получение в процессе использования этого агрегата, необходимого положительного эффекта.
На представленных чертежах изображено устройство для осуществления предложенного способа получения трехкомпонентного сплава на основе титана, меди и кремния.
На фиг. 1 - продольный разрез - схема устройства с установленными на его корпусе основными, обеспечивающими проведение процесса обработки исходного сырья функциональными, обслуживающими указанную выше технологию, его силовыми конструктивными узлами.
На фиг. 2 - поперечный разрез корпуса устройства по А-А, проходящий непосредственно через его передвижную рабочую камеру формирующимся в ней столбчатым кольцевым структурным образованием, состоящим из этого трехкомпонентного сплава.
На фиг. 3 - изображение узла I (см. фиг. 2), на котором в увеличенном масштабе приводится вариант проведения установки Ф-образного «силового» магнитного контура 11 на корпусе 6 используемого при проведении процесса обработки этого технологического устройства.
На фиг, 4 - узел II (см. фиг. 2), с изображением закрепленного на наружной боковой поверхности корпуса 6 устройства, обдувочного сопла 10, осуществляющего подачу в полость последнего, струй сжатого воздуха.
На фиг. 5 - представлена схема проведения подачи «зубчатых трапециидальных» импульсов тока, посылаемых на каждую из входящих в состав магнитного контура 11 обмоток - катушек 13, выполняющих в этих магнитных генераторах, функции соленоидов.
На всех этих фигурах, в свою очередь, обозначены:
Поз. 1 - исходная сырьевая субстанция, с применением которой и производится получение необходимого готового конечного продукта - трехкомпонентного сплава, синтезируемого из элементов Ti; Сu; Si;
Поз. 2 - загрузочный бункер, в полость которого перерабатываемая исходная сырьевая масса, содержащая в своем составе частицы используемой исходной руды, помещается перед самым началом выполнения процесса обработки.
Поз. 3 - правая и левая ограничительные «щеки» сдвоенного подвижного поршня, образующие полость рабочей камеры, в объеме которой и протекает процесс восстановления составляющих сплав металлов и неметаллов, из их исходных рудных соединений.
Поз. 4 - съемный накидной колпак, в полости которого производится загрузка рабочей камеры перерабатываемым в ней сырьевым материалом, а также после осуществления его демонтажа, и выгрузка готовых конечных продуктов после полного завершения процесса обработки.
Поз. 5 - комплект плоских кольцевых соединительных фланцев с быстроразъемным резьбовым крепежом, с помощью которых осуществляется стыковка съемного накидного колпака 4 с корпусом 6 устройства, а также его демонтаж после окончания процесса переработки исходного сырьевого материала.
Поз. 6 - корпус устройства - то есть его неподвижная часть, выполненная в виде цилиндрической обечайки, на наружной поверхности которой закреплены все обслуживающие проведение процесса обработки, силовые узлы, а в ее внутренней полости производится «винтовое» возвратно-поступательное продольное перемещение передвижной рабочей камеры. Объем же внутреннего полезного пространства в последней формируется между правой и левой поршнеообразными ограничительными щеками 3.
Поз. 7 - центральный распорный стержень - затравка, на котором осуществляется осаждение получаемых в объеме передвижной рабочей камеры продуктов проведения переработки исходного сырья, а также с его помощью производится закрепление и фиксация в заданном положении, «левой» и «правой» ограничительных щек 3, в свою, очередь, входящих в состав этого, поступательного перемещающегося и вращающегося в полости корпуса 6, указанного выше сборного узла.
Поз. 8 - прикрепленный к левой щеке рабочей камеры ходовой валик, под воздействием которого последняя может совершать возвратно-поступательное продольное передвижение в полости корпуса 6, а также еще и выполнять угловые повороты вокруг собственной центральной продольной оси симметрии.
Поз.9 - крепежная гайка, «насаженная» на резьбовой хвостовик-болт, выполненный на самом конце распорного стержня-затравки 7, при «вывертывании» которой создаются наиболее благоприятные условия для проведения как бы значительно «облегченного» съема левой ограничительной поршнеообразной щеки 3, передвижной рабочей камеры, и тем самым обеспечивается формирование условий для проведения «свободного доступа» к полученным в ней, готовым конечным продуктам процесса проведения обработки.
Поз. 10 - обдувочное сопло, закрепленное на наружной боковой поверхности корпуса 6, и проходящее «насквозь» через его стенки, и установленное там с соблюдением заданных технологических параметров углов своего наклона - тангенциального β° и радиального α°, значение которых соответствует величине 30-45°.
Поз. 11 - Ф-образные «силовые» магнитные контура, обеспечивающие при подключении их к внешнему источнику подачи «зубчатых трапециидальных» импульсов, формирование в своих рабочих элементах 12. магнитных потоков, поступающих, в свою очередь, к телу фокусирующей насадки 14.
Поз. 12 - рабочие элементы, изготовленные в виде пластин, при проведении взаимной стыковки которых формируется само тело Ф-образного обрабатывающего магнитного генератора 11.
Поз. 13 - обмотки - катушки, смонтированные прямо в объеме тела указанного выше рабочих элементов 12, и выполняющие там функции создающих индивидуальные магнитные поля электрических соленоидов.
Поз. 14 - запрессованная непосредственно в имеющееся в теле магнитного контура 11 монтажное технологическое отверстие, фокусирующая насадка, с помощью которой формируются направленные прямо во внутренний объем корпуса 6 «вытянутые» в длину цилиндрические «пучковые» скопления магнитных силовых линий - лучей «К».
Поз. 15 - установочная «круглая» втулка, «жестко» закрепленная непосредственно на наружной боковой поверхности корпуса 6, внутренняя полость которой сообщается с объемом этого устройства, а в верхней ее части выполнена резьбовая нарезка. С помощью последней и производится соединение внутренней поверхности установочной втулки с предусмотренной для осуществления монтажа в этой же области наружной концевой резьбовой частью самой фокусирующей цилиндрической насадки 14.
Поз. 16 - криволинейная шайба - «вкладыш», обеспечивающая заполнение объема «автоматически» полученной при установке Ф-образного магнитного контура 11 выемки, непосредственно примыкающей к внутренней боковой поверхности полости корпуса 6, и позволяющая за счет своего наличия полностью исключить появление на границах этой впадинь, выступающих острых кромок (то есть она «заглаживает» ее при проведении закрепления указанного выше элемента, как бы «заподлицо» с плоскостью внутренней полости этого корпуса 6). Криволинейная шайба 16 изготовлена из впрессованной прямо в последнюю массы, состоящей из мелкой крошки магнитопроводящего металла (например, включающей в свой состав «опилки» кобальта или чугунной стружки).
Поз. 17 - почти такая же, как и в предыдущем случае, «выглаживающая» шайба, монтаж которой тоже выполняется в криволинейной выемке, «самопроизвольно» формируемой при проведении установки проходящего через стенки корпуса 6 тела обдувочного сопла 10. Материалом для изготовления такого рода «выравнивающего» элемента может служить любой достаточно «скользкий» пластик - например, эластичная листовая резина. Эта шайба к тому же имеет расходящиеся от самого ее центрального отверстия к периферии, разрезные «лепестки», которые отгибаются вниз от собственного «ядра - основания», в момент прохождения через полость обдувочного сопла 10, потока посылаемого туда сжатого воздуха.
Поз. 18 - патрубок для осуществления вывода из внутренней полости рабочей камеры устройства вновь возникших там в процессе проведения прямого восстановления металлов и неметаллов порции полученных там новых летучих газовых соединений, а также накопленных в этих зонах «избыточных» объемов поступившего в нее сжатого воздуха.
Поз. 19 - редукционные клапаны, открытие которых осуществляется в моменты времени, когда избыточное давление в рабочей камере начинает превышать оптимальные пределы значения этого физического параметра, заданные технологией проведения обработки.
Поз. 20 - передняя торцевая стенка перекрывающая полость неподвижной части сборного корпуса 6, с выполненным в центре ее отверстием для прохода перемещающегося в ней тела ходового валика 8.
В свою очередь, на представленных изображениях фиг. 1 - фиг. 5 - буквами обозначены:
«а», «б», «в» - фиг. 5, отдельные «псевдофазы», участвующие в проведении процесса подачи электрического питания и «адресно» направляемые на обмотки - катушки 13 магнитных контуров 11, и, в свою очередь, состоящие из расставленных в определенном порядке и образующих их набором из зубчатых трапециидальных» импульсов тока.
В - отверстие - люк, соединяющее полость загрузочного бункера 2 с внутренним объемом рабочей камеры, сформированной левой и правой ограничительными «щеками» 3.
Г - установочные цилиндрические спиральные линии, проложенные по наружной боковой поверхности корпуса 6, на которых расставлены осуществляющие обработку магнитные контура 11.
Д - такого же рода спиральные кривые, применяемые для закрепления обдувочных сопел 10, подающих к сырью струи сжатого воздуха.
Е - сформированное во внутренней полости корпуса 6, а также в объеме передвижной рабочей камеры, вихреобразное струйное воздушное газовое устойчивое образование - «торнадо».
И - получаемое на наружной боковой поверхности распорного стержня-затравки 7, столбчатое кольцевое структурное образование, состоящее из трехкомпонентного сплава.
Ж - формирующийся на наружной плоскости этого же стержня-затравки 7, рыхлый сплошной слой, синтезируемый из образующихся «попутно» в ходе переработки исходного рудного сырья мелкозернистых «липких» шлаковых отходов.
К - формируемые в виде прямолинейных цилиндрических «пучковых» образований, скопления генерируемых магнитными контурами 11 силовых линий, принадлежащие в свою очередь, создающимся в зоне проведения обработки с применением фокусирующих насадок 14 «силовым» обрабатывающим физическим полям.
М - выполненная на нижнем торце фокусирующей насадки 14 полость - впадина, с конфигурацией, максимально совпадающей с очертаниями пространственного гиперболоида вращения, и предназначенная для генерации пучковых скоплений магнитных силовых линий, форма которых практически полностью дублирует соответствующую, имеющуюся у полученного вращением вокруг собственной центральной продольной оси симметрии вытянутого в длину прямоугольника, своего рода объемного образования (т.е. имитирует очертания фигуры, выполненной в виде отрезка круглого «трехкоординатного» цилиндра).
α° - радиальные углы наклона (30-45°), с применением которых производится закрепление обдувочных сопел 10 на поверхности корпуса 6.
β° - соответственно, тангенциальные углы наклона (30-45°) этих же элементов, определяемые относительно боковой наружной поверхности того же самого сборного узла 6 устройства, на которой они и размещаются.
t1t2 - отрезки по оси абсцисс (см. фиг. 5), задающие относительное угловое смещение составляющих «псевдофазы» а; б; в отдельных образующих их гребенчатых «зубчатых трапециидальных» импульсов.
Исходя из всего, предложенного здесь выше, как бы следует обязательно еще и остановиться на проведении необходимых разъяснении, напрямую касающихся «специфических» конструктивных особенностей, осуществления исполнения предназначенного для выполнения процесса переработки применяемого исходного сырья, самого этого технологического аппарата.
Как наглядно видно из представленных в этой заявке чертежей, получение кольцевых столбчатых структурных образований «И», состоящих как бы почти исключительно из перечисленных ранее элементов - титана, меди и кремния, протекает непосредственно в полости передвижной рабочей камере, формируемой принадлежащими ей правой и левой ограничительными щеками 3.
Общая ее длина обычно составляет 1/5 относительно всей суммарной величины этого же габарита, в свою очередь, определяющего базовые значения всего соответствующего аналогичного параметра указанной выше, этой сборной конструкции. Закрепление поршнеообразных щек 3 в таком, отмеченном ранее, составном узле, производится путем проведения «нанизывания» их на ходовой валик 8. В процессе выполнения монтажа последних в «штатное», постоянное положение, перечисленные здесь ранее конструктивные элементы, пропускаются вдоль боковой наружной поверхности этой детали, и доходят до упорных торцевых «заплечиков» стержня - затравки 7. При достижении указанного здесь конечного положения, они окончательно фиксируются в нем стопорными резьбовыми гайками 9 (см. фиг. 1). Закручивание этих крепежных элементов 9 производится по резьбе, выполненной на соответствующих участках поверхности ходового валика 8 (на чертеже не показаны). Кроме того, на наружной боковой поверхности ограничительных поршнеобразных щек 3, образующих полость рабочей камеры с выращиваемым в ее объеме кольцевым столбчатым структурным образованием «И», устанавливаются пластиковые уплотнительные элементы, обеспечивающие изоляцию ее объема от окружающей ее внешней среды (на чертеже уплотнения не показаны). По завершении процесса проведения обработки, рабочая камера, закончив весь цикл своих продольных винтовых перемещений, по направлениям «туда -обратно», в конечном итоге, опять же повторно попадает в ту же самую загрузочную полость съемного накидного колпака 4, где она раньше и находилась снова занимает в ней исходное, «фиксированное», «крайнее» положение.
Съемный накидной колпак 4, после окончания «размещения» в нем указанного выше «сборного узла», и полной остановки всех применяемых в устройстве, внешних приводов передачи движения, а также обслуживающих его работу вспомогательных систем, отсоединяется от неподвижной части корпуса 6. Такого рода «разборка» этого агрегата проводится за счет «высвобождения» стяжных плоских кольцевых фланцев 5, осуществляемого при помощи ослабления и перемещения в исходную позицию используемого в составе этого, быстроразъемного крепежа (на чертеже не показан). После осуществления «сбрасывания» колпака 4, выполнялось «раскручивание» гайки 9, с помощью которой производилась фиксация «левой» ограничительной щеки 3. Последняя, в свою очередь, без каких-либо на то особых «сложностей», по завершении всех перечисленных выше переходов, легко снимается с соответствующего конца валика 8, тем самым открывая свободный доступ к размещенному на стержне - затравке 7, кольцевому столбчатому структурному образованию, состоящему из ранее полученного трехкомпонентного сплава - «И». Этот кристаллический монолит «И» затем, без особо заметных на то усилий, может быть передвинут влево, а затем, в дальнейшем и полностью извлечен из объема такого, применяемого для его изготовления, технологического аппарата.
Ходовой валик 8, обеспечивающий «винтовое» продольное передвижение рабочей камеры в процессе проведения в ней обработки исходной сырьевой смеси, присоединен к соответствующему внешнему приводу, наличие которого позволяет проводить необходимые изменения ее углового позиционирования, а также и осуществлять поступательное продольное перемещение составляющих последнюю конструктивных элементов по полости корпуса 6, по направлению «туда - обратно». То есть сначала к переднему «правому» концу корпуса 6, а затем от него, в обратную сторону, как бы приближая этот узел к самой к самой задней, «левой» части применяемого устройства.
Для проведения монтажа обрабатывающих магнитных контуров 11 используется набор кривых линий, состоящий из трех установочных спиралей «Г». Обдувочные сопла 10, аналогичным образом, закрепляются также на соответствующих трех криволинейных траекториях «Д», проложенных между отдельными витками, составляющими установочные линии «Г».
С целью предотвращения преждевременного выхода из строя смонтированных на наружной боковой поверхности левой и правой ограничительных щек 3, пластиковых герметизирующих уплотнений, в места проведения стыковки применяемых в устройстве силовых узлов 10 и 11, со стенками корпуса 6, дополнительно применяется следующий технический прием.
В зоне формирования криволинейной впадины, самопроизвольно получающейся при пересечении указанных выше элементов 10 и 11 этой конструкции, с боковой внутренней поверхностью полости неподвижной части корпуса 6, размещаются дополнительные «выглаживающие» шайбы 16 и 17.
Их, обращенная в объем полости корпуса 6, поверхность имеет очертания, полностью копирующее конфигурацию криволинейной цилиндрической внутренней боковой поверхности этого сборного узла. То есть в местах проведения своей собственной установки, они своей массой «герметично» перекрывают полученные при их прохождении, монтажные отверстия, расположенные на соответствующей поверхности полости корпуса 6, и сформированные там своего рода режущие «кромки», и образуют при этом там как бы «набивную заплатку», обеспечивающую «идеальное» совпадение и «выравнивание» между собой прилегающих друг к другу «соседних» плоскостей (то есть стыкуя их «заподлицо»).
При этом шайба 16 выполняется из запрессованного в указанную выше криволинейную выемку мелкодисперсного металлического порошка, обладающего низким значением величины своего удельного магнитного сопротивления (например, последняя может изготавливаться из мелких частиц кобальта или чугуна).
«Выглаживающая» шайба 17, для того, чтобы обеспечить прохождение формируемых в соплах 10 струй сжатого воздуха, выполнена в виде отходящих от «центральной точки» отдельных эластичных резиновых лепестков, которые «раскрываются» в момент проведения подачи указанного выше продукта, и «закрываются» обратно под воздействием «нажимающей» на них боковой наружной поверхности, проходящей вдоль полости корпуса и имеющей «скользящие», «герметизирующие» «пластиковые» уплотнения ограничительной щеки 3. Наиболее «удачным» материалом для изготовления указанного выше конструктивного элемента, будет являться эластичная резина.
Аналогичным образом оформляются области стыковки, отводящих газы патрубков 18, с внутренней полостью корпуса 6. В зоне появления таких же точно криволинейных выемок в процессе осуществления монтажа последних, опять же размещаются выглаживающие пластиковые шайбы, но в этом конкретном варианте своего конструктивного исполнения они будут снабжены сквозными отверстиями перфорации, достаточно крупными для пропуска «микрообъемов» летучих газовых соединений, но в то же время чересчур «мелких» для выполнения прохода через них твердых частиц обрабатываемых в рабочей камере, рудных пород (на чертеже указанный выше узел не приводится).
Установка обдувочных сопел 10 проводится, как уже и было отмечено ранее, на трех спиральных цилиндрических линиях «Д» с формированием в местах их закрепления тангенциальных β° и радиальных α° углов наклона к наружной поверхности корпуса 6. Значение указанных выше углов составляет 30-45°.
Монтаж магнитных Ф-образных контуров 11 производится точно таким же образом то есть с использованием проложенных по наружной поверхности корпуса 6 трех цилиндрических спиральных линий «Г». Количество размещенных на каждой из этих трех криволинейных траекторий «Г» такого рода силовых узлов, составляет величину от девяти до восемнадцати единиц.
Закрепление Ф-образных генераторов осуществляется при помощи установочных втулок 15, монтажная внутренняя полость которых в своей верхней части снабжена резьбой (на чертеже не показана). Втулки 15, в процессе проведения своего размещения, проходят «насквозь» через стенки необходимо свое конечное положение (сопрягаемые резьбы на чертеже не показаны).
Сам сборный узел 11, состоящий из Ф-образного магнитного контура, и запрессованной в его нижнюю часть фокусирующей насадки 14, то же имеет фиксирующую установочную крепежную резьбу, выполненную на наружной боковой поверхности указанного выше элемента 14. В момент проведения окончательного закрепления последнего непосредственно на теле корпуса 6, она «ввинчивается» во втулку 15, занимая заданное конструкцией устройства необходимое свое конечное положение (сопрягаемые резьбы на чертеже не показаны).
Имеющаяся в самой нижней части фокусирующая насадка 14, то есть на самом ее торце, полостная выемка «М», при осуществлении включения последней в «общую» электрическую цепь, обеспечивает проведение формирования физического поля с сильно вытянутыми в длину составляющими его магнитными, «радиально-лучевыми» силовыми линиями «К», создающими в полости корпуса своего рода «обрабатывающую спиральную пучковую цилиндрическую бахрому».
Каждая из входящих в состав Ф-образного контура обмоток - катушек 13 подключается к своей «псевдофазе» (или «а»; или «б»; или «в» - см. фиг. 5) внешнего источника питания, обеспечивающего подачу на нее через соответствующий, имеющийся в нем, электронный контур, наборов из пакетов «зубчатых трапециидальных» импульсов, электрического тока.
Каждый составляющий последние этот отдельный импульс имеет соответствующие смещения - отрезки t1t2, отмеченные на фиг. 5, относительно таких же, генерируемых в соседних «псевдофазах» (на чертеже источник внешнего питания не показан).
Установка корпуса устройства со всеми размещенными на нем сборочными узлами на самом его используемом при проведении закрепления, технологическом основании, выполнена с помощью системы, состоящей из обыкновенных монтажных стоек (на чертеже эти элементы не показаны).
Для фиксации в заданном технологией обработки «штатном» положении, а также для осуществления последующего отсоединения колпака 4, используется быстроразъемная система крепежа (на чертеже не показана).
Центральное отверстие в передней торцевой крышке - заглушке 20, через которое проходит приводной валик 8, имеет установленные на своей внутренней боковой поверхности, герметизирующие уплотнения (на чертеже не показаны). Их наличие обеспечивает изоляцию внутренней полости неподвижной части сборного корпуса 6 от наружной атмосферы, и в то же время, не препятствует выполнению соответствующих перемещений как поступательного, так и вращательного, используемого в составе устройства своего рода «тягового» элемента, то есть указанного выше ходового валика 8.
Работа предложенного устройства при выполнении процесса обработки исходного рудного сырья, протекает следующим образом:
После завершения операции по заполнению исходным сырьевым материалом 1 полости загрузочного бункера 2, закрепленного в верхней части съемного накидного колпака 4, а также и по окончанию процесса его «опорожнения», осуществляемого через сквозной люк «В» (см. фиг. 1), которое обеспечивается «самопроизвольным вытеканием» помещенной в него вязкой водяной суспензии, представляющий собой как бы «густую жидкость», последняя, в дальнейшем, поступает прямо оттуда непосредственно в объем передвижной рабочей камеры, сформированный между составляющими ее правой и левой ограничительными щеками 3.
После выполнения всех перечисленных ранее переходов включаются:
- внешний привод перемещения ходового валика 8 (на чертеже внешний привод не показан). Одновременно с началом осуществления конструктивными элементами, входящими в состав указанного выше, сборного узла, то есть рабочей камеры, поступательного и вращательного перемещений,
- подсоединяются к источнику внешнего питания все электрические обмотки - катушки 13, являющиеся основной «силовой» составной частью сообразных магнитных контуров 11, размещенных в свою очередь, на трех опоясывающих наружную поверхность корпуса 6 цилиндрических спиралях «Г». Обдувочные сопла 10 точно таким же образом смонтированные поверхности - неподвижной части сборного узла 6, на подобных вышеуказанным, и тоже с использованием того же самого числа применяемых их единиц, криволинейных линиях «Д», в этот же самый момент времени подключаются к внешней, подающей сжатый воздух под избыточным давлением, питающей магистрали (на чертеже не показана).
Таким образом, имеющая жесткую кинематическую связь с ходовым валиком 8, рабочая камера с помещенным в ее полость перерабатываемым сырьевым материалом 1, выдвигается из внутреннего объема съемного накидного колпака 4, покидая при этом зону осуществления загрузки, и начинает выполнять процесс продольного поступательного и вращательного перемещения во внутренней полости неподвижной части корпуса 6, в которую она и оказывается, в конечном итоге, как бы оттуда и «задвинута». Очертание пути перемещения подхваченного поршнеобразными щеками 3 рабочей камеры перерабатываемого сырьевого материала 1, находящегося в полости указанного выше конструктивного узла, движущегося от зоны проведения загрузки сырья, к самому переднему концу корпуса 6, полностью дублирует конфигурацию этой, формирующейся в процессе выполнения такого рода его передвижения вдоль внутренней поверхности корпуса 6, прокладываемой последней, пространственной криволинейной траектории.
Указанная выше, трехкоординатная спиральная линия, в силу наличия у составляющих рабочую камеру элементов, факта действия на них сразу же двух видов движения, как поступательного так и вращательного, в конечном итоге, представляет собой отрезок сильно вытянутой в длину многовитковой винтовой цилиндрической спирали. Так как передвинутая таким образом в новое для себя «пространственное» положение, рабочая камера неизбежно открывает доступ к своему внутреннему объему струям сжатого воздуха, формируемых установленными на наружной поверхности корпуса 6 обдувочными соплами 10, которые имеют как радиальные α°, так и тангенциальные углы наклона β°, то на расположенную на самом дне указанного выше узла «наливную массу» сырьевого материала 1, обрушивается целый град своего рода «воздушных ударов», генерируемых в зоне размещения последнего «скрещивающимися» под пространственными углами потоками из этого продукта.
Наличие такого рода особенностей «поведения» зоне обработки создаваемых в полости рабочей камеры указанных выше воздушных «течений» и обеспечивается обязательным влиянием на ход выполнения этого процесса, отмеченных ранее специфических факторов конструктивного исполнения применяемых в составе устройства «силовых» элементов (то есть монтаж обдувочных сопел 10 вдоль опоясывающих наружную поверхность неподвижной части корпуса 6 спиральных линий «Д», наличие у них радиальных α° и тангенциальных β° углов наклона - см. фиг. 1, фиг. 2, фиг. 4).
Под воздействием непрерывно осуществляемого и указанного выше интенсивного силового воздействия, объем этой «наливной массы» перерабатываемого сырья 1, разделяется на мелкие, ранее составляющие его «микропорции», которые «растаскиваются» во все стороны формируемым при помощи тех же самых струй воздуха вихревым потоком «Е» (торнадо).
Попадая под воздействие «бушующих» в теле вихря «Е» течений, эти отдельные, выдернутые прямо из общей «кучи элементарные» микрообъемы, во-первых, преобразуются в мелкие пузырьки газо-жидкостной «пенной» аэрозоли, а, во-вторых, разносятся по всему пространству полости передвижной рабочей камеры, равномерно заполняя практически все его части, за исключением центральной зоны, где создается своего рода небольшое «разряжение» («глаз бури»).
Целиком превращенная указанным выше образом в такого вида «аэрозольное облако» масса сырьевого материала 1 продолжает в последующем выполнять сложное криволинейное винтовое перемещение по всем внутренним зонам корпуса 6 отмеченного ранее устройства, осуществляя его вместе и одновременно с используемой в составе последнего и герметично изолированной от других объемов окружающего ее пространства, полостью передвижной рабочей камеры этого же самого аппарата.
Синхронно со всем этим, выявляется наличие факта действия на используемый перерабатываемый сырьевой материал еще одного, необходимого для получения заданного технологией обработки готового конечного продукта, и тоже искусственно созданного в этом устройстве, специфически влияющего на применяемое исходное сырье, внешнего силового фактора.
Все дело заключается именно в том, что при включении во внешнюю электрическую сеть всех имеющихся в устройстве обмоток-катушек 13, входящих в состав магнитных генераторов 11, так как они выполняют функции соленоидов, непосредственно в объеме самих рабочих элементов 12, в которых, собственно, и произведен монтаж этих конструктивных элементов самих обрабатывающих Ф-образных контуров, почти мгновенно создаются индивидуальные магнитные поля.
Вследствие же того, что тело каждого генератора 11 имеет конфигурацию сложенных одна с другой половинок - проушин буквы Ф, то эти вновь возникшие «индивидуальные» поля сливаются в применяемом для проведения процесса обработки замкнутом контуре, в единое суммарное. Таким образом, циркулирующий по замкнутой Ф-образной петле тела обрабатывающего контура 11 суммарный магнитный поток генерируются сразу же шестью обмотками. Каждая же из них, т.е. единичная обмотка - катушка 13 соединена со своей, подающей «трапециидальные зубчатые» импульсные пакеты только для нее, схемой-контуром внешнего источника питания (на чертеже не показаны).
За счет всего этого полученное в каждом магнитном генераторе 11, суммарное поле будет иметь все те же самые характерные особенности, что присущи и образующим последнее, аналогичным индивидуальным физическим полям (изменение основных параметров такой «сборной силовой структуры» осуществляется в точном соответствии с графиком, регистрирующим особенности поведения «зубчатой трапециидальной» функции, а также надо здесь еще и учесть то, что это сформированное таким образом суммарно энергетическое полевое образование обязательно обладает угловым смещением принадлежащих ему пучковым скоплением магнитных силовых линий относительно соседних и т.д.).
В связи же с тем, что в нижнюю перекладину каждого Ф-образного контура 11 запрессовывается верхний хвостовик фокусирующей насадки 14 (см. фиг. 3), на нижнем конце которой выполнена собирающая скопления магнитных силовых линий в единый, «плотный» цилиндрический отрезок- «пучок» «К» и концентрирующая их впадина «М», имеющая форму пространственного гиперболоида вращения, то посылаемый на нее и полученный от шести обмоток - катушек 13 суммарный магнитный поток генерирует в теле этой насадки 14 технологическое обрабатывающее физическое поле, очертания скоплений силовых линий в котором и обладают указанной на фиг. 2; фиг. 3, «особой» конфигурацией.
Так как равномерная расстановка всех магнитных генераторов 11 произведена сразу на трех опоясывающих тело корпуса 6 спиралях «Г», и количество таких обрабатывающих контуров на каждой этой кривой установочной линии «Г» составляет число, равное от девяти до восемнадцати единиц, то наличие влияния всех указанных выше факторов, в конечном итоге, неизбежно приводит к тому, что в полости корпуса 6 устройства как бы формируется своего рода стационарное силовое образование», состоящее из радиально направленных от поверхности установочной зоны - основания, непосредственно прямо к центру корпуса, цилиндрических вращающихся магнитных скоплении «К», то есть можно сказать, создается «пространственная технологическая обрабатывающая система» (см. фиг. 2). Последняя представляет собой своего рода трехмерную спиралевидную силовую цилиндрическую «бахрому» состоящую из отдельных бревен, собранных в единый «частокол». Количество размещенных во внутреннем объеме корпуса 6 такого рода осуществляющих обработку и состоящих из «пучковых», собранных в единую спираль, искусственно созданных магнитных формирований - пространственных структур, соответственно, в приведенном на фиг. 1, фиг. 2, фиг 3 варианте конструктивного исполнения устройства, в суммарном итоге и составляет как минимум три единицы.
Следует также еще и отметить то, что входящие в указанные выше технологические обрабатывающие системы, используемые для проведения восстановления металлов и неметаллов из рудных соединений, магнитные «пучкового» скопления «К», представляющие собой своего рода цилиндрические силовые образования - «бревна», периодически изменяют собственные геометрические параметры (подаваемые для питания обмоток - катушек 13 электрические импульсы имеют форму своего рода трапециевидным выступами, и эти элементы сдвинуты друг относительно друга на определенный, заранее заданный угол смещения - см. фиг. 5).
То есть составляющие такие «заграждения - бахрому» отдельные их элементы - «бревна», то «растягиваются» по высоте, то наоборот, резко «укорачиваются». При этом каждый «формирующий» указанное выше «трехполосное» «заграждение», отдельный частокол, в процессе изменения высоты входящих в него и образующих последний, составных его элементов, выполняют этот, периодически «возобновляемый», своего рода «колебательный цикл», со смещением времени его наполнения, относительно таких же, как и он, но соседних осуществляемых в рядом расположенных, аналогичных этой, установочных спиралях «Г» (см. порядок проведения подачи «трапецеидальных» зубчатых импульсов - фиг. 5). Сама же возможность проведения указанного выше действия обеспечивается прежде всего тем, что используемые в подающих псевдофазах «а», «б», «в» импульсы смещены относительно таких же, точно подобных последним, на углы, величина которых составляет примерно 120° - отрезки t1; t2 на фиг. 5.
В итоге совместного действия всех, перечисленных выше, специфических особенностей проведения формирования осуществляющих переработку исходного сырья силовых структурных образований, «уносимые» вихревыми потоками, принадлежащими струйному спиралеообразному воздушному течению «Е» (см. фиг. 1), «мельчайшие» воздушно-жидкостные аэрозольные пузырьки образованного в полости рабочей камеры сырьевого облака, перемещается вместе с ним вдоль всей неподвижной части корпуса 6. При этом указанные выше составляющие такого «пенного образования» как бы принудительно «протаскиваются» через достаточно часто расставленные на пути их движения заградительные бревенчатые «шеренги» - магнитные заборы (то есть через обрабатывающую цилиндрическую «бахрому»).
По нацепленным на «пленочное жидкостное основание» таких сформированных в полости рабочей камеры и движущихся в ней своего рода «транспортных» «пузырьков», и плотно «прилипших» непосредственно прямо к ним мелким частицам перерабатываемых рудных соединений, при осуществлении указанными здесь выше «пенными составляющими» этого аэрозольного облака, такого рода «продавливания» через отмеченное ранее спиралеобразное «магнитное ограждение», в этот момент времени, производится как бы нанесение своего рода «сокрушительных обрабатывающих серий», состоящих, в свою очередь, из разнонаправленных, и интенсивно выполняемых, силовых энергетических ударов.
Так как передвижение этих «микроскопических» рудных компонентов протекает по достаточно сложным пространственным криволинейным «закрученным» траекториям, то составляющие их тело отдельные слои породы оказываются всегда в том наиболее оптимальном для дальнейшего проведения их структурного преобразования положении, когда доступ к составляющим последние микрообъемам сырья, для пронизывающих эти частицы «магнитных лучей - бревен», оказывается практически ничем почти не экранирован. То есть составляющее мелкие частицы «рудной» породы из исходных соединений «насквозь» «протыкаются» обрабатывающими, вращающимися цилиндрическими магнитными пучковыми скоплениями «К», и это действие производится с использованием всего диапазона направлении их возможного пространственного воздействия.
Все это, перечисленное выше, значительно облегчает выполнение процесса «прямого восстановления» основных составляющих кольцевое столбчатое структурное образование, «главных» его элементов, из «наклеенных» на указанную выше «пленочную» основу «мельчайших» частиц их рудных соединений, а также еще и обеспечивает увеличение величины процентного содержания в теле последнего, «основных» образующих его элементов - Ti; Сu; Si, а также еще и позволяет получать достаточно высокие показатели степени полноты осуществляемого в условиях указанного выше процесса, своего рода «высвобождения» этих компонентов из исходного сырья, то есть, в конечном итоге, применение всех перечисленных ранее приемов и гарантирует проведение поступления непосредственно в тело синтезируемого в процессе проведения обработки нового кристаллического монолитного структурного образования, и как бы преимущественно составляющих получаемый при этом его объем, всех необходимых для успешного завершения, процесса его формирования, и входящих в его общую массу, «главных базовых» его строительных элементов (Сu, Si).
Итак, при осуществлении переноса увлекаемых «пролетающими» аэрозольными пенными пузырьками «микроскопических» частиц исходных рудных пород, через искусственно созданную и имеющую заданную технологией обработки собственную «особую» конфигурацию магнитную «обрабатывающую» пространственную структуру, в составляющих «торнадо» «Е» струях, как бы абсолютно самопроизвольно и практически неизбежно, формируются мельчайшие кристаллические «зародыши», состоящие из перечисленных металлов и неметаллов Ti; Сu; Si, и добавок - примесей.
Появление же так сказать, на «белый свет» отмеченных ранее микроскопических «крупинок», целиком состоящих из этих перечисленных выше элементов, обеспечивается, прежде всего, обязательным наличием в окружающих «пролетающие» в полости рабочей камеры мелкие рудные частицы объемах заполняющего ее воздуха, ионов элемента - восстановителя, то есть своего рода «чемпиона» в рамках этой специализации: углерода С+4. Последний генерируется из молекул, содержащих указанный выше компонент газов, всегда присутствующих в составе обыкновенного атмосферного воздуха, который подается в зону проведения обработки под небольшим избыточным давлением.
Наличие же самого факта возникновения этого, необходимого в дальнейшем, для осуществления связывания «высвобожденного» при распаде содержащего металл или неметалл соединения, атомарного кислорода, иона восстановителя, опять же обеспечивается «сокрушительным» ударным воздействием, оказываемым со стороны «выставленных» прямо на пути «пролета» входящих в вихревое образование «Е» газовых потоков, сконцентрированных на узком пространственном участке, силовых обрабатывающих скоплений, состоящих из собранных в отдельные заграждения бревен, т.е. своего рода «пучков» «К», сформированных в свою очередь, из магнитных линий, принадлежащих обрабатывающим физическим полям.
Как и рудные микроскопические частицы, наталкиваясь на этот спиралевидный энергетический частокол, содержащие углерод газовые молекулы «разделяются» на отдельные фрагменты, обеспечивая при этом поставку в зону обработки необходимого для проведения высвобождения «основных» металлов и неметаллов из их рудных соединений, иона - восстановителя (последний как уже было отмечено ранее, генерируется при распаде на отдельные составляющие газов СО2; СН4).
Само последующее перемещение таких, вновь возникших в толще составляющих «аэрозольное облако» слоев, в спиралевидном вихревом потоке «Е» указанных выше кристаллических зародышей, из-за непрерывного «разрастания» этих, образующихся целиком из трехкомпонентного сплава, своего рода «зернышек», непрерывно протекающее в той же самой зоне обработки, продолжается до тех пор, пока их общая масса не станет настолько велика, что эти «вихревые» «струйные течения» уже не будут иметь больше возможности и дальше поддерживать такие, постоянно увеличивающие свои габаритные размеры и суммарный объем «крупинки», так сказать, на весу. Последние вследствие этого прекращают свое «свободное» «парение» в составляющих вихревой поток «Е» слоях, и дальше уже перемещаются под действием сил гравитации, из самого верхнего занимаемого этими крупинками уровня, принадлежащего расположенному в этой области аэрозольному облаку, как можно ближе к самой нижней его части. Процесс же увеличения как бы «самопроизвольно» «образовавшихся» кристалликов из титана, меди и кремния, то есть полученных последними ранее их «первоначальных габаритов», протекает под воздействием сразу же двух, «одновременно сопутствующих» этой технологии проведения синтеза указанного выше готового конечного продукта, осуществляемого из исходных рудных соединений, и активно влияющих на сам ход его выполнения, существенных факторов.
Во-первых, при осуществлении передвижения аэрозольных пузырьков непосредственно в струях образующегося прямо в полости рабочей камеры «воздушного» «торнадо», эти составляющие «аэрозольной пены» неизбежно сталкиваются с «пролетающими» через эти же самые области указанного выше «вихря», вновь возникшими в них и пока еще очень мелкими кристаллическими «зародышами».
В процессе проведения такого взаимного «лобового» «наезда», эти «транспортные» аэрозольные пузырьки, «налетевшие» на такие твердые «глыбообразные» «крупинки» трехкомпонентного сплава, неизбежно схлапываются, а размещенные на их жидкостной оболочке - пленке, микроскопические частицы руды «забрасываются» при этом непосредственно на наружную поверхность «врезавшегося» в этот пузырек «крупногабаритного» кристаллика из сплава Ti Сu; Si.
В итоге всего этого последний покрывается как бы «сырьевой шубой», состоящей из «закинутых» прямо на его тело таких мелких рудных компонентов. Так как процесс магнитного облучения всех перемещающихся в струйном вихревом образовании «Е» и присутствующих в нем взвешенных микроскопических рудных частиц - компонентов, на этом и не прекращается, такого рода специфически полученная «сырьевая оболочка», в дальнейшем практически неизбежно преобразуется в полноценное металлическое покрытие. Последнее разрастается на наружных слоях такого кристаллика состоящего из этого трехкомпонентного сплава, используя их как своего рода «подложку - основание» для проведения своего последующего формирования. То есть при этом исходный «зародыш», приобретая такого рода наращиваемый прямо на своем теле этот дополнительный «комбинированный» слой, состоящий из элементов Ti; Сu; Si, неизбежно и как бы «абсолютно автоматически» увеличивает таким образом, свои первоначально полученные габаритные размеры.
Во-вторых, в процессе совершения периодически выполняемого «перелета» между ограничительными щеками 3 рабочей камеры, осуществляющие его мелкие кристаллические «зернышки», состоящие из трехкомпонентного сплава, тоже приобретают достаточно высокую степень вероятности «точечного» попадания в конечную ситуацию, при возникновении которой они неизбежно вступают между собой в своего рода «тесный взаимный» контакт (т.е. происходит как бы их «вынужденное фронтальное» «встречное столкновение»).
В момент осуществления указанного выше «обоюдного» плотного «аварийного» соприкосновения, происходит неизбежное их последующее «магнитное склеивание», и, как непременное следствие, вытекающее из факта наличия действия этого обстоятельства, формирование из этих «слипшихся» между собой мельчайших металлических осколков, более крупной, составной структуры.
Вполне понятно, что оба эти указанные выше фактора проведения укрупнения микроскопических «зародышей из трехкомпонентного сплава» работают параллельно и одновременно. То есть по мере увеличения длины пути, по которому рабочая камера перемещается из исходного первоначального положения, по направлению к переднему концу корпуса 6, рано или поздно, все мелкие «обломки», состоящие из синтезированных прямо в полости последней новых «кристаллических зародышей» из сплава Ti; Сu; Si, будут, таким образом, в обязательном порядке, преобразованы в крупногабаритные монолитные гранулы.
Последние, как было уже отмечено и ранее по завершении процесса собственного укрупнения, из-за непрекращающегося влияния сил гравитации, стремятся перейти с верхнего уровня своего «первоначального» размещения, в самую нижнюю зону используемого для проведения обработки устройства.
Совершая в области выполнения обработки указанное выше вертикальное перемещение, некоторая часть сформированных, таким образом, достаточно массивных металлических «чешуек», может «нечаянно» встретиться с контактной плоскостью ранее осевшего на боковой наружной поверхности стержня - затравки, рыхлого сплошного слоя «Ж», образовавшегося из полученных ранее в зонных проведения «магнитного облучения», мелкодисперсных «липких» шлаковых отходов. В силу наличия факта действия такого «случайного попадания», эти сильно «разросшиеся» гранулы, опять же с достаточно высокой степенью вероятности, могут оказаться просто напросто «наглухо» «вклеенными» в обволакивающее стержень - затравку 7 рыхлое неметаллическое образование «Ж» (см. фиг. 2), обладающее достаточно ярко выраженными показателями своей собственной адгезии.
На этих, так сказать, «налипших» частицах из сплава Ti; Сu; Si, вследствие постоянного усиливающегося воздействия перечисленных ранее технологических факторов, будет неуклонно продолжаться процесс формирования все новых и новых составляющих тело получаемого там монолитного структурного образования и входящих в его общую массу металлических слоев, на основе использования для осуществления этого «роста», окружающих последние со всех сторон, объемов «аэрозольной пены».
Сам же процесс осаждения на наружной боковой поверхности стержня-затравки 7 указанного выше промежуточного шлакового слоя «Ж», который формируется на «стартовом» этапе осуществления предложенной технологии обработки, протекает следующим образом.
В связи с тем, что попутно выделившиеся в ходе проведения операции «прямого» восстановления металлов и неметаллов из содержащих последние частиц перерабатываемой руды, и тоже непосредственно входящих прямо в их состав, разного рода соединений - примесей из других, присутствующих там же элементов - загрязнителей, и полученные точно таким же образом, «хвостовые» кристаллики, тоже преобразуются, в конечном итоге, в крупицы «неметаллических шлаковых отходов», то в силу наличия факта действия этого обстоятельства, в полости применяемой при проведении обработки передвижной рабочей камеры и будет наблюдаться следующая, характерная картина.
Состоящие из слипшихся между собой частиц неметаллических отходов, полученных в зоне обработки, укрупненные «комочки» шлаковых ассоциатов; совершая «перелет» в толще составляющих это же самое «торнадо» «Е» воздушных потоков, и перемещаясь в них под влиянием тех же отмеченных ранее силовых факторов, от периферийных областей вихря «Е», к его ядру - центру, рано или поздно, такого рода эти попутно сформированные непосредственно в полости рабочей камеры, «хвостовые» структурные образования, в конечном итоге, в обязательном порядке, окажутся как бы «насильственно» перемещенными прямо в зону «постоянно сохраняемого штилевого спокойствия».
В силу же того, что указанные выше «существенно разросшиеся» шлаковые «ассоциаты», хорошо «прилипают» к любой, вступающей с ними в тесный контакт, поверхности, они и сформируют таким образом, на периферийных боковых участках тела распорного стержня - затравки 7 рыхлый сплошной промежуточный неметаллический «клейкий» слой «Ж», на котором, в последующем, производится «улавливание» и «фиксация» перемещающихся вниз по вертикали основательно укрупненных гранул из трехкомпонентного сплава. Кроме того, и пролетевшие мимо цели, то есть наружной поверхности стержня - затравки 7, крупногабаритные «чешуйки» из указанного выше сплава, опять же, может немного раньше, или чуть позже, будут обязательно, как и предполагалось, как бы заведомо, вновь заброшены прямо на плоскость разрастающейся кольцевой кристаллической монолитной структуры «И» (см. фиг. 2).
Сам факт обязательного наступления этого события определяется, прежде всего, наличием сильного влияния действия следующего, определяющего неизбежность возникновения момента его практической реализации, существенного технического обстоятельства.
Пролетевшие мимо стержня - затравки 7, укрупненные в струях вихря «зернышки» из сплава Ti; Сu; Si, в конечном итоге, попадают либо непосредственно на перекрывающую выходное отверстие сопла 10 разрезную лепестковую мембрану - шайбу 17 (см. фиг. 4), или будут зафиксированы на «промежуточном» участке - «перешейке», прилегающем к самой этой зоне, поверхности днища корпуса 6. И те, и другие «кусочки» сплава будут в обязательно порядке передвинуты поступательно перемещающейся и периодически совершающей к тому же угловые повороты, поверхностью ограничительной щеки 3, с исходного места проведения своего исходного «базирования», прямо к центральному, выпускающему, струи сжатого воздуха, выходному отверстию, выполненному в центре указанного выше конструктивного элемента 17.
Так как напор создаваемых в полости рабочей камеры обдувочными соплами 10 воздушных потоков достаточно велик (избыточное давление соответствует величине 0,4-6,0 кгс/см), то попавшие в составляющие последние их струи, металлические «обломки» из такого сплава Ti; Сu; Si, в буквальном смысле этого слова, попросту «вышибаются» из зоны своего промежуточного расположения, и подбрасываются под наклонными углами α° и β° вверх и в сторону.
Встречая на траектории осуществления такого рода перелета какое-либо препятствие, например, поверхность перемещающейся щеки - поршня 3, эти кусочки из трехкомпонентного сплава отслаивают от нее, и «резко» меняют, вследствие этого первоначальное направление своего движения. В этом случае снова появляется достаточно высокая степень вероятности того, что эти «подкинутые вверх и в сторону» металлические «осколки» окажутся заброшены прямо на наружную поверхность выращиваемого на стержне - затравке 7 кольцевого столбчатого образования «И». Ведь в этой центральной зоне рабочей камеры, в которой последнее и формируется в отличие от всех остальных, размещенных на ее периферии, всегда царит «полное» «штилевое спокойствие», ибо именно в этой области и размещается так называемый «глаз бури». Если и после выполнения этого единичного «подскока» кусочек сплава Ti; Сu; Si, снова пролетит мимо наружной поверхности выращиваемого в устройстве кольцевого столбчатого образования «И», указанный ранее цикл его повторных «подбросов» и «рикошетов» будет продолжаться до тех пор, пока это событие все-таки не превратится в «практически реализованное».
Попавшие, в конечном итоге, на наружную поверхность формируемого в полости рабочей камеры кольцевого столбчатого образования «И», при выполнении серии такого рода «отскоков» и перелетов отдельные гранулы из этого сплава «намертво» «прилипают» к его телу, и продолжают вместе с составляющими эту этот «монолит» и ранее осевшими на его тело «базовыми» слоями, осуществлять уже совместный процесс его дальнейшего роста.
Увеличение степени равномерности распределения толщины составляющих кольцевое столбчатое структурное образование «И», по всей его длине, металлических стенок, а также и повышение уровня показателей, характеризующих чистоту его наружной боковой поверхности, в процессе проведения его формирования, "обеспечивается благодаря постоянному выполнению серии поворотов, осуществляемых с небольшой угловой скоростью (2-4 об/минуту), вокруг своей центральной продольной оси симметрии.
Для устранения самой возможности появления «случайных грубых погрешностей» получаемой этим, вновь синтезируемым цилиндрическим столбчатым образованием, круглой кольцевой формы, на «втором», уже «обратном» отрезке выполняемого последним, пути его перемещения по поверхности полости корпуса 6, направление вращения тела пространственного кристаллического монолита «И», меняется на прямо противоположное (производится его реверс).
Все указанные выше события, регистрируемые непосредственно в полости передвижной рабочей камеры, совершаются и протекают в ее внутреннем объеме на протяжении всего цикла осуществления перемещения, по корпусу этого, применяемого для проведения обработки, самого технологического устройства. При достижении этим сборным узлом крайнего переднего «правого» положения; (то есть в этот момент времени как бы полностью пройден прямой отрезок пути его передвижения) срабатывает соответствующий путевой конечный выключатель (на чертеже не показан), и поступательное перемещение рабочей камеры начинает уже осуществляться с проведением переноса составляющих ее конструктивных элементов, приближающим последние к самой задней «левой» части корпуса 6 этого устройства.
Направление же углового перемещения составляющих указанную камеру конструктивных деталей вокруг собственной центральной продольной оси симметрии, в этот момент времени, как уже было указано выше тоже меняется на противоположное (то есть повороты она осуществляет против часовой стрелки хронометра).
Таким образом, при осуществлении второй, «окончательной» стадии цикла своего собственного обратного передвижения, в объеме рабочей камеры, полностью завершаются последние этапы процесса формирования тела синтезируемого на стержне - затравке 7 столбчатого кольцевого образования «И», обеспечивающих получение последним заданных технологией обработки его необходимых качественных «кондиций». То есть, на этом этапе обработки, как бы производится «финишная» «доводка» этого уже практически полностью готового конечного продукта, до получения заданных ему «проектной» документацией, обязательных для проведения и оговоренных техусловиями чертежа, его дальнейшей эксплуатации, основных технических параметров. В конечном итоге, передвигаясь в обратном направлении, рабочая камера снова приходит в свое исходное первоначальное занимаемое ею положение, то есть она опять попадает в полость съемного накидного колпака 4, в котором раньше осуществлялась загрузка ее объема обрабатываемым сырьевым материалом 1.
В процессе осуществления прохождения рабочей камерой соответствующих областей корпуса 6, производилось «попутно» еще и периодическое «стравливание» накопленных в ее внутренней полости объемов вновь полученных в процессе проведения восстановления металлов и неметаллов из частиц исходной руды, летучих газовых соединений, а также избыточно поступивших порций подаваемого «извне» туда же сжатого воздуха. Для осуществления этой операции использовались закрепленные на корпусе 6 этого устройства выпускные патрубки 18, полость которых соединялась с объемом рабочей камеры в моменты срабатывания редукционных клапанов 19. Последние «открывались» в том случае, если избыточное давление в полости передвижной рабочей камеры превышало оптимальное значение этого параметра, заданное технологией обработки.
Открытие редукционных клапанов 19, в конечном итоге, обеспечивало выброс ненужных для проведения процесса формирования кольцевого столбчатого образования «И» и накопленных в полости рабочей камеры, избыточных объемов газов, непосредственно в окружающую это устройство, наружную атмосферу.
Так как на боковой наружной поверхности правой и левой ограничительных поршнеообразных щек 3, входящих в состав передвижной рабочей камеры, предусматривается проведение установки эластичных, герметизирующих ее объем «скользких» уплотнений, то для предотвращения их преждевременного выхода из строя (уплотнения на чертеже не показаны), при изготовлении предложенного устройства дополнительно использовались следующие конструктивные приемы.
Формирующиеся в местах монтажа сообщающихся с внутренним объемом корпуса 6 и применяемых в устройстве конструктивных элементов 10; 14; 18 криволинейные выемки, получающиеся как бы «сами собой» при взаимном пересечении контактирующих друг с другом сопрягающихся криволинейных поверхностей тел вращения, заполняются «выглаживающими» шайбами (см. фиг. 3 - позиция 16; фиг. 4 - позиция 17). Последние выполнены в виде лепестковых «упругих» мембран с «дыркой» в центре, установленных в районе размещения нижних выходных отверстий обдувочных сопел 10, а также выпускных патрубков 18, а в качестве материала для их изготовления используется листовая эластичная резина.
При проведении монтажа фокусирующих насадок 14 в полости установочных втулок 15 (см. фиг. 3), указанные выше «криволинейные», выемки на внутренней поверхности корпуса 6, заполняются «наглухо» запрессованным в эти, сформированные в отмеченных ранее зонах, углубления - полости, порошком, состоящим из мелких «ферромагнитных» частичек кобальта или чугуна (шайба поз.17 - фиг. 3).
И в этом, и в другом случае использование указанных выше конструктивных элементов позволяет полностью ликвидировать саму возможность формирования на внутренней боковой поверхности корпуса 6, в местах пересечения ее с поверхностью узлов 10, 14, 18 «крайне нежелательных, острых режущих кромок. Получается как бы «само собой»,
что все зоны сопряжения последних с корпусом 6 словно выполняются будто бы «заподлицо» с соседними участками его внутренней поверхности, и имеют «абсолютно гладкие» плоскости в местах осуществления возможного прохождения имеющихся на боковой наружной поверхности ограничительных щек - поршней 3 и принадлежащих им герметизирующих уплотнений.
Монтаж Ф-образных магнитных генераторов 11 с имеющимися в их нижней части «фокусирующими» насадками 14 на поверхности корпуса 6 производится с применением жестко закреплены прямо на нем установочных полых втулок 15, и за счет использования выполненных на стыкуемых поверхностях указанных выше контактирующих деталей крепежных резьб (см. фиг. 3). Для повышения точности выполнения взаимной фиксации собираемых в единый «силовой», узел составляющих его конструктивных элементов, на имеющуюся на наружной поверхности фокусирующей насадки 14 установочную резьбу, могут нанизываться 2 «стопорные» контргайки (на чертеже перечисленные выше особенности исполнения этих деталей не отражены).
Итак, после того, как передвижная рабочая камера с полученным во внутреннем ее объеме столбчатым кольцевым структурным образованием, как бы состоящим целиком из набора входящих в последнее и перечисленных ранее элементов, полностью займет свое первоначальное исходное положение в объеме накидного съемного колпака 4, и о факте наступления этого события будет получен соответствующий сигнал от используемого для этого датчика фиксации ее конечной позиции (например, от путевого конечного выключателя), все технологические системы, обслуживающие работу указанной выше установки, отключаются от применяемых внешних источников питания (то есть прекращает свою работу привод движения; электрические схемы питания магнитных генераторов, подающие струи сжатого воздуха обдувочные сопла).
В дальнейшем, с корпуса 6, за счет «отсоединения» друг от друга кольцевых плоских стыковочных фланцев 5, осуществляемого при помощи быстроразъемных крепежных элементов (на чертеже не показаны), снимается накидной колпак 4. Затем отвинчивается и стопорная гайка 9, закрепляющая на резьбовой шейке ходового валика 8 поршнеообразную левую щеку 3, и последняя «выдергивается» из своего, ранее занимаемого в указанном выше узле, прежнего исходного положения. При этом открывается «свободный» доступ к сформированному рабочей камере кольцевому столбчатому кристаллическому образованию «И» (см. фиг. 2), и последнее без каких-либо на то особых затруднений, извлекается из полости этого устройства.
Комфортные условия проведения демонтажа ранее полученного в устройстве этого, состоящего из сплава Ti; Сu; Si, монолитного кольцевого столбчатого структурного образования, обеспечиваются, прежде всего, тем, что между внутренней боковой поверхностью сформированного по самому его центру «сквозного» отверстия и стержнем - затравкой 7, размещен промежуточный рыхлый слой «Ж» (см. фиг. 2), целиком состоящий из накопленных в этой области, шлаковых отходов.
После извлечения столбчатого кольцевого образования «И» из устройства, частично заполняющие имеющееся в нем «центральное посадочное отверстие» мелкодисперсные крупинки, состоящие из неметаллического шлака, легко вытряхиваются оттуда при приложении к ним даже незначительного механического воздействия.
Цикл обработки на этом можно считать полностью завершенным. Следует обязательно дополнительно остановиться еще и на том, что позволяющие осуществлять подвод питающих обмотки - катушки 13 генераторов 11 электрических импульсов, формирующие последние блоки питания (на чертежах не показаны), снабжены соответствующими электронными схемами, с помощью которых эти сигналы генерируются в виде гребня с отдельными, составляющими ею, трапецеидальными зубцами, и собираются в своего рода наборные пакеты, (как бы в «псевдофазу»), составляющие которую элементы имеют соответствующие угловые смещения относительно аналогичных соседних (см. фиг. 5), а также последние включают в свой состав и вспомогательные электрические контура, обеспечивающие возможность проведения регулировки величины напряженности и частоты колебаний в зоне обработки, возникших там «трапецеидальных зубчатых» магнитных полей (то есть величины силы тока, напряжения, частоты проведения подачи «зубчатых» трапецеидальных электрических сигналов).
Как уже было отмечено ранее, за счет выполнения указанных выше изменений основных технологических параметров процесса проведения переработки применяемой сырьевой смеси, состоящей из исходных рудных материалов, в конечном итоге и создается возможность для получения готового конечного продукта, обладающего заранее заданными техусловиями чертежа, собственными качественными техническими показателями и положительными свойствами.
Зафиксированные в процессе использования для достижения указанных выше целей при применении такого типа конструктивного варианта исполнения предложенного устройства, технико-экономические показатели, характеризующие степень эффективности выполняемой с его помощью обработки, позволили определить следующее:
При длине устройства в 1,5 метра и ширине его с учетом габаритов обслуживающих его работу систем, в 1,2 м, а также диаметре корпуса, равном 0,44 м, и в случае проведения его эксплуатации в 3-х сменном режиме, обеспечивается получение 0,7÷0,8 тонны трехкомпонентного сплава, включающего в свой состав титан, медь и кремний, а также сопутствующие примеси-добавки, осуществляемое в течение одних суток. Расход электроэнергии в расчете на одну тонну, полученного в соответствии с предложенной технологией этого трехкомпонентного сплава, составляет 2,7-3,2 тыс. кВт/час.
Учитывая все изложенное выше, можно, в конечном итоге, прийти к следующему окончательному заключению. Использование предлагаемого способа получения трехкомпонентного сплава Ti; Сu; Si, а также обеспечивающего его выполнения устройства, позволяет произвести существенное уменьшение количества привлекаемой для проведения процесса обработки исходного сырья, в готовый конечный продукт, и необходимой для этого электрической энергии. То есть совместное применение предлагаемых технических решений, создает наиболее оптимальные условия для осуществления сокращения ее расхода, с учетом влияния объективно существующих в данный момент времени условий реального промышленного производства, сразу же в 8-15 раз, по отношению к тому ее количеству, которое необходимо использовать для получения практически аналогичного продукта, но производимого с применением высокотемпературных расплавов, состоящих из «жидких», входящих в состав отмеченного ранее, конечного материала, «основных» его элементов, формируемых к тому же с привлечением для достижения этой цели, достаточно сложных технических систем, созданных из разного рода и назначения, плавильных и химических агрегатов.
Кроме того, в случае осуществления процесса обработки в соответствии с предлагаемым способом, последняя протекает в течение всего технологического перехода, и в окружающую отмеченное ранее производственное оборудование природную среду, не производятся «заливные» выбросы вредных веществ, неизбежно сопровождающие выполняемые в соответствии с «классической» металлургической схемой, методы получения аналогичных по своему составу, готовых конечных продуктов.
Следует дополнительно отметить еще и то, что сам полностью пригодный к последующему промышленному применению, этот трехкомпонентный сплав, формируется в виде кольцевого столбчатого цилиндрического образования, имеющего практически никогда не изменяющуюся присущую ему собственную конфигурацию и габаритные размеры, включающего в свой состав все необходимые для проведения его построения, «основные» элементы, к тому же «жестко» сохраняющего высокий, ранее достигнутый, уровень стабильности процентного их содержания в общей массе самого, образующего тело последнего, и полученного с использованием предложенного метода обработки, комбинированного конечного продукта.
Кроме всего прочего, формируемый в соответствии с предложенной технологической схемой, эти кристаллические образования на основе применения титана, меди и кремния, обладают целым набором, достаточно высоких физико-механических характеристик, а также вполне соответствующей последним химической стойкостью, и тугоплавкостью, и к тому же достаточно низким значением своего удельного объемного электрического сопротивления.
Изготовленные с применением предложенной технологии кольцевые цилиндрические столбчатые кольцевые структурные образования, состоящие из сплава Ti; Сu; Si, могут быть вполне успешно использованы для удовлетворения соответствующих нужд действующего промышленного производства, без проведения каких-либо операций по их «финишной» доработке.
Внедрение предлагаемого процесса проведения обработки, а также применяемого в ходе его выполнения технологического устройства, производимое в условиях существующего на настоящий момент времени, и действующего металлургического производства, не требует привлечения значительных капиталовложений, и не связано с необходимостью использования для этого, существенных трудовых и финансовых затрат, а также длительных сроков времени, необходимых для осуществления обязательной предварительной подготовки производства.
Выбор входящих в состав предлагаемого устройства материалов и узлов, произведен с учетом возможности применения в качестве последних аналогичных, широко распространенных и используемых в оборудовании, предназначенном для выполнения похожих, на указанную выше, таких точно технологий. Само же это предлагаемое устройство отличается высокой степенью простоты своего конструктивного исполнения, и вследствие этого, имеет достаточно хорошие показатели, характеризующие его собственную эксплуатационную надежность.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению сплавов. Способ получения сплава, содержащего титан, медь и кремний, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, меди и кремния, включает генерацию магнитных полей, накладываемых на порции перерабатываемой сырьевой массы. При этом восстановление металлов ведут при непрерывном перемешивании сырьевой массы, с последующим накоплением и формированием продукта в виде кольцевого столбчатого структурного образования, состоящего из сплава, содержащего титан, медь и кремний. Затем осуществляют его выгрузку. Предложено устройство для осуществления указанного способа. Техническим результатом является возможность получения указанного сплава непосредственного из рудного сырья. 2 н.п. ф-лы, 5 ил., 3 пр.
1. Способ получения сплава, содержащего титан, медь и кремний, из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, меди и кремния, включающий генерацию магнитных полей, накладываемых на порции перерабатываемой сырьевой массы, восстановление металлов из руд при непрерывном перемешивании сырьевой массы, с последующим накоплением и формированием продукта в виде кольцевого столбчатого структурного образования, состоящего из сплава, содержащего титан, медь и кремний, и его выгрузку, при этом в качестве исходной сырьевой массы используют водную суспензию, содержащую частицы рудного материала с дисперсностью в пределах 0,001÷0,008 мм, и в количестве 40-70% объема водной суспензии, причем сырьевая масса, используемая для получения сплава, содержит 33-35% титановой породы, 30-34% медной руды и породу, содержащую чистый кремний или оксид кремния, - остальное до 100%, при этом в качестве магнитных полей используют зубчатые трапецеидальные магнитные поля с напряженностью 1,0×105 ÷ 1,5×105 А/м, частотой колебаний 5÷12 единиц импульсов в течении одной минуты, которые формируют скопления в виде силовых линий, имеющих конфигурацию, максимально приближенную к очертанию пространственного образования, полученного вращением вытянутого в длину прямоугольника, совершающего повороты относительно собственной продольной оси симметрии, при этом процесс восстановления упомянутого кольцевого столбчатого образования трехкомпонентного сплава титан-медь-кремний, осуществляют на металлическом стержне, расположенным в герметичной подвижной рабочей камере, расположенной в корпусе и совершающей возвратно-поступательные перемещения и при одновременном совершении корпусом угловых поворотов относительно собственной оси симметрии с подачей к слоям сырьевой массы газовых струй, состоящих из сжатого атмосферного воздуха и углерода в качестве восстановителя, присутствующего в составе сжатых газов, с перемешиванием сырьевого материала путем переноса во внутреннем объеме рабочей камеры, а затем за счет дробления и последующего выдавливания отдельных микропорций исходного сырья, протекающего под воздействием ударов, создаваемых перекрещивающимися струями сжатого воздуха, поступающего под избыточным давлением 0,4÷6,0 кгс/см2.
2. Устройство для получения сплава, содержащего титан, медь кремний из водной суспензии частиц руд, содержащих соединения титана, меди и кремния, включающее корпус, состоящий из двух частей, одна из которых является съемной и выполнена в виде накидного съемного колпака, соединенного при помощи кольцевых плоских фланцев с неподвижной его основой в виде цилиндрической обечайки, с образованием сборного узла, при этом длина неподвижной основы сборного узла составляет 80-85% от всей его длины, при этом в полости корпуса установлена герметичная передвижная рабочая камера, которая выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а корпус выполнен с возможностью вращения относительно собственной продольной оси симметрии, причем рабочая камера снабжена левой и правой щеками в виде поршней, закрепленных на ходовом валике, а между ними смонтирован металлический стержень, а сквозь стенки неподвижной основы сборного узла пропущены фокусирующие магнитные насадки, генерирующие скопления силовых линий магнитных полей, установочные втулки и обдувочные сопла, предназначенные для поступления в полость корпуса струй сжатого атмосферного воздуха и имеющие как радиальные углы, так и тангенцальные углы наклона в 30°-45° по отношению к поверхности корпуса, причем в левой и правой половинах неподвижной основы сборного узла установлены выпускные патрубки для вывода в наружную атмосферу накапливаемых в рабочей камере избыточных объемов газа, а в верхней части съемного колпака расположен загрузочный бункер сырья, объем которого через имеющийся в этой части корпуса сквозной люк сообщен с полостью размещенной под ним рабочей камеры.
