СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ СТРУЖКИ ТИТАНОВЫХ СПЛАВОВ ОТ ОРГАНИЧЕСКИХ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК B08B3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области металлургии и может применяться для подготовки шихты перед выплавкой ферротитана или титановых сплавов, а именно для очистки стружки титановых сплавов от органических загрязнений.

Уровень техники

Известны способы очистки стружки (патент РФ №2008990, В08В 7/00 и патент РФ №2033588, F27B 7/00, С22В 1/248, опубл. 20.04.1995), при которых требуется тепловое воздействие на стружку для удаления органических соединений. Нагрев стружки в этом случае производится в барабанных печах до температуры термодеструкции загрязнителей 110-290°С. Недостатками этого способа являются: локальный перегрев стружки горячим теплоносителем (воздухом или продуктами сгорания топлива), что может приводить к самовоспламенению стружки и аварийной ситуации на производстве; самовоспламенение продуктов термодеструкции загрязнителей (смолисто-масляных аэрозолей) внутри барабанной печи, что может приводить к аварийной ситуации на производстве; невозможность очистки чрезвычайно мелкой стружки с габаритами менее 1 мм. Наиболее близким аналогом, принятым в качестве прототипа, является способ ультразвуковой очистки деталей нефтегазового оборудования (патент РФ №2429920, В08В 3/12 опубл. 07.08.2020) в водной среде от асфальто-смолисто-парафино-солевых отложений, согласно которому производится очистка деталей в трех ваннах с водой с дополнительным применением последовательно щелочных и кислотных моющих средств, с одновременным наложением ультразвука мощностью от 15 до 20 Вт/литр воды при температуре водного раствора от 20 до 90°С. Недостатками этого способа являются: применение щелочных и кислотных моющих средств, с одновременным нагревом водного раствора до 70-90°С, что увеличивает себестоимость очистки и требует применения специального оборудования и специальных средств защиты обслуживающего персонала, а также значительное время обработки, связанное с многостадийностью процесса.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка одностадийного процесса очистки стружки титановых сплавов любого размера, при котором исключена возможность аварийных ситуаций и травмирования персонала. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что на стружку, помещенную в ванну с водой (температура воды от 20 до 45°С) воздействуют ультразвуковыми колебаниями, с частотой от 35 до 45 кГц и удельной мощностью от 46 до 60 Вт/литр воды. При этом температура воды безопасна для обслуживающего персонала и не применяются никакие моющие растворы. Высокая степень очистки стружки достигается за счет высоких частот ультразвука и высокой удельной мощности ультразвука, подаваемой в ванну с водой.

Осуществление изобретения

Критерий загрязненности стружки титановых сплавов - это содержание углерода в стружке. В неочищенной стружке содержание углерода в среднем составляет 1,2%; после очистки стружки тепловым методом содержание углерода в стружке составляет от 0,15% до 0,35%. В соответствии с заявленным способом неочищенную стружку помещали в воду в ультразвуковой ванне на металлическом поддоне. Вода в ванне подогревалась до температуры 40°С. Включали источник ультразвука, достигали удельной мощности ультразвука 60 Вт/литр воды, выдерживали 30 минут, извлекали стружку, сушили в естественных условиях при нормальной температуре. Содержание углерода измеряли на приборе «МЕТЭК-200». Содержание углерода в очищенной ультразвуком стружке составляло от 0,07 до 0,12%. Очистка стружки была достигнута без применения моющих средств и без нагрева воды до высокой температуры, что снижает себестоимость полученного из стружки металла и снимает риск травмирования персонала при подготовке шихты.

Изобретение относится к области металлургии и может применяться для подготовки шихты перед выплавкой ферротитана или титановых сплавов, а именно для очистки стружки титановых сплавов от органических загрязнений. Способ заключается в обработке стружки титановых сплавов, помещенной в ванну с водой при температуре воды от 20 до 45°С, ультразвуком с частотой от 35 до 45 кГц и удельной мощностью от 46 до 60 Вт/литр воды. Технический результат - очистка стружки любого размера из титановых сплавов от органических загрязнений позволяет эффективно и безопасно произвести ее переплав с получением ферротитана или титановых сплавов.

Способ ультразвуковой очистки стружки титановых сплавов от органических загрязнений, заключающийся в том, что на стружку, погруженную в ванну с водой, при температуре воды от 20 до 45°С, воздействуют ультразвуком с частотой от 35 до 45 кГц и удельной мощностью от 46 до 60 Вт/литр воды.