СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА Советский патент 1972 года по МПК C22B9/14 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способам обработки в заш,итном газе, в контролируемой атмосфере, и может быть использовано для рафинирования черных и цветных металлов.

Известный способ глубокой очистки железа водородом в замкнутом контуре ведется при постоянном давлении водорода, выделяемого гидридом циркония. Циркуляция водорода создается циркуляционным насосом. Омывая поочередно образцы и цирконий, оставшийся после разложения гидрида циркония, водород образует метан, воду, аммиак и сероводород и переносит примеси, углерод, кислород, азот и серу, от рафинируемого металла к цирконию, который прочио их связывает. При этом отмечается, во-первых, неполное поглощение цирконием примесей из газовой фазы при смывании циркония водородом, содержащим эти примеси, что удлиняет продолжительность рафинирования и уменьшает его эффективность, и, во-вторых, сложность конструкции установки.

По предлагаемому способу циклически изменяют давление водорода с периодом, определяемым разностью заданных максимального и минимального водорода и инерционностью печи, при помощи автоматического .включения i выключения печи, нагревающей гидридообразующий металл.

На чертеже приведена схема установки для рафинирования металла в водороде при циклическом измеиении его давления.

Установка содерл ит иечь / для нагрева образцов, иечь 2 для нагрева гидрида циркония, образцы 3, кварцевую трубу 4, гидрид циркония 5, ламиу ЛГ-2 6 для 1змерения предварительного разрежения, ртутный манометр 7, контакты 8, 9 и 10, кран //, отключающий рабочее пространство от вакуумного насоса, ловушку 12 для вымораживания паров ртути.

Способ состоит в следующем.

В кварцевую трубу 4 помещают образцы 3, иодлел ащие рафинировке. В нижней части трубы находится гидрид циркония 5. Перед началом рафинировки воздух из трубы откачивают, затем ее отсекают от вакуумной системы иоворотом крана //. После включения 2 и повышения давления водорода в кварцевой трубе включают иечь / и нагревают до требуемо температуры рафинировки данного металла и подерживают температуру этой печи постоянной. Переменное давление водорода создается утем циклического выделения водорода из г дрида циркония (титана) при его нагревай; и носледующего поглощения водорода цнркоиием (титаном) при его

охлаждении. Цикличность выделения водорода из гидрида циркония и его поглощения цирконием обеспечивается включеиием и выключением иечи 2 контактами 8, 9 и 10, впаянными в ртутный манометр. Контакты впаяны «а таких уровнях, чтобы ири достижении заданного верхнего предела давления водорода, печь с гидридом циркония выключалась, а при нонижении давления водорода до нижнего предела - включалась.

При охлаждении печи с гидридообразующим металлом вместе с водородом поглощаются и связываются металлом примеси. Выделяющийся при последующем нагреве гидрида водород оказывается очищенным от примесей. Верхний предел давления водорода зависит от конкретных задач рафинировки, нижний предел в лучщем варианте соответствует глубокому вакууму.

Предмет изобретения

1. Способ рафинирования металла, включающий очистку металла водородом, выделяемым гидридообразующими металлами в замкнутом контуре, отличающийся тем, что, с целью сокращения продолжительности процесса и увеличения эффективности очистки, циклически изменяют давлеиие водорода с иериодом, определяемым разНостью заданных максимального и минимального давлений водорода и инерционностью печи, при помощи автоматического включения и выключения печи, нагревающей гндридообразующий металл.

2. Способ по и. 1, отличающийся тем, что давление водорода изменяют от 100 до 650 мм рт. ст. при изменении температуры печи с гидридом металла от 500 до 900°С.

//

/

V