Спосіб одержання губчастого титану

Спосіб одержання губчастого титану, який включає розігрів до робочої температури реакційної маси реактора відновлення, утворення летких компонентів, що надходять по нагріваному паропроводу в реактор конденсації, який відрізняється тим, що прямий нагрів паропроводу та центральної частини кришок реакторів відновлення і конденсації здійснюють від зовнішнього джерела змінного струму промислової частоти з використанням спеціального режиму управління подачі імпульсів напруги 4-6 В на ділянки паропроводу та кришок реакторів. Корисна модель стосується кольорової металургії, виробництва титану, а саме процесу одержання губчастого титану магнієтермічним відновленням. Відомий спосіб одержання губчастого титану в апаратах з поряд розташованим конденсатором, описаний в а.с. №1584400, SU C22B34/12, 3.14.11.88г. Для здійснення процесу за технічним решениям, прийнятим нами в якості прототипу, реактор відновлення з реакційною масою розігрівається до робочої' температури і летючі компоненти реакційної маси - пара магнію та його дихлориду по паропроводу направляються до реактора конденсації, де і відбувається їх конденсація в тверду фазу Реактор конденсації підключений до вакуумної системи. З метою запобігання осідання возгонів (магнію та його дихлориду) в паропроводі, він обігрівається зовнішніми обігрівачами спеціальної конструкції - роз'ємною ковпаковою піччю. Оптимальна робоча температура стінок паропроводу та кришок реакторів 710-740"С. Конструкція паропроводу забезпечує герметичне з'єднання апарату відновлення і апарату конденсації з урахуванням величини його теплового здовження в разі нагрівання ефективний за рахунок радіаційного способу передачі тепла від ніхромових нагрівачів до паропроводу. Окрім того, обмеження зовнішніх габаритів ковпакових печей не дозволяє забезпечити ефективну теплоізоляцію Для підвищення ефективності нагріву паропроводу таким засобом і з використанням цієї конструкції печі необхідно підводити значну потужність до нагрівачів печі. Оскільки внутрішні габарити печі також обмежені, то обмежена поверхня ніхромових нагрівачів і останні працюють на межі допустимого поверхневого електричного навантаження. Високе поверхневе електричне навантаження різко знижує строк експлуатації' нагрівачів та надійність їх роботи. Окрім того, конструкція ковпакових печей, які використовуються, не забезпечує прогрів центральної частини кришок апарату відновлення і апарату конденсації', внаслідок чого відбувається перекривання перерізу паропроводу продуктами відгонки в місцях виходу з апарату відновлення І входу в апарат конденсації Роз'ємна ковпакова піч з ніхромовими нагрівачами, яка використовується для обігрівання паропроводу, складна за конструкцією, громіздка, не надійна в експлуатації. Вона має відносно низький тепловий коефіцієнт корисної дії, що обумовлений, передусім, витрачанням тепла в місцях з'єднання частин печі з кришками реакторів відновлення та конденсації. Непрямий нагрів паропроводу не Корисна модель, що заявляється, вирішує задачу зниження витрат електроенергії за рахунок використання більш ефективного способу нагріву паропроводу із забезпеченням високої" надійності його роботи з мінімальними експлуатаційними витратами. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі одержання губчастого титану, який включає розігрів до робочої температури реакційної маси реактора відновлення, утворення летких компонентів, які надходять по нагріваному паропроводу в реактор конденсації, в рішенні, що О 4945 заявляється, здійснюється прямий нагрів паропроводу та центральної* частини кришок реакторів відновлення і конденсації від зовнішнього джерела змінного струму промислової частоти з використанням спеціального режиму управління подачі імпульсів напруги 4-6В на ділянки паропроводу та кришок реакторів. Прямий нагрів паропроводу та кришок апаратів відновлення і конденсації здійснюється шляхом подачі електроенергії від зовнішнього джерела змінного струму - силового трансформатора потужністю 54кВт. Комутація силової лінії забезпечує автономну подачу напруги на окремі ділянки паропроводу та центральну частину кришок реакторів. Рівномірний нагрів центральної частини кришок, виготовлених з того ж матеріалу що і паропровод сталі 12Х18Н10Т, забезпечується за рахунок геометричних параметрів токопщвода та місця його розташування на кришках реакторів. Дані параметри підібрані таким чином, що забезпечують потужність цієї секції нагріву в межах 20кВт. Електричний опір ділянок паропроводу забезпечує споживання (20-25)кВт для кожної' із ділянок Сумарна потужність, що споживається при роботі в режимі нагріву, не перевищує (40-45)кВт. Розподілення потужності в ході процесу нагріву забезпечується комутаційним обладнанням блока постачання Спосіб одержання губчастого титану здійснюється таким чином. Реакційну масу реактора відновлення розігрівають до робочої температури і летючі компоненти, які утворюються, надходять по паропроводу в реактор конденсації Попередньо реактор конденсації вакуумують, паропровід та кришки апаратів теплоізолюють, після чого починають розігрів паропроводу та кришок апаратів При цьому здійснюють прямий нагрів паропроводу та центральної частини кришок реакторів відновлення і конденсації від зовнішнього джерела змінного струму промислової частоти. Режим управління подачі напруги на ділянки паропроводу і кришок реакторів, які нагріваються, здійснюється спеціальним блоком споживання і управління температурним режимом, до якого підключають всі ділянки паропроводу та кришки реакторів. На кресленні показана структурна електрична схема нагріву паропроводу з конічними частинами Комп'ютерна верстка В Мацело кришок реакторів, де. (R1 і R2) - ділянки паропроводу; (R3 і R4) - конічні частини кришок реакторів, 1 , 2 - «нульові» шини блоку живлення; 3 - «фазова» шина блоку живлення. Розігрів забезпечується подаванням з визначеною частотою та у визначеній ПОСЛІДОВНОСТІ імпульсів напруги 4-6 В на відповідні ділянки: (R1R3), (R2-R4), або в будь-якому іншому поєднанні ділянок нагріву. Подача напруги на ту чи іншу ділянку паропроводу або кришки реакторів проводиться за показаннями термодатчиків, які контролюють і управляють температурним режимом роботи паропроводу. Термодатчики встановлені на відповідних ділянках паропроводу, горизонтальні ділянки - R1, R2 та поряд з центральною частиною кришок - R3, R4 Після досягання на всіх ділянках паропровода температури 700-710°С, блок живлення забезпечує подачу напруги тільки на ті ділянки, де за показаннями термодатчиків температура падає. Електрична потужність, яка підводиться до тої чи іншої ділянки, регулюється частотою та тривалістю імпульсів напруги. Електробезпека роботи пристрою забезпечується за рахунок низького потенціалу напруги 4-6 В та наявності обов'язкового штатного заземлення пристрою та системи стеження, яка контролює появу потенціалу на клемах заземлення, щоб блокувати в цьому випадку подавання напруги. Внутрішній опір блоку живлення в 5-10 разів нижче мінімально допустимого опору на клемах заземлення, а робочий опір всіх ділянок паропроводу, що нагріваються, на 2-3 порядку менше, ніж внутрішній опір блоку живлення та в 5-Ю раз менше, ніж перехідний опір на клемах штатного заземлення пристрою Таким чином, спосіб одержання губчастого титану, що заявляється, з використанням прямого нагріву паропроводу та кришок реакторів, забезпечує ефективність, надійність та електробезпечність роботи пристрою для його здійснення. Витрати електроенергії на нагрів паропроводу і кришок реакторів зменшується в 2,5 рази Застосування даного способу нагріву та пристрою для його здійснення дозволяє в повній мірі вирішувати поставлені задачі забезпечення ефективного теплового режиму роботи пристрою з високим рівнем електробезпеки Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ-42, 01601