Пристрій для одержання губчастого титану

Пристрій для одержання губчастого титану, який включає реактор з заглибленою кришкою і 31069 витрати. Нагрівання паропроводу у апараті сепарації за допомогою ковпакових печей потребує значних витрат електроенергії. Це пов'язане з теплопередачею від нагрівача до споживача і, відповідно, з витратами тепла. Виготовити компактні малогабаритні печі можливо, але із-за малих зазорів між нагрівачами й паропроводом вони виходять з ладу. Збільшення вказаних зазорів призводить до збільшення габаритних розмірів печей і підвищення енергоспоживання, тому така конструкція нагріву паропроводу є недостатньо ефективною. В основу винаходу поставлене завдання щодо зниження енергоспоживання, економії хромонікелевої сталі і витрат на обслуговування пристрою для одержання губчастого титану шля хом оснащення його тепловим екраном, який екранує порожнини кришок і паропроводу від зовнішнього середовища, системою автономного прямого нагрівання і удосконалення конструкції паропроводу, що дозволяють використання принципу прямого нагрівання паропроводу без використання ніхромових нагрівачів та забезпечують підвищення ефективності нагрівання. Для вирішення поставленої задачі відомий пристрій для одержання губчастого титану, який включає реактор з заглибленою кришкою і ложним днищем, встановлений у електричну піч, конденсатор з вакуумпроводом, заглибленою кришкою і ложним днищем, поміщений у холодильник, що стоять поряд з піччю, які з'єднані між собою паропроводом, додатково містить тепловий екран, встановлений на кришки, систему автономного прямого нагрівання у вигляді паропроводу, жорстко прикріпленого до кришок, джерела низьковольтної безпечної напруги й шинопроводу, причому один кінець шинопроводу прикріплений до кришок за допомогою клемного з'єднання, другий - підключений до джерела низьковольтної безпечної напруги, а паропровід виконаний у вигляді суцільної труби, стінки якої мають постійну товщин у і площу поперечного перерізу. Ефективність нагрівання забезпечується завдяки тому, що нагрівачем є безпосередньо сам паропровід, виключається теплопередача, тепловий екран екранує порожнини кришок і паропроводу від зовнішнього простору; все це сприяє зниженню витрат тепла і, в зв'язку з цим, зниженню витрат електроенергії у 1,5-2 рази. Нагрівальний елемент є компактним, простої конструкції, це зумовлює зниження витрат на обслуговування та ремонт. Використання принципу прямого нагрівання, без використання нагрівачів з хромонікелевого сплаву, призводить до економії дефіцитного матеріалу. Сутність винаходу пояснюється кресленням (фіг.), на якому зображений загальний вигляд пристрою для магнієтермічного одержання губчастого титану. Пристрій складається з двох, стоячих поряд, у вертикальному положенні реторт – реактора 1 і конденсатора 2. Реактор 1 з еліптичним днищем і фланцем 3 поміщений у вакуумну електропіч 4. У нижній частині реторти реактору 1 встановлюють ложне днище 5, а на фланець 3 зверху монтують кришку 6, яка заглиблена усередину реторти реактора 1. Кришка 6 включає фланець 7, який має клему 8. На центральному патрубку 9 кришки 6 реактора 1 змонтована легкоплавка заглушка 10. Конденсатор 2 поміщений у холодильник 11, де він охолоджується за рахунок зрошування поверхні реторти конденсатора 2 водою. У нижній частині конденсатора 2 встановлюють ложне днище 12, а на фланець 13 зверху монтують заглиблену у реторті 2 кришку 14 з фланцем 15 і центральним патрубком 16. Фланець 15 має клему 17. До верхньої частини конденсатора 2 приладнаний вакуумпровід 18. Конденсатор 2 і реактор 1 з'єднані горизонтальним паропроводом 19 прямого нагрівання з системою енергопостачання. Паропровід 19 приварений до центральних патрубків 9 і 16 кришок 6 і 14 конденсатора 2 і реактора 1. Паропровід 19 являє собою трубу постійного поперечного перерізу та виготовлений з окалиностійкого матеріалу. Система енергопостачання паропроводу 19 являє собою ланцюг, який містить шинопровід 20, одним кінцем підключений до клем 8 і 17, другим - до джерела низьковольтної безпечної напруги (наприклад, трансформатору - 5-7 вольт) 21, а також трансформатор току 22 і амперметр 23 для вимірювання струму, що споживається, підтримання та регулювання на паропроводі 19 завданого температурного режиму. Пристрій обладнано тепловим екраном 24, який встановлено зверху на кришки 6 і 14 таким чином, щоб паропровід 19 знаходився у глибині його. Холодильник 11 і реторта конденсатора 2 з'єднуються за допомогою резинової прокладки 25 з метою забезпечення електроізоляції конденсатора 2 від реакційної маси. Пристрій обладнано двома незалежними схемами електроживлення: перша - високої напруги (380 V) для живлення електропечі 4 з нагрівачами 26; друга - низьковольтна (5-7 V) для нагрівання паропроводу 19 з кришками 6 і 14. Пристрій працює таким чином. Процес відновлення тетрахлориду ти тану магнієм проводять відомим способом. Після завершення відновлення і демонтажу ряду використаних вузлів на центральний патрубок 9 кришки 6 реактора 1 під протоком аргону монтується легкоплавка заглушка 10. На боковий патрубок тієї ж кришки 6 приварюють заглушку 10. Окремо на монтажній дільниці здійснюють зборку конденсатора 2. Для цього у пусту реторту конденсатора 2 встановлюють ложне днище 12, а на фланець 13 монтують заглиблену кришку 14 з вакуумпроводом 18. На холодильник 11 встановлюють прокладку 25 з вакуумної резини, а потім зібраний конденсатор опускають у холодильник 11, який знаходиться біля електричної печі 4. Паропровід трубчастого типу 19 монтують одним кінцем на центральний патрубок 9 кришки 6 реактора 1, а другим кінцем - на аналогічні деталі конденсатора 2. Пристиковані торці паропроводу 19 і патр убків 9 і 16 заварюють електрозваркою. Зверху тепловим екраном 24 накривають паропровід 19 і порожнини кришок 6 і 14. До клем 8 і 17 обох кришок 6 і 14 приладнують шинопровід 20. Другий кінець його приладнують до джерела низьковольтної напруги 21 і підключають трансформатор току 22 і амперметр 23. 2 31069 Вакуумпровід 18 приладнують до вакуумблоку і проводять відкачку вн утрішнього простору пристрою. У холодильнику 11 починають зрошування водою поверхні реторти конденсатора 2 і водночас вмикають нагрівання печі 4, вмикають електроживлення джерела низьковольтної безпечної напруги 21 нагрівання паропроводу 19 і кришок 6 і 14. За допомогою трансформатора току 22 та амперметра 23 контролюють силу стр уму у системі прямого нагрівання пристрою і, тим самим, підтримують по всій довжині паропроводу 19 температуру 750900°С. Здійснюють контроль температури за допомогою термопари. Після проплавлення легкоплавкої заглушки 10 відбувається очищення титанвмісної реакційної маси від дихлориду магнію і металевого магнію. Протягом усього періоду вакуумної сепарації у печі 4 підтримується температура 1000-1010°С. Хлормагнієвий конденсат у вигляді твердої фази накопичується у реторті конденсатора 2. Закінчення процесу вакуумної сепарації здійснюють за відомим методом. Після закінчення процесу вимикають електричне нагрівання у печі 4, зупи няють подачу живлення на паропровід 19. Простір реактора 1, конденсатора 2 і паропровода 19 заповнюють аргоном до величини надлишкового тиску 0,1¸0,2 кгс/см 2. Пристрій охолоджують, потім демонтують тепловий екран 24 і під протоком аргону відрізають паропровід від кришок 6 і 14 реактора 1 і конденсатора 2. На центральні патрубки 9 і 16 кришок 6 і 14 реактора 1 і конденсатора 2 встановлюють герметичні заглушки. Вакуумпровід 18 від'єднують від вакуумного блоку, реторту конденсатора 2 з конденсатом направляють на монтаж реактора відновлення чергового процесу. Реторту реактора 1 з відсепарованим губчастим титаном вилучають з печі 4 і встановлюють у виставочний стенд або холодильник для остаточного охолодження і далі направляють на демонтаж. Результати випробувань показали можливість економії споживання електроенергії у 1,5-2,0 рази на обігрівання паропроводу, зниження витрат праці на обслуговування пристрою приблизно на 15%. Економія хромонікелевого сплаву (ніхром) складає 1 кг/т губчастого титан у. Фіг. 3 31069 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4