Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану

Реферат: Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану містить закріплений до донного патрубка хвостовик з фланцем із зливним отвором, направляючу втулку, зливну трубу з запірним штоком із загостреною конічною верхньою частиною. Конічна частина штока зверху має клапан у вигляді кулі діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору або у вигляді зрізаного конуса з меншою підставою і верхньою підставою діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору. UA 81949 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗЛИВУ ХЛОРИСТОГО МАГНІЮ З АПАРАТА МАГНІЄТЕРМІЧНОГО ВИРОБНИЦТВА ТИТАНУ UA 81949 U UA 81949 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до кольорової металургії, зокрема до пристроїв для отримання губчастого титану магнієтермічним способом. Відомі пристрої для зливу хлористого магнію з апаратів отримання губчастого титану ("Титан" / Под редакцией В.А. Гармата. - М.: Металлургия, 1983 г. - С. 373. Рис.105). Зливний пристрій першого апарата складається із зливної труби, яка опущена під удаване днище. Таке розташування зливного пристрою призводить до забивання його губчастим титаном, до прогорання зливної труби при опусканні реакційної зони вниз і до вростання зливної труби в блок губчастого титану. Що призводить до необхідності заміни зливного пристрою при проведенні процесу відновлення, знижує продуктивність і надійність його роботи. Зливний пристрій другого апарата складається з зливної труби, заглибленої в донний патрубок, не має штока, який замикає зливну трубу. Цей зливний пристрій перекривається за рахунок створення в ньому сольової (MgCl2) пробки. Перед зливом хлористого магнію з апарата цю пробку розігрівають і розплавляють, а потім знову хлористий магній в дренажній трубі заморожують. При заморожуванні зливного пристрою і відсутності його охолодження сольова пробка в ньому розплавляється, що призводить до неконтрольованого зливу розплаву хлористого магнію і магнію з апарата та створення аварійної ситуації при контакті розплаву з легкозаймистими матеріалами або водою. Зливний пристрій третього апарата включає хвостовик з фланцем із зливним отвором і привареною до нього направляючої втулкою, зливну трубу з запірним штоком з верхньою загостреною конічною частиною. Знизу зливна труба приєднана до приводу, який у вихідному положенні притискає запірний шток конічною частиною до нижнього зрізу (сідла) зливного отвору у фланці хвостовика і утримує пристрій у закритому положенні. Для здійснення зливу розплаву солі (MgCl2) з апарата відновлення за допомогою приводу опускають зливну трубу на задану відстань (70-90 мм). При цьому запірний шток з верхньою конічною частиною опускається вниз і відкриває зливний отвір у фланці хвостовика. Недоліком цього зливного пристрою є те, що він розташований в зоні недостатнього нагріву і в ньому може застигати хлористий магній, що не дає змоги злити розплав хлористого магнію з апарата відновлення, призводить до зупинки процесу відновлення і знижує продуктивність пристрою. Також трапляються відмови в роботі пристрою при поломці приводу штока з випаданням зливної труби з запірним штоком із хвостовика або його заклинювання при виході запірного штока із зливного отвору в хвостовику. При цьому відбувається неконтрольований злив розплаву хлористого магнію і магнію з апарата, що призводить до зупинки процесу відновлення. Приведені відомі пристрої не дозволяють повністю виключити простої цих апаратів через їх низьку продуктивність і надійність. Найбільш близькою до заявленої корисної моделі є пристрій для зливу хлористого магнію з апарату магнієтермічного виробництва титану (патент RU 2288961). В цьому пристрої хвостовик з фланцем заглиблений в донний патрубок апарата на 0,3-0,6 його висоти та закріплений до донного патрубка за допомогою фланця. Це дозволяє розмістити зливний отвір в різних донних патрубках апаратів в більш гарячій зоні і виключити вростання хвостовика з фланцем в губчастий титан, що незначно підвищить продуктивність пристрою. Кріплення хвостовика до донного патрубка за допомогою фланця дозволяє розташувати зливний отвір зливного пристрою в більш гарячій зоні апарата, що також сприяє незначному підвищенню продуктивності пристрою. Недоліками відомого пристрою є досить низька продуктивність і ненадійність в роботі, що при поломці приводу і відсутності допоміжних технічних засобів або спеціальних технологічних прийомів призводить до неконтрольованого зливу великої маси розплаву з апарата відновлення на робочу площадку і тяжким наслідкам. Корисна модель, що заявляється, направлена на підвищення продуктивності і надійності роботи зливного пристрою за рахунок удосконалення конструкції зливної труби з запірним штоком, яке дозволяє уникнути довготривалої зупинки процесу відновлення тетрахлориду титану та зливу великої маси розплаву магнію і хлориду магнію з апарата відновлення при поломці зливного пристрою. Поставлена технічна задача вирішується тим, що в пристрої для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану, що включає закріплений до донного патрубка хвостовик з фланцем із зливним отвором і привареною до нього направляючої втулки, зливну трубу з запірним штоком із загостреною конічною верхньою частиною, заглибленим в донний патрубок апарата, згідно з корисною моделлю, конічна частина штока зверху має клапан у вигляді кулі діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору або у вигляді зрізаного конуса з 1 UA 81949 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 меншою підставою, зверненою вниз, і верхньою підставою діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору. Нижня межа співвідношення діаметра клапана у вигляді кулі або діаметра верхньої основи клапана у вигляді зрізаного конуса до діаметра зливного отвору 1,1:1,0 обумовлена тим, що при меншому діаметрі клапан при багаторазових операціях зливу розплаву при високих температурах 800-860 °C, опускаючись до підстави зливного отвору, буде деформуватися (подовжуватися уздовж вертикальної осі), зменшуватися в діаметрі і заклинюватися в зливному отворі. Це призведе до зупинки процесу відновлення. Верхня межа співвідношення діаметра клапана у вигляді кулі або діаметра верхньої основи клапана у вигляді зрізаного конуса до діаметра зливного отвору (1,8:1,0) обумовлена тим, що при більшому діаметрі клапана збільшуються його розміри і маса, а також зменшується кільцевий зазор між клапаном і внутрішніми стінками донного патрубка апарата, що може призвести до заростання кільцевого зазору титановою губкою і припиненню зливу розплаву солі з апарата відновлення. Наявність у верхній конічній частині запірного штока клапана у вигляді кулі діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору або у вигляді зрізаного конуса з меншою підставою, зверненою вниз, і верхнім підставою діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору дозволяє запобігти випаданню зливної труби з хвостовика в разі її від'єднання від приводу зливного пристрою і вихід конічної частини запірного штока з зливного отвору та заклинювання його в хвостовику. При цьому клапан перекриває зливний отвір у фланці хвостовика і тим самим запобігає неконтрольованому зливу розплаву хлористого магнію і магнію з апарата відновлення, що дозволяє оперативно усунути поломку приводу зливного пристрою і відновити процес відновлення. Отже, ця ознака дозволяє підвищити продуктивність і надійність роботи пристрою для зливу хлористого магнію. Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану показано на рисунках: Фіг. 1 - Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану з клапаном у вигляді кулі. Фіг. 2 - Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану з клапаном у вигляді зрізаного конуса. Пристрій складається з апарата 1 з донним патрубком 2, в який всередину входить хвостовик 3 з фланцем 4 із зливним отвором 5 і напрямної втулки 6, зливної труби 7 зі штоком 8 і запірним клапаном 9 на верхній, конічній частині штока, фланця 10, за допомогою якого хвостовик 3 закріплюють до донного патрубка 2, та приводу 11. Пристрій для зливу розплаву з апарата монтується таким чином. До хвостовика 3 приварюють фланець 4 із зливним отвором 5 і напрямною втулкою 6. Потім до хвостовика приварюють фланець 10 після чого в хвостовик вставляють зливну трубу 7 зі штоком 8 таким чином, щоб його верхня, конічна частина увійшла в зливний отвір 5, підтискають шток, перекриваючи зливний отвір, і фіксують зливну трубу в такому положенні за допомогою спеціальної притискної траверси. Після чого в хвостовик вставляють зливну трубу 7 зі штоком 8 таким чином, щоб його верхня конічна частина увійшла в зливний отвір 5, підтискають шток, перекриваючи зливний отвір, і фіксують зливну трубу в такому положенні за допомогою спеціальної притискної траверси. До верхньої конічної частини штока приварюють клапан 9. У такому положенні пристрій для зливу розплавленого хлористого магнію приварюють до донного патрубку 2 апарата 1, після чого апарат надходить на процес відновлення. Зливну трубу 7 зі штоком 8 приєднують до приводу 11, який підтискає шток 8 до зливного отвору 5 після зняття спеціальної притискної траверси. Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану працює таким чином. При накопиченні в апараті 1 хлористого магнію його періодично зливають. Для цього за допомогою приводу 11 опускають зливну трубу 7 зі штоком 8, відкривають зливний отвір 5 у фланці 4 хвостовика 3, який входить в донний патрубок 2. При цьому клапан 9 не доходить до краю зливного отвору і не перекриває його, так як хід штока 8 обмежений висотою направляючої втулки 6. У разі поломки привода 11 або його мимовільного від'єднання від зливної труби 5 зі штоком 8 зливна труба зі штоком під дією власної ваги опускається до упору клапана 9 у верхній край зливного отвору і перекриває зливний отвір перерізом шару або зрізаного конуса, що дорівнює діаметру зливного отвору, внаслідок чого злив розплаву хлористого магнію і магнію припиняється. Після усунення несправності зливна труба 7 зі штоком 8 приєднується до приводу 11, за допомогою якого шток підтискається до зливного отвору, і перекриває його знизу. 2 UA 81949 U 5 Використання у виробництві заявленого технічного рішення дозволить підвищити продуктивність і надійність роботи зливного пристрою, так як знизить простої на ремонт у випадку його поломки, уникнути зливу великої кількості розплаву магнію та хлористого магнію з апарата відновлення при від'єднанні або поломці приводу зливної труби із запірним штоком і тим самим запобігти при цьому аварійну ситуацію, яка створюється при цьому. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Пристрій для зливу хлористого магнію з апарата магнієтермічного виробництва титану, що містить закріплений до донного патрубка хвостовик з фланцем із зливним отвором і привареною до нього направляючої втулки, зливну трубу з запірним штоком із загостреною конічною верхньою частиною, заглибленим в донний патрубок апарата, який відрізняється тим, що конічна частина штока зверху має клапан у вигляді кулі діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору або у вигляді зрізаного конуса з меншою підставою, зверненою вниз, і верхньою підставою діаметром 1,1-1,8 діаметра зливного отвору. 3 UA 81949 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4