Пристрій для магнієтермічного отримання губчастого титану

Реферат: UA 93707 U UA 93707 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до кольорової металургії, а саме до пристроїв для магнієтермічного отримання губчастого титану. З рівня техніки відомі близькі до заявленого технічного рішення пристрої для магнієтермічного отримання губчастого титану, реалізовані в згаданих нижче пристроях. Відомий пристрій для отримання губчастого титану - (Титан. Гармата В.А., Петрунько A.M., Галицкий Н.В., Олесов Ю.Г., Сандлер Р.А. М: Металлургия, 1983, с. 373, рис. 105). У представленому пристрої удаване дно служить опорою для блока губчастого титану і створює простір між днищем реторти і блоком губчастого титану, в якому накопичується хлористий магній. Воно також запобігає потраплянню частинок губчастого титану, які утворюються в процесі відновлення, в отвір зливного пристрою при проведенні зливу хлористого магнію із апарату відновлення, запобігає потраплянню конденсату магнію і хлористого магнію в вакуумпровід при проведенні процесу вакуумної сепарації, а також служить опорою для штока преса при видавлюванні блока титану губчастого з реторти на гідравлічному пресі. Пристрій по малюнку 105 (другий) включає реторту з кришкою, суцільнолите удаване дно, встановлене горизонтально в нижній сферичної частини реторти і закріплене в цьому положенні до внутрішньої стінки реторти приварюванням за допомогою металевих пластин. Пристрій по малюнку 105 (третій) включає реторту з кришкою, удаване дно з опорним циліндричним стаканом по центру і перфорованим покривним листом зверху, яке встановлене горизонтально в нижній сферичної частини реторти і закріплене в цьому положенні до внутрішньої стінки реторти приварюванням за допомогою металевих пластин. При монтажі реактора апарату відновлення або реторти - конденсатора апарату вакуумної сепарації удаване дно закріплюють до внутрішньої стінки реторти електрозварюванням за допомогою металевих пластин в трьох – чотирьох місцях. При видавлюванні блока губчастого титану із реторти на гідравлічному пресі місця зварювання удаваного дна до реторти руйнуються. Тому при монтажі реторти - реактора апарату відновлення і кожної оборотної реторти - конденсатора для проведення процесу сепарації операція приварювання удаваного дна до внутрішньої стінки реторти повторюється. Недоліком описаних вище пристроїв є наявність зварного кріплення удаваного дна до стінки реторти. Це призводить до високої трудомісткості монтажу реторти - реактора і реторти конденсатора з приварним удаваним дном, зумовленої необхідністю використання приварних елементів і зварювальних робіт, а також додаткових технічних засобів забезпечення вимог техніки безпеки та санітарії при проведенні зварювальних робіт всередині реторти; погіршення якості губчастого титану, який одержується, внаслідок попадання в блок губки тугоплавких шлакових включень, що утворюються при приварюванні удаваного дна до реторти; деформації і підвищеного зносу удаваного дна і реторти при видавлюванні блока губчастого титану з реторти на гідравлічному пресі. Відомий пристрій за а.с. СРСР № 671412 С22В34/12, заявлений 01.07.1977 p., "Аппарат для магниетермического производства губчатого титана", прийнятий нами в якості прототипу. В цьому пристрої удаване дно забезпечено вушком, за допомогою якого воно з'єднується з верхнім кінцем тяги. Інший кінець тяги, який забезпечено різьбленням і гайкою, виводиться через хвостовик оборотної реторти в отвір опорної планки, яка в момент монтажу знаходиться на торці хвостовика реторти і фіксується гайкою. Щільність прилягання удаваного дна до сферичного днища реторти забезпечується натягом гайки. При цьому виключається приварювання помилкового дна до реторті, знижується трудомісткість його монтажу в реторті і підвищується якість губчастого титану, який одержується за рахунок виключення попадання тугоплавких шлакових включень від зварювальних електродів в губку. Недоліки даного пристрою. У зв'язку із збільшенням розмірів та маси блоків губчастого титану, що виробляються, зростають габарити і маса удаваного дна. Відповідно підвищуються вимоги до надійності його кріплення до реторти. Кріплення удаваного дна за допомогою однієї тяги, що розташована по його центру при збільшенні маси та розмірів блока губчастого титану недостатньо надійно, оскільки може привести до перекосу удаваного дна від горизонтального положення при кантуванні реторти, внаслідок чого удаване дно може заклинити в реторті при видавлюванні блока губки на гідравлічному пресі. Це в свою чергу призведе до пошкодження удаваного дна, реторти та преса і скорочення терміну їх експлуатації. При видавлюванні блока губки на гідравлічному пресі відбудеться руйнування вушка на удаваному дні внаслідок того, що основне зусилля штока преса, спрямоване по центру дна, буде докладено до вушка. Руйнування вушка потребує його заміни. Технічне рішення, що заявляється, спрямоване на збільшення терміну служби удаваного дна, реторти і обладнання для вилучення блока губки з реторти за рахунок підвищення надійності кріплення удаваного дна до реторти, а також на підвищення надійності роботи 1 UA 93707 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зливного пристрою в процесі відновлення тетрахлориду титану за рахунок виключення попадання шматочків кубки в зливний отвір при зливу розплаву хлористого магнію із апарату, а також на підвищення якості губчастого титану за рахунок виключення попадання в нього шлакових включень. Поставлена технічна задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що пристрій для магнієтермічного отримання губчастого титану, що включає реторту з сферичним днищем, хвостовик з фланцем і удаване дно, встановлене горизонтально на днище реторти і закріплене верхнім кінцем тяги з різьбленням і гайкою в нижній частині на опорній планці, яка розташована на торці хвостовика, новим є те, що удаване дно виконано у вигляді товстостінного диска з привареними зверху ребрами жорсткості і знизу співвісними один одному опорними кільцями, при цьому внутрішнє опорне кільце має внутрішній діаметр рівний 1,05-1,10 внутрішнього діаметра хвостовика реторти і вікна на рівні половини його висоти в двох діаметрально розташованих напрямках, а кріплення удаваного дна до реторті здійснюється за допомогою тяг, верхні кінці яких закріплені у двох діаметрально розташованих вікнах внутрішнього опорного кільця. Відмінні ознаки заявлено пристрою дозволяють підвищити надійність кріплення удаваного дна до реторти за рахунок використання декількох тяг з притискними гайками та підвищення щільності притискання удаваного дна до сферичного днища реторти, виключити перекіс удаваного дна при кантуванні реторти з удаваним дном апаратів великої циклової продуктивності від 5,0 до 12,0 тонн і, тим самим, збільшити термін використання удаваного дна, реторти, а також виключити поломки пристрою для видавлювання блока губчастого титану з реторти. Наявність внутрішнього опорного кільця з чотирма вікнами на рівні половини його висоти в двох діаметрально розташованих напрямках забезпечує зручність і надійність закріплення верхніх кінців тяг до удаваного дна, високу надійність кріплення удаваного дна до днища реторти. Розташування вікон на рівні половини висоти кільця забезпечує також надійний бар'єр від попадання шматків титану губчастого в хвостовик реторти і в зливний отвір і, тим самим, дозволяє запобігти заклинювання запірної голки в зливному отворі і поломку зливного пристрою апарату відновлення. Внутрішнє опорне кільце також служить напрямним елементом для штока гідравлічного преса при видавлюванні блока губки з реторти, що запобігає відхиленню штока від центру удаваного дна, викривленню штока, пошкодженню удаваного дна, реторти і гідравлічного преса. Співвідношення внутрішнього діаметра кільця до внутрішнього діаметра хвостовика реторти рівне 1,05-1,10 забезпечує оптимальний зазор 5-10 мм між внутрішньою стінкою кільця і зовнішньою стінкою штока гідравлічного преса, при якому шток вільно проходить через кільце і не відхиляється від центральної осі хвостовика реторти при видавлюванні блока губчастого титану з реторти. Заявлений пристрій для магнієтермічного отримання губчастого титану показано на Фіг.1, 2, 3. При збірці пристрою у складі оборотної реторти - конденсатора в монтажному стенді (Малюнок 1а), пристрій включає реторту 1 з сферичним дном і хвостовиком 6, удаване дно 2, яке встановлено горизонтально на сферичне днище реторти 1 та включає товстостінний диск 3 з приварними ребрами жорсткості 4 і перфорованим листом 5 зверху, а також приварені знизу опорні кільця 7. Внутрішнє опорне кільце 8 має чотири діаметрально розташовані на половині його висоти вікна 9. Удаване дно 2 закріплено на сферичному дні реторти 1 двома тягами 10, верхні загнуті кінці яких входять в діаметрально розташовані вікна 9 внутрішнього опорного кільця 8 і закріплені за опорне кільце. Нижні кінці тяг мають різьблення, проходять через отвори в опорній планці 11, яка розташована на торці хвостовика 6 реторти 1, і зафіксовані на опорній планці И за допомогою гайок 12. При використанні пристрою в складі оборотної реторти - конденсатора при монтажі апарату вакуумної сепарації з відкачуванням апарату зверху (Фіг. 1) на фланець хвостовика 6 реторти 1 встановлено через гумову прокладку 13 і закріплено за допомогою струбцин 15 вакуумпровід з фланцем 14. При використанні пристрою в складі оборотної реторти - конденсатора при монтажі апарату вакуумної сепарації з відкачуванням апарату збоку (Фіг. 3) на фланець хвостовика 6 реторти 1 встановлена через гумову прокладку 13 і закріплена за допомогою струбцин 15 металева заглушка з фланцем 16. Робота пристрою. При збірці пристрою в монтажному стенді (Фіг. 1) реторту 1 з сферичним дном за допомогою мостового крана встановлюють хвостовиком 6 вниз в монтажний стенд. На ребра жорсткості 3 помилкового дна укладають і закріплюють перфоровану решітку 5, потім за допомогою мостового крана і спеціального вантажозахоплювального пристосування встановлюють удаване 2 UA 93707 U 5 10 15 20 25 30 35 40 дно з перфорованими гратами на сферичне дно реторти 1 і центрують його в горизонтальному положенні. Вставляють через хвостовик 6 загнутий кінець першої тяги 10 в одне з вікон 9 внутрішнього опорного кільця 8. Таким же чином вставляють другу тягу 10 в діаметрально розташоване вікно опорного кільця. Нижні кінці тяг 10 вставляють в отвори опорної планки 11, розташованої на торці хвостовика 5 реторти, і закріплюють їх на опорній планці 11 за допомогою гайок 12. При використанні пристрою реторти у складі реторти - конденсатора апарату сепарації з верхнім відкачуванням апарату, на фланець хвостовика 6 встановлюють через гумову прокладку 13 вакуумпровід 14 з фланцем і закріплюють його за допомогою струбцин 15 (Фіг. 2). При використанні пристрою в складі реторти - конденсатора апарату сепарації з бічним відкачуванням на фланець 3хвостовика 6 встановлюють через гумову прокладку 13 металеву заглушку 16 з фланцем, яку закріплюють на реторті 1 струбцинами 15 (Фіг. 3). Після проведення процесу вакуумної сепарації апарат сепарації від'єднують від вакуумної системи, витягують з печі сепарації і встановлюють у холодильник. Після охолодження апарату сепарації з відкачуванням апарату зверху (Фіг. 2), з оборотної реторти - конденсатора знімають охолоджувач, потім вакуумпровід 14, на фланець хвостовика 6 реторти 1 встановлюють через гумову прокладку 13 металеву заглушку з фланцем 15. Після охолодження апарату сепарації з відкачуванням апарату збоку (Фіг.2) з оборотної реторти - конденсатора знімають охолоджувач. Потім апарат вивантажують з холодильника і встановлюють його в поворотний стенд, де кантують поворотом на 180 градусів. При цьому оборотна реторта - конденсатор з конденсатом виявляється знизу, а реторта з титановою губкою - зверху. Апарат сепарації вивантажують з поворотного стенда і встановлюють у демонтажний стенд, де в нижній частині реторти знімають струбцини 15, металеву заглушку 16, відгвинчують гайки 12 з нижніх кінців тяг 10, знімають опорну планку 11 з торця хвостовика 6 реторти 1, потім витягують з вікон внутрішнього опорного кільця 8 і виймають з хвостовика 6 тяги 10. При цьому удаване дно у складі диска 3, ребер жорсткості 4, перфорованого листа 5 і опорних кілець 7 розкріплюється. Після демонтажу пристрою реторту 1 з удаваним дном 2 і конденсатом направляють на монтаж апарату відновлення, а тяги 9, з опорною планкою 11 і гайками 12 - на монтаж оборотної реторти конденсатора. Реторту з титановою губкою і удаваним дном 2 направляють на видавлювання блока титанової губки 3 реторти. При цьому реторту встановлюють горизонтально на гідравлічному пресі таким чином, щоб шток преса при горизонтальному переміщенні увійшов через хвостовик 6 реторти 1 до упору в підставу диска удаваного дна 2. Внутрішнє опорне кільце 8 при цьому служить напрямним для штока преса, запобігає зміщенню штока від центру, перекіс удаваного дна 2 і його заклинюванню в реторті 1 і, тим самим деформації удаваного дна, реторти і пошкодження преса. Після видавлювання блока титанової губки з реторти 1 удаване дно 2 з перфорованим листом 5 відокремлюють від блока титанової губки, очищують від наростів титанової губки і направляють на монтаж оборотної реторти - конденсатора. Використання у виробництві заявленого технічного рішення дозволить виключити зварювання при монтажу удаваного дна в реторті, підвищити надійність його закріплення в реторті і, тим самим, запобігти пошкодження реторти, зливного пристрою, гідравлічного пресу і збільшити термін їх експлуатації, а також підвищити якість губчастого титану, що виробляється. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 Пристрій для магнієтермічного отримання губчастого титану, що включає реторту з сферичним днищем, хвостовик з фланцем і удаване дно, встановлене горизонтально на дні реторти і закріплене верхнім кінцем тяги з різьбленням і гайкою в нижній частині на опорній планці, яка розташована на торці хвостовика, який відрізняється тим, що удаване дно виконано у вигляді товстостінного диска з привареними зверху ребрами жорсткості і знизу співвісними один одному опорними кільцями, при цьому внутрішнє опорне кільце має внутрішній діаметр рівний 1,05-1,10 внутрішнього діаметра хвостовика реторти і вікна на рівні половини його висоти в двох діаметрально розташованих напрямках, а кріплення удаваного дна до реторті здійснюється за допомогою тяг, верхні кінці яких закріплені у двох діаметрально розташованих вікнах внутрішнього опорного кільця. 3 UA 93707 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 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