ПЕЧЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ТИТАНА

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для получения губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана.
Известна печь для получения губчатого титана (Основы металлургии, т.7.-Технологическое оборудование предприятий цветной металлургии, М.Металлургия, 1975.-С.686-687), состоящая из стального корпуса, футерованного изнутри огнеупорным кирпичом, подины печи. Внутри печи в огнеупорный слой футеровки заложены крюки и штыри для электронагревателей с помощью которых осуществляется обогрев печи при заливке магния. Так как процесс получения губчатого титана является экзотермический (в результате взаимодействия тетрахлорида титана с магнием выделяется тепло, которое необходимо отводить), поэтому в стенке футеровки выполнены каналы, подводящие воздух в печь для охлаждения аппарата с помощью воздуха, и каналы для отвода нагретого воздуха. Для осуществления сливов хлорида магния из аппарата нижней части печи (на подине печи) установлены электронагреватели.
Недостатком данного устройства является то, что электропечь работает с большими потерями тепла через кожух печи, а подогрев нижней части печи электронагревателями приводит к дополнительному потреблению электроэнергии для поддержания температурного режима.
Известно устройство для магниетермического получения губчатого титана (А.С. 680338, опубл. 10.02.2000г., бюл.4), включающее аппарат
восстановления с крышкой и сливным устройством, установленный в печь с электронагревателями, выполненную в виде шахту из кожуха, футеровки, в боковой стенке которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины печи с электронагревателями. Для проведения сливов хлорида магния нижнюю часть печи необходимо подогервать, поэтому на подине печи установлены электронагреватели.
Недостатком данного устройства является то, что печь работает с большими потерями тепла через кожух печи, а подогрев нижней части печи электронагревателями приводит к дополнительному потреблению электроэнергии для поддержания температурного режима.
Известно устройство для магниетермического получения губчатого металла (Пат.ПМ №27827, опубл.20.02.2003г. бюл.№5), по количеству общих признаков принятое за ближайший аналог-прототип и включающее аппарат восстановления с крышкой и сливным устройством, установленным в печь с электронагревателями. Печь выполнена в виде шахты из кожуха и футеровки, в боковой стенке которой размещены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины печи с электронаревателями. Для сливов хлорида магния необходимо нижнюю часть печи подогревать, для чего на подине печи установлены электронагреватели.
Недостатком данного устройства является то, что печь работает с большими потерями тепла через кожух печи, т.к. во время процесса восстановления температура кожуха подины составляет 240-350°, что значительно превышает санитарные нормы по теплоизлучению. Потери тепла через подину составляют 3-4% от подводимой электроэнергии, а подогрев нижней части печи электронагревателями приводит к дополнительному потреблению электроэнергии для поддержания температурного режима.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в уменьшении потерь тепла печи и в снижении потребления электроэнергии на обогрев нижней зоны печи.
Технический результат достигается тем, что предложена печь для получения губчатого титана, включающая шахту с электронагревателями и состоящая из кожуха и футеровки, в боковой стенке которой выполнены каналы, подводящие воздух в печь и отводящие воздух из печи, и подины с электронагревателями, новым является то, что она дополнительно снабжена теплоизоляционным слоем, размещенным на наружной поверхности кожуха подины печи и выполненным в виде ребер жесткости, приваренных к кожуху подины печи, к которым прикреплен теплоизоляционный материал и приварен металлический лист.
Кроме того, в качестве теплоизоляционного материала использована высокоглиноземистая вата.
Кроме того, отношение высоты теплоизоляционного слоя печи к футеровке подины печи равно 1:(2-2,5).
Установка на кожухе подины печи теплоизоляционного слоя позволяет уменьшить теплопотери печи. За счет уменьшения потерь тепла уменьшается включение электронагревателей на подине печи, за счет это снижается расход электроэнергии.
Печь для получения губчатого титана изображена на фиг.1.
Оно состоит из аппарата восстановления 1 со сливным устройством 2, печи 3, выполненной в виде шахты 4 с электронагревателями 5. Печь 3 состоит из кожуха 6, футеровки 7, канала для подвода воздуха 8 и канала для отвода воздуха 9, подины 10 с электронагревателями 11, на которой размещен теплоизоляционный слой 12, выполненный в виде теплоизоляционного материала 13, размещенного на ребрах жесткости 14, к которым приварен металлический лист 15.
Печь для получения губчатого титана работает следующим образом. Монтаж печи для работы: К аппарату восстановления 1 приваривают сливное устройство 2 и герметизируют крышкой. Аппарат 1 устанавливают в шахту 4 печи 3. К кожуху 6 подины 10 с электронагревателями 11 печи приваривают ребра жесткости 14, на которых размещают,
теплоизоляционный материал 13, например высокоглиноземистую вату, и приваривают металлический лист 15.
Печь для получения губчатого титана работает следующим образом.
Аппарат восстановления 1 вакуумируют и задают аргон. Включают печь 3 и с помощью электронагревателей 7 нагревают ее до температуры 850°С. Сливное устройство 2 подсоединяют к пневмоприводу. В аппарат 1 заливают 8,3 тонн расплавленного магния, затем периодически подают тетрахлорид титана. Процесс получения губчатого титана является экзотермическим процессом, и в процессе восстановления через каналы 8 печи 3 подводят воздух вентиляторами для охлаждения аппарата, а через каналы 9 нагретый воздух отводят. Из аппарата восстановления 1 через сливное устройство 2 периодически сливают получающийся в процессе реакции расплавленный хлорид магния. После использования 58% магния прекращают подачу тетрахлорида титана, сливают из аппарата 1 через сливное устройство 2 расплавленный хлорид магния и заканчивают процесс восстановления. Выключают печь 3, аппарат 1 перевозят на монтажный участок, где на основе аппарата восстановления собирают аппарат вакуумной сепарации, в котором очищают губчатый титан от остатков магния и его хлорида. После охлаждения аппарата вакуумной сепарации его демонтируют и извлекают губчатый титан.
Таким образом, печь для получения губчатого титана позволяет снизить расход электроэнергии, т.к. за счет уменьшения потерь тепла уменьшается включение электронагревателей на подине печи