АППАРАТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ТИТАНА

Полезная модель относится к цветной металлургии, в частности к магниетермическому получению губчатого титана.
Известен аппарат восстановления для получения губчатого титана (А.с. 119724, опубл. 10.07.2000 г, бюл. 19), включающий реторту со сферическим дном, крышку, сливное устройство с центральной опорой, ложное днище, выполненное в виде концентрических ребер, свободно установленных на днище, переточных окон, образующих непрерывный сливной канал, перфорированного листа, размещенного на концентрических ребрах, к которому приварены концентрические ребра. Это позволяет снизить трудозатраты на очистку кольцевого пространства, увеличить среднюю часовую производительность аппарата за счет сокращения длительности процесса.
Недостатком конструкции аппарата является то, что реторту с такой конструкцией ложного днища трудно использовать на процессе сепарации, так как реторта-реактор перед установкой на процесс восстановления используются как реторта-конденсатор на процессе сепарации. Ложное днище, не закрепленное внутри реторты, при установке реторты-конденсатора упадет на тепловой экран и в дальнейшем потребуются затраты на дополнительную установку ложного днища в аппарат восстановления.
Известен аппарат восстановления для получения губчатого титана (А.с. 1085261, опубл. 10.02.2000 г, бюл. 4), включающий реторту
со сферическим дном, крышку, сливное устройство с центральной кольцевой опорой и ложное днище, выполненное в виде концентрических ребер, установленных на сферическое дно и приваренных к нему, пересекающую ребра перегородку, расположенную радиально между центральной концентрической опорой и самым крайним большим ребром, переточных окон, образующих непрерывный сливной канал, перфорированного листа, свободно размещенного на концентрических ребрах. Это позволяет за счет передвижения расплавленного хлорида магния в пяти концентрических ребрах улучшить очистку хлорида магния от вредных примесей.
Недостатком конструкции аппарата является то, что реторту с такой конструкцией ложного днища трудно использовать на процессе сепарации, так как реторта-реактор перед установкой на процесс восстановления используются как реторта-конденсатор на процессе сепарации. Ложное днище, не закрепленное внутри реторты, при установке реторты-конденсатора упадет на тепловой экран и в дальнейшем потребуются затраты на дополнительную установку ложного днища в аппарат восстановления. Кроме того, длительное время передвижения хлорида магния между концентрическими ребрами снижает производительность процесса восстановления.
Известен аппарат восстановления для получения губчатого титана (А.с. 1051957, опубл. 10.02.2000 г, бюл. 4), по количеству общих признаков принятый за ближайший аналог-прототип и включающий реторту со сферическим дном, крышку, сливное устройство с центральной кольцевой опорой и ложное днище, выполненное в виде концентрических ребер, установленных на сферическом дне и приваренных к нему, переточных окон, образующих непрерывный сливной канал, перфорированного листа, свободно размещенного на концентрических ребрах. Центральная кольцевая опора выполнена
ниже дополнительных на толщину ложного днища. Такая конструкция сливного устройства позволяет повысить срок службы аппарата и улучшить качество сливаемой соли за счет снижения содержания титана в хлориде магния.
Недостатком данной конструкции является то, что расплавленный хлорид магния оседает в пространстве между стенкой аппарата и крайним концентрическим ребром, а также между концентрическими ребрами, и его невоможно удалить при сливах. В результате процесса в ложном днище остается до 150 кг хлорида магния, на удаление которого в процессе вакуумной сепарации тратится около 300 кВт час, увеличивается время разогрева и выхода на выдержку, что в конечном итоге удлиняет процесс вакуумной сепарации на 2 часа. Кроме того, за счет термической деформации металла концентрические ребра преждевременно отрываются от днища реторты, что сокращает срок службы реторты.
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в снижении затрат на удаление хлорида магния из ложного днища.
Технический результат заключается в том, что предложен аппарат восстановления для получения губчатого титана, включающий реторту со сферическим дном, крышку, сливное устройство с центральной кольцевой опорой и ложное днище, выполненное в виде концентрических ребер, жестко установленных на сферическом дне, переточных окон, образующих непрерывный сливной канал и перфорированного листа, новым является то, что переточные окна выполнены в каждом концентрическом ребре на всю высоту ребра, а на боковой стенке наружного концентрического ребра выполнены радиальные ребра-опоры, на которых установлен перфорированный лист. Кроме того, переточные окна размещены под углом 120°.
Кроме того, количество переточных окон на концентрическом ребре равно не менее трех.
Выполнение переточных окон на каждом ребре под углом 120° позволяет улучшить переток хлорида магния в ложном днище и повысить срок службы реторты за счет уменьшения температурных напряжений.
На фиг.1 показан аппарат восстановления, состоящий из реторты 1 со сферическим дном 2, крышки 3, сливного устройства 4 с центральной кольцевой опорой 5, ложного днища 6, концентрических ребер 7, переточных окон 8, перфорированного листа 9, радиальных ребер-опор 10.
Аппарат работает следующим образом.
Монтаж аппарата восстановления осуществляют следующим образом. Внутри реторты 1 к сферическому дну 2 приваривают центральную кольцевую опору 5 и концентрические ребра 7 в количестве 2 шт. В каждом концентрическом ребре 7 выполнены через 120° по всей его высоте по 3 переточных окна 8. На боковой стенке наружного концентрического ребра 7 приваривают радиальные ребра-опоры 10, на которые свободно устанавливают перфорированный лист 9. К сферическому дну 2 с наружной стороны приваривают сливное устройство 4. Затем на реторту 1 устанавливают герметичную крышку 3. Реторту 1 аппарата вакуумируют, затем задают аргон и через центральный патрубок крышки 3 загружают расплавленный магний. При достижении температуры 780-800°С периодически подают тетрахлорид титана со скоростью 400 кг/час в количестве 16 тонн. В ходе процесса восстановления образуется расплавленый хлорид магния, который периодически сливают из аппарата через сливное устройство 4. На перфорированном листе 9 формируется титановая губка. Хлорид магния через переточные окна 8 концентрических ребер 7 стекает в
центральную кольцевую опору 5 и через сливное устройство 4 выводится из аппарата. Получаемый в аппарате восстановления губчатый титан в количестве 4 тонн поступает на процесс вакуумной сепарации. Реторту реактор 1 нагревают до температуры 980-1020°С и под вакуумом отделяют от примесей магний и хлорид магния.
За счет усовершенствования конструкции аппарата значительно снижатся затраты электроэнергии на процессе вакуумной сепарации и повышается срок службы аппарата восстановления.