УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО ТИТАНА
INSTALLATION FOR PRODUCTION OF SPONGE TITANIUM

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению титана губчатого магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана.
Известно устройство, изображенное в книге «Титан» В.А.Гармата и др., М.: Металлургия, 1983 г., стр.372, рис.104, включающее аппарат восстановления с крышкой, сливным устройством и ложным днищем, состоящим из металлического листа на опорах. Сплошной металлический лист крепился к стенке аппарата восстановления тремя планками за счет их приварки к стенке.
К недостаткам этого устройства следует отнести то, что лист был сплошной и поэтому магний в аппарате не очищался от примесей перед самым процессом. Кроме того, продукты электросварки, которой крепили пластины к стенке аппарата, оставались в нем и могли попасть в губчатый титан. Отсутствие очистки магния от примесей непосредственно перед процессом и попадание продуктов электросварки в аппарате при приварке пластин перед каждым процессом значительно снижали качество губчатого титана.
Наиболее близким устройством к заявляемому изобретению является устройство для магниетермического получения губчатого титана (прототип), описанное в патенте РФ №2238342 «Способ получения титана губчатого и устройство для его осуществления». Устройство для получения губчатого титана выполнено в виде аппарата восстановления, состоящего из реторты-реактора с крышкой и патрубками, сливным устройством, ложным дном, состоящего из перфорированного листа с пазами, установленного на опоры, прижатого сверху тремя ступенчатыми опорами (держателями).
К недостаткам этого устройства относится то, что на аппаратах повышенной производительности перфорированный лист выполнен цельным и поэтому имеет повышенный вес. Вследствие этого имеют место повышенные трудозатраты и более длительный монтаж, поскольку требуется специальное приспособление для установки листа под верхние опоры (держатели). Все перечисленные недостатки приводят к снижению производительности устройства.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение производительности устройства.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для получения губчатого титана, включающего реторту-реактор с крышкой, сливным устройством, ложным днищем, выполненным в виде упора, перфорированного листа, размещенного на нижних опорах, новым является то, что перфорированный лист разделен на две части: круг и кольцо.
- Кроме того, соотношение диаметра круга к внутреннему диаметру реторты составляет 1 к 1,7. При этом внутренний диаметр кольца меньше диаметра круга на 30÷50 мм.
- Кроме того, количество стержней, которые жестко закреплены к одной из нижних опор ложного днища, не менее трех и расположены они под углом 120° друг к другу.
Поскольку перфорированный лист выполнен раздельным, его составные части (круг и кольцо) имеют небольшой вес (до 40 кг), что позволяет упростить операцию по установке его в реторту и делает ее более безопасной для исполнителей. В данном случае отсутствуют повышенные трудозатраты и применение специальных устройств, которые необходимы для установки цельного перфорированного листа, имеющего значительный вес (более 80 кг), что характерно для прототипа и увеличивает длительность монтажа, а следовательно, снижает производительность устройства.
В случае предлагаемого изобретения предлагается следующий вариант крепления частей перфорированного листа:
металлические круг и кольцо фиксируются относительно друг друга и надежно крепятся при помощи шплинтов на стержнях, расположенных на нижней опоре ложного днища реторты, вручную, при этом исключается использование в устройстве верхних опор (держателей) и связанные с ними монтажные операции по установке перфорированного листа.
При использовании перфорированного листа, состоящего из двух частей, снижается длительность монтажа и повышается производительность устройства. Кроме того, обеспечивается надежная фиксация и крепление перфорированного листа в реторте.
Тогда как в устройстве известного изобретения возможно смещение листа в обратном направлении и выход его из-под держателей, если он недостаточно надежно подведен под них. Это значительно снижает производительность устройства, так как требуется его перемонтаж в ходе промышленного цикла.
Поэтому все признаки заявляемого изобретения обеспечивают получение технического результата.
Устройство для получения губчатого титана с креплением перфорированного листа, состоящего из двух частей, изображено на чертеже.
По чертежу устройство состоит из реторты-реактора 1 с крышкой 2 и ложного днища, включающего перфорированный лист, состоящий из круга 3 и кольца 4, которые установлены на нижние опоры 5, упора 6 и сливного устройства 7. К внутренней поверхности одной из нижних кольцевых опор 5 приварены три металлических стержня 8, на свободные концы которых через специальные отверстия установлены и жестко зафиксированы шплинтами относительно друг друга части перфорированного листа: круг 3 и кольцо 4.
Устройство для получения губчатого титана работает следующим образом.
Реторта-реактор 1 поступает на процесс восстановления с конденсатом магния и его хлорида после процесса вакуумной сепарации, поэтому ложное днище монтируют в реторте-конденсаторе перед процессом вакуумной сепарации.
Согласно варианту, представленному на чертеже, в реторту-конденсатор (реторта-реактор 1) на нижние опоры 5 в первую очередь устанавливают упор 6, а затем помещают кольцо 4 и круг 3, при этом кольцо и круг устанавливаются через специальные отверстия на свободные концы стержней 8, после этого части перфорированного листа надежно закрепляются на стержнях 8 при помощи шплинтов из легкоплавкого металла.
После монтажа ложного днища реторту-конденсатор проверяют на герметичность и производят монтаж аппарата вакуумной сепарации. Во время процесса вакуумной сепарации в реторту-конденсатор осаждается конденсат магния и его хлорида. После окончания процесса вакуумной сепарации аппарат вакуумной сепарации охлаждают, демонтируют, а реторту с конденсатом магния и его хлорида используют в качестве реторты-реактора 1 в аппарате восстановления (устройство для получения губчатого титана). В монтажном стенде реторту-реактор 1 закрывают крышкой 2, к донному патрубку реторты-реактора приваривают сливное устройство 7, проверяют устройство на герметичность, устанавливают в печь восстановления и проводят процесс получения губчатого титана. На разогреве перед проведением процесса восстановления происходит расплавление шплинтов крепления перфорированного листа, что в дальнейшем не создает препятствий к извлечению блока губчатого титана и не вызывает деформации перфорированного листа.
Таким образом, размещение по отдельности частей перфорированного листа на опорах 5 обеспечивает удобство установки и крепления решетки вручную, что снижает трудозатраты. Кроме того, отсутствует необходимость в применении специального устройства для опускания и закрепления решетки на ложном днище реторты.
Кроме того, обеспечивается свободное отделение частей решетки от низов блока после выпрессовки из реторты, а следовательно, отсутствие деформации частей решетки, что сокращает трудозатраты при их правке.
Ускорение длительности монтажа устройства и исключение падения перфорированного листа в ходе процесса вакуумной сепарации повышают производительность предлагаемого изобретения.