RU2041277C1

RU2041277C1 - Spongy titanium purification device

Info

Publication number: RU2041277C1
Authority: RU
Inventors: Анатолий Агафонович Путин; Ольга Андреевна Путина; Алексей Павлович Яценко; Владимир Петрович Лепихин; Дмитрий Аркадьевич Рымкевич
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ависма"
Priority date: 1993-05-22
Filing date: 1993-05-22
Publication date: 1995-08-09

Abstract

FIELD: production of titanium. SUBSTANCE: device has detachable support with rollers. Support is positioned below flange of condenser. Device is further provided with heating member mounted within hermetically sealed case in its vertical part and vapor pipeline positioned above condenser cover. Cooler has air intake unit defined by support with rollers and cooler flange. EFFECT: increased efficiency in producing spongy titanium and enhanced reliability in operation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии тугоплавких металлов, в частности к магниетермическому производству губчатого титана. The invention relates to the metallurgy of refractory metals, in particular to the magnetothermic production of sponge titanium.

Известно устройство для получения губчатого титана, состоящее из реактора, установленного в электропечь, паропровода с гидрозатвором, бокового конденсатора, помещенного в холодильник. Реактор и конденсатор снабжены выпуклыми крышками, которые трудно обогреть. Устройство имеет лишь гидрозатвор, который разделяет реактор от конденсатора, его использование снижает производительность установки и не гарантирует перекрытие паропровода [1]
Такое устройство имеет низкую производительность вследствие образования холодных зон реактора и конденсатора, осаждения в них конденсата и преждевременное прекращение процесса вакуумной сепарации (процесса очистки губчатого титана), что значительно снижает производительность устройства.A device for producing sponge titanium is known, consisting of a reactor installed in an electric furnace, a steam pipe with a water lock, a side condenser placed in a refrigerator. The reactor and condenser are provided with convex caps that are difficult to heat. The device has only a water lock that separates the reactor from the condenser, its use reduces the productivity of the installation and does not guarantee the overlap of the steam pipe [1]
Such a device has low productivity due to the formation of cold zones of the reactor and the condenser, condensation in them and premature termination of the vacuum separation process (cleaning process of sponge titanium), which significantly reduces the performance of the device.

Известен аппарат для получения металла, производительность которого невысока, так как паропровод имеет только внешний нагрев [2]
Известно устройство для получения губчатого титана, состоящее из электропечи, реактора восстановления и испарения со сливным устройством, с крышкой, с полостью жесткости, на которой размещены патрубки для аргона, заливки магния, подачи тетрахлорида титана, дополнительного обогреваемого патрубка (камеры конденсации) с запорным устройством, обогреваемого трубопровода, установленного в холодильник бокового конденсатора с герметичной крышкой, на которой размещен обогреваемый патрубок (дополнительная камера для конденсации) с запорным устройством для ввода парообразных продуктов, магния, штуцер для вакуумирования [3]
Недостатком описанного устройства является низкая производительность из-за осаждения конденсата в камерах над реактором и конденсатором и последующего затем их выплавления. Подобные операции значительно увеличивают длительность процесса, снижают производительность оборудования. Одним из недостатков устройства является также низкий КПД нагревательных элементов, расположенных снаружи паропроводов, что увеличивает длительность разогрева, снижает производительность устройства.A known apparatus for producing metal, the productivity of which is low, since the steam pipe has only external heating [2]
A device for producing sponge titanium, consisting of an electric furnace, a recovery and evaporation reactor with a drain device, with a lid, with a stiffness cavity, on which there are tubes for argon, pouring magnesium, supply of titanium tetrachloride, an additional heated tube (condensation chamber) with a shut-off device , of a heated pipeline installed in a side condenser refrigerator with a sealed cover, on which a heated pipe (additional chamber for condensation) is located with a shut-off device triple for the introduction of vaporous products, magnesium, the union for vacuum [3]
The disadvantage of the described device is the low productivity due to the deposition of condensate in the chambers above the reactor and condenser and their subsequent melting. Such operations significantly increase the duration of the process, reduce the productivity of the equipment. One of the disadvantages of the device is also the low efficiency of the heating elements located outside the steam lines, which increases the duration of heating, reduces the performance of the device.

Задача изобретения повышение производительности устройства. The objective of the invention is to increase the productivity of the device.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для очистки губчатого титана, включающее электропечь с установленным в ней реактором восстановления-испарения со сливным устройством и крышкой, обогреваемый паропровод с вертикальными и горизонтальными частями, соединенный с крышкой конденсатора, установленного в холодильник с водяной рубашкой, дополнительно снабжено съемной опорой с катками, расположенной под фланцем конденсатора, и нагревательным элементом, установленным в герметичный чехол и расположенным внутри вертикальной части паропровода над крышкой конденсатора, а холодильник выполнен с заборником воздуха, образованным опорой с катками и фланцем холодильника. The task is achieved in that the device for cleaning sponge titanium, including an electric furnace with a recovery-evaporation reactor installed in it with a drain device and a lid, a heated steam pipe with vertical and horizontal parts connected to the lid of a condenser installed in a refrigerator with a water jacket, is additionally equipped removable support with rollers located under the condenser flange and a heating element installed in a sealed case and located inside a vertical Asti steam pipe above the lid of the condenser, and the refrigerator is formed with an air intake formed with the support rollers and the flange of the refrigerator.

Поставленная задача достигается путем интенсивного прогрева паропровода с помощью внутреннего нагревателя для исключения осаждения конденсата в нем, т. е. исключения задержки процесса; путем использования опоры с катками, сокращающей время монтажа установки, исключающей разрушение паропровода при термическом расширении, т.е. исключающей задержку процесса; путем снабжения холодильника, что позволяет охладить конденсатор воздухом, забираемым из атмосферы цеха, охлаждения воздухом способствует интенсивной конденсации паров магния и хлорида магния, что также способствует повышение производительности устройства. The task is achieved by intensive heating of the steam line with the help of an internal heater to eliminate condensation in it, that is, to exclude process delays; by using a support with rollers, reducing installation time, eliminating the destruction of the steam line during thermal expansion, i.e. excluding process delay; by supplying a refrigerator that allows you to cool the condenser with air taken from the atmosphere of the workshop, air cooling contributes to the intense condensation of magnesium vapor and magnesium chloride, which also contributes to an increase in the productivity of the device.

На чертеже показано предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство состоит из электропечи 1, в которую помещен реактор 2 восстановления и испарения со сливным устройством 3, крышкой 4 с патрубком для вакуумирования и подачи аргона 5, обогреваемых вертикальных участков паропровода 6 с запорным устройством 7 над реактором, через который заливают магний и подают тетрахлорид внутренним нагревательным элементом 8, помещенным в герметичный чехол 9 и проходящий через вертикальный участок паропровода 6 над конденсатором 10, установленным в холодильник 11 на опору 12 с катками 13, установленную на винты 14, образующей с фланцем 15 холодильника заборник воздуха 16; холодильник снабжен водяной рубашкой 17 с патрубками 18 и 19 и патрубком для вывода воздуха 20; вертикальные участки паропровода 6 соединены обогреваемым горизонтальным участком 21. The device consists of an electric furnace 1, in which a recovery and evaporation reactor 2 with a drain device 3, a lid 4 with a nozzle for evacuating and supplying argon 5, and heated vertical sections of the steam pipe 6 with a shut-off device 7 above the reactor through which magnesium is poured and internal tetrachloride is placed, is placed a heating element 8 placed in a sealed cover 9 and passing through a vertical section of the steam pipe 6 above the condenser 10 installed in the refrigerator 11 on a support 12 with rollers 13 mounted on the screws 14, arr the air intake 16 with a flange 15 of the refrigerator; the refrigerator is equipped with a water jacket 17 with pipes 18 and 19 and a pipe for air outlet 20; the vertical sections of the steam pipe 6 are connected by a heated horizontal section 21.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Реактор 2 герметизируют крышкой 4, устанавливают в электропечь 1 и затем в него вводят сливное устройство 3. После чего включают электропечь 1 и реактор разогревают до 800^оС, вакуумируют и задают в него аргон через патрубок 5. Через вертикальную часть обогреваемого паропровода 6 заливают в реактор магния в количестве 6 т и через нее же подают тетрахлорид титана в реактор. Периодически сливают из реактора 1 через сливное устройство 3 хлорид порциями по 700 кг. В реакторе получают реакционную массу, в состав которой входит 6 т губчатого титана. После окончания процесса восстановления в холодильник 11 устанавливают конденсатор 10 на опору 12 с катками 13, которая в свою очередь установлена на винты 14, а опора 12 и фланец 15 холодильника с помощью винтов 14 образуют заборник воздуха 16 для охлаждения конденсатора воздухом. Конденсатор герметизирован крышкой 4 с патрубком 5 и вертикальным участком паропровода 6. В конденсатор установлено сливное устройство 3. К вертикальным участкам паропровода 6 подсоединяют горизонтальный обогреваемый участок паропровода 21. В вертикальный участок паропровода 6 над конденсатором устанавливают нагревательный элемент 8 в герметичном чехле 9, использование которого позволяет сократить нагрев всего паропровода 6, 21, 6 на 3 ч. Реактор 2 разогревают до 1000^оС паропровод (6, 21, 6) до 800^оС. Через патрубок 5 на конденсаторе вакуумируют все устройство. При этом в электропечи 1 создают контрвакуум, что сохраняет реактор 2 от разрушения, таким образом, снижается вероятность простоев, повышается производительность устройства. В рубашку 17 холодильника 11 подают через патрубок 18 воду и выводят ее через патрубок 19. Через забор воздуха 16 засасывается в холодильник 11 воздух с помощью вентилятора, а через патрубок 20 воздух выходит из холодильника (патрубок 20 подсоединен к вентилятору). Воздух просасывается между водяной рубашкой холодильника 17 и стенкой конденсатора 10. Такое охлаждение конденсатора способствует осаждению магния и хлорида в жидкую фазу, что способствует повышению производительности устройства, так как объем конденсата значительно уменьшается из-за осаждения в жидкую фазу. За счет опоры 12 с катками 13, на которую установлен конденсатор, сокращается время монтажа установки вакуумной сепарации и компенсируется тепловое расширение горизонтального участка паропровода 21, что исключает его разрушение, следовательно, способствует повышению производительности устройства.Reactor 2 was sealed cover 4 is set in the electric furnace 1, and then it is introduced into the drain device 3. Then include electric furnace 1, and the reactor is heated to 800 ^{° C,} evacuated and argon is set in it through the pipe 5. Through a vertical portion of the heated steam pipe 6 is poured into a magnesium reactor in an amount of 6 tons, and titanium tetrachloride is fed through it to the reactor. The chloride is periodically drained from the reactor 1 through the drain device 3 in portions of 700 kg. In the reactor receive the reaction mass, which includes 6 tons of titanium sponge. After the restoration process is completed, a condenser 10 is installed in the refrigerator 11 on a support 12 with rollers 13, which, in turn, is mounted on the screws 14, and the support 12 and the refrigerator flange 15 with the help of screws 14 form an air intake 16 for cooling the condenser with air. The condenser is sealed with a cap 4 with a pipe 5 and a vertical section of steam line 6. A drain device is installed in the condenser 3. A horizontal heated section of steam line 21 is connected to the vertical sections of steam line 6. A heating element 8 is installed in the vertical section of steam line 6 above the condenser, the use of which 9 reduces the total heating steam pipe 6, 21, 6, 3 hours. The reactor 2 is heated up to 1000 ^C steam line (6, 21, 6) to 800 ° ^C. Through pipe 5 to the condenser all evacuated device. At the same time, a counter-vacuum is created in the electric furnace 1, which saves the reactor 2 from destruction, thus reducing the likelihood of downtime and increasing the productivity of the device. In the jacket 17 of the refrigerator 11, water is supplied through the pipe 18 and it is led out through the pipe 19. Through the air intake 16, air is sucked into the refrigerator 11 by a fan, and through the pipe 20, the air leaves the refrigerator (the pipe 20 is connected to the fan). Air is drawn in between the water jacket of the refrigerator 17 and the wall of the condenser 10. Such cooling of the condenser contributes to the deposition of magnesium and chloride into the liquid phase, which increases the productivity of the device, since the volume of the condensate is significantly reduced due to precipitation in the liquid phase. Due to the support 12 with the rollers 13, on which the capacitor is mounted, the installation time of the vacuum separation unit is reduced and the thermal expansion of the horizontal section of the steam pipe 21 is compensated, which eliminates its destruction, therefore, increases the productivity of the device.

По окончании процесса очистки губчатого титана (вакуумная сепарация) в установку задают аргон через патрубок 5, закрывают запорное устройство 7. Отключают обогрев паропровода на участок 6, 21, 6 и электропечь 1. После охлаждения горизонтальный паропровод 21 отсоединяют от вертикальных участков паропроводов 6. Реактор 2 переносят в холодильник 11, а конденсатор 10 переносят в электропечь 1 для проведения в нем процессов восстановления и вакуумной сепарации. At the end of the process of cleaning titanium sponge (vacuum separation), argon is introduced into the installation through pipe 5, the shut-off device is closed 7. The steam pipe heating is turned off for section 6, 21, 6 and the electric furnace 1. After cooling, the horizontal steam pipe 21 is disconnected from the vertical sections of the steam pipes 6. Reactor 2 are transferred to a refrigerator 11, and a capacitor 10 is transferred to an electric furnace 1 for carrying out reduction and vacuum separation processes therein.

Claims

DEVICE FOR CLEANING SPONGANE TITANIUM, including an electric furnace with a recovery-evaporation reactor installed in it with a drain device and a lid, a heated steam pipe with vertical and horizontal sections connected to the lid of a condenser installed in a refrigerator with a water jacket, characterized in that it is equipped with a removable support with rollers located under the condenser flange and a heating element installed in a sealed case and located inside the vertical part of the steam line above the cover a condenser, and the refrigerator is made with an air intake formed by a support with rollers and a refrigerator flange.