Установка для получения сплавов тугоплавких металлов на основе титана

(Л г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Соликамский магниевый завод Березниковского титано-магниевого комбината иБерезниковский филиал Всесоюзного науч-.но-исследовательского и проектного института титана(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ТИТАНА(57) Изобретение относится к области металлургии, к получению сплавов тугоплавких металлов на основе титанамагниетермическим восстановлением иххлоридов. Цель изобретения - повышениепроизводительности. В цилиндрический реактор 2 установки, заполненный аргоном до избыточного давления 50-70 мм рт.ст., загружают магний. На зеркало магния при 750 С начинают подавать расплав хлоридов тугоплавких металлов, нагретый до 180 - 200 С. Губчатый сплав опускается в нижнюю часть реактора 2 - на съемную плиту 10, Расплав побочного хлоридэ магния скапливается на дне реактора 2 и выводится из него по трубе 7, установленной в чехол 9, Тонкодисперсные порошки титана и тугоплавкого металла оседают на поверхность трубы 7. При уменьшении скорости расплава в трубе 7 ее заменяют новой. Быстрому извлечению трубы 7 способ.твует то, что она расположена в чехле 9, защищающем ее от блока сплава, Полученный блок сплава извлекают из стакана 5, г ричем выполнение его коническим облегчает выпрессовку блока. Предлагаемая установка имеет полезный объем на 20 О выше, чем у реактора с цилиндрическим стаканом. Сокращение продолжительности, облегчение проведения операций и увеличение объема повышает производительность установки. 1 ил.Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению сплавов тугоплавких металлов на основе титана магниетермическим восстановлением их хлоридов.Цель изобретения - повышение производительности установки.На чертеже изображена установка, продольный разрез,Установка для получения сплавов тугоплавких металлов на основе титана содержит нагревательную печь 1, окружающую цилиндрический реактор 2 восстановления, со съемной крышкой 3, патрубками 4 для подачи реагентов, реакционным стаканом 5, выполненным в виде усеченного конуса, обращенного к крышке 3 большим основанием, снабженным опорным францем 6, сливной трубой 7, пропущенной через боковой патрубок 8 крышки 3 в чехол 9, размещенный по высоте на внутренней поверхности реакционного стакана 5 ниже днища крышки 3, и выведенной иэ указанного чехла 9 через окно сьемной плиты 10 в донную часть реактора 2,Установка работает следующим образом,В нагревательную печь 1 устанавливают цилиндрический реактор 2 со съемной крышкой 3 с патрубком для подачи реагентов 4, с реакционным стаканом 5, выполненным в виде усеченного конуса, обращенного к крышке большим основанием, снабженным опорным фланцем 6, Трубу 7 для отвода побочного продукта реакции пропускают через боковой патрубок 8 крышки в чехол 9, размещенный по высоте на внутренней поверхности реакционного- стакана 5 ниже днища крышки 3, и выводят из указанного чехла 9 через окно съемной плиты 10 в донную часть реактора 2. Установку через патрубок 8 сообщают с обогреваемым трубопроводом для подачи расплава хлоридов.В предварительно просушенный, отвакуумированный до остаточного давления 20 - 30 мм рт.ст. и заполненный аргоном до избыточного давления 50 - 70 мм рт.ст, реактор 2 загружают нэвеску магния, На зеркало расплавленного магния при 750 ОС начинают подавать расплав хлоридов тугоплавкого металла и титана, нагретый до 180-200 ОС Поступая в реактор 2, смесь хлоридов взаимодействует с жидким магнием с образованием губчатого сплава и хлорида магния, которые опускаются в нижнюю часть реактора 2. На съемной плите 10 формируется блок губчатого сплава, пропитанный магнием. Расплав побочного хлорида магния скапливается на дне цилиндрического реэк 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 тора 2 и выводится из него по трубе 7, установленной в чехол 9 стаканэ 5. Увлекаемьи расплавом тонкодисперсные порошки тугоплавкого металла и титана оседают на поверхность сливной трубы 7. При уменьшении скорости слива либо его невозможности трубу 7 извлекают и заменяют. новой трубой, Быстрому извлечению трубы 7 из реактора 2 спосбствует то, что чехол 9 и съемная плита 10 со сквозными отверстиями и окном защищают ее от контакта с убчатым сплавом, затрудняющим извлечение.Смесь высших хлоридов при вводе в реактор 2 частично взаимодействует с внутренней поверхностью титанового стакана 5. Образующиеся низшие хлорида титана и ниобия восстанавливаются магнием до соответствующих металлов, пополняющих сплав или отлагающихся на поверхности реакционного стакана 5. По мере увеличения массы блока происходит частичное отделение сплава от стенки стакана 5. Сцепление оставшихся слоев периферийной губки с титановой поверхностью невелико и они легко поддаются выпрессовке,По окончанию подачи хлоридов реактор выдерживают в течение 30 мин при 800 С и производят слив побочного продукта. В аппарате после слива остается блок губчатого сплава, пропитанный неиспользованным восстановителем и побочным продуктом,Благодаря тому, что реакционный стакан 5 выполнен в виде усеченного конуса, обращенного к крышке 3 большим основанием, снабженным опорным фланцем б, а сливная труба 7 введена через боковой патрубок 8 крышки в чехол 9, размещенный на внутренней поверхности реакционного стакана 5 ниже днища крышки 3, и выведена иэ указанного чехла 9 через окно в съемной плите 10 в донную часть реактора 2, достигается быстрый демонтаж установки и увеличивается эффективный объем стакана 5 по сравнению с цилиндрическим на 20. Возрастание объема реакционного стакана 2 эа счет увеличения диаметра нижнего основания конуса нецелесообразно, так как может привести к сцеплению стенок, затрудняющих извлечение стакана 2 и демонтаж установки в целом.Чехол 9 и съемная плита 10 о сквозными отверстиями и окном предохраняют трубу 7 для отвода побочного продукта реакции от обрастания и сцепления с губкой сплава, Тэк как труба 7 выполнена съемной (пропущена через боковой патрубок 8 крышки 3 в чехол 9 и выведена из чехла 9 через окно съемной плиты 10), а ее контактирование с губкой отсутствует, то при зарастании про1696550 Составитель А. ЛютиковТехред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова Редактор Е. Папп Заказ 4280 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, уг Гагарина, 101 ходного отверстия и снижении скорости слива трубу 7 можно быстро извлечь, очистить от мелкодисперсного тугоплавкого металла или заменить новой, что также повышает производительность установки. Однако ввод трубы 7 внутрь стакана 5 позволяет без заметного сужения реакционного пространства увеличить ее диаметр до величины, при которой зарастание проходного отверстия не происходит и отпадает потребность в чистке или замене трубы 7. Применение титана для изготовления реакционного стакана 5 и чехла 9 под сливную трубу 7 исключает потери реагентов на побочные нежелательные взаимодействия. Смесь высших хлоридов частично взаимодействует с внутренней поверхностью реакдионного стакана 5, Образующиеся в результате окисления титана низшие хлориды восстанавливаются магнием до соответствующих металлов, пополняющих сплав либо отлагающихся на поверхности реакто-, ра 2, Периферийные отложения сплава относительно непрочно связаны со стенкой стакана 5 в силу того, что адгезионная способность материал стакана - сплав, определяемая из экспериментальных данных, диаграмм состояния, ниже, чем в системе Ге - Т и Й - Т, являющихся компонентами нержавеющей стали, при температурах процесса получения сплава. По этой причине и в результате высокой удельной поверхности при спекании губки происходит частичное отделение блока от стенки стакана 5 с 5 уменьшением доли периферийных отложений. Это ускоряет выборку содержимого из реакционного стакана 5, повышает производительностьь установки.Таким образом, все признаки изобрете ния способствуют достижению поставленной цели - повышению производительности установки. Формула изобретения 15 Установка для получения сплавов тугоплавких металлов на основе титана, содержащая нагревательную печь, цилиндрический реактор со съемной крышкой с патрубками для ввода реаген тов, реакционный стакан со съемной перфорированной плитой в нижней части и трубу для отвода побочного продукта реакции, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, 25 она снабжена чехлом для трубы, отводящейпобочный продукт, выполненным из титана, реакционный стакан из титана выполнен в виде усеченного конуса, обращенного боль- шим основанием к крышке, и с фланцем, 30 чехол закреплен на внутренней поверхности стакана.