416419

О П И С А Н И Е 416419ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соевтских Социалистических РеспубликЗавсмое ст авт. свитетельства Уэ Заявлено 20.1.1972 ( 1739314/22 с присоединением заявки 1 х,Ч. Кл. С 220 7/08С 22 с 15/00 С 22 Ь 53/00 асударстввнный хамитаСаввта Министров СССРоа делам изобретенийи открытий итет ДК 669 295 5 094 2бликовано 25.1.1974, Бюллетень М 7 а опу бликования опса и я 7 Х 1.1974 Авторыизобретен. Н. Петруиько, Э, А. Арутюнов, Я. А, Черкасский, И. П. Масленников, А. Н. Рабинович, Л. П, Феофанов, А, Г, Кузнецов и Г. Н. СоловьеМ "-"Заявител АППАРАТ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГУБЧАТОГО СПЛАВА ТИТАН С ТУГОПЛАВКИМИ МЕТАЛЛАМИИзобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для производства титановой губки, легированной тугоплавкими металлами.Известен аппарат для получения губчатого сплава титана с тугоплавкими металлами магниетермическим восстановлением смеси их хлоридов, состоящий из реактора восстановления с углубленной крышкой и патрубками для подачи магния, смеси хлоридов и аргона, бака 10 для приготовления смеси хлоридов с устройствами для обогрева, перемешивания и определения уровня смеси и устройства для подач хлоридов в реактор.Однако в известной конструкции снижена 15 эффективность перемешивания при увеличении диаметра бачка для приготовления смеси, отсутствует устройство для слива побочного продукта восстановления - хлоридомагция и возможность плавного регулирования рас хода восстанавливаемой смеси при болыпих величинах расхода смеси.Для достижения этих целей устройство длч перемешивания расположено в центре бака и выполнено в виде пропеллерой мешалки и 2 Б диффузора в форме улитки, причем диффузор выполнен с переменным по высоте размером бокового отверстия, а направление выхода улитки противоположно направлению ориентации плоскостей пропеллера; устройст во для подач смеси хлордон выполнено в виде вентиля, внутренняя полость которого представляет собой гладкостеццьш цилиндр, вертикально расположенного загрузочного патрубка, непосредственно соединенного с выходным отверстием вентиля, и патрубка для отбора проб, причем корпус вентиля прикреплен непосредственно к боковой поверхцост сферической части бака под углом 15 - 80 к оси бака, а патрубок для отбора проб установлен вертикально ца корпусе вентиля и совмещен по осн с осью загрузочного патрубка.Это позволяет достигнуть равномерного распределения хлоридов легнрующих металлов в четыреххлористом титане и повысить эффективность перемешивация.На фцг. 1 изображец аппарат для получения губчатого сплава титана с тугоплавкимн металлами; а фцг. 2 -- разрез по А - А ца фиг. 1.Оп имеет реактор восстацовлеция 1, установленный в печь восстановления 2 с прцыдительцым охлаждением и снабженный углубленной крышкой 3, устройством для слива соли (ЧдС 1) 4 и патрубками для подачи аргона 5, загрузки магния и смеси хлорцдов 6.Бак 7 для приготовления смеси хлоридов, расположенный цад реактором восстановления, имеет крышку 8 с патрубкамц для подачи аргоа 9, четыреххлорцстого титана 1 О ихлоридов легирующцх (тугоплавких) металлов 11, устройство для обогрева и контроля температуры 12 и устройство для определения уровня смеси в баке 13.Устройство для перемешивания, расположенное в баке, имеет пропеллер 14, вал 15, привод 16, конус-рассекатель 17, закрепленный на днище бака, и диффузор 18, выполненный в форме улитки. Диффузор установлен в центре бака, прикреплен к его стенкам при помощи направляющих 19 и имеет переменный по высоте размер бокового отверстия 20. Диффузор изготовлен так, чтобы направление выхода улитки было противоположно направлению ориентации лопастей (вращения) пропеллера. Высота диффузора составляет 50 - 85 (предпочтительно 65 - 68 о) максимального уровня заполнения бака.Устройство для подачи смеси хлоридов, расположенное между баком и реактором, содержит самоочищающийся вентиль 21", корпус 22 которого прикреплен непосредственно (без переходников) к боковой поверхности сферической (донной) части бака под углом, обеспечивающим сток смеси хлоридов (под углом 15 - 80 к оси бака), вертикально расположенный загрузочный патрубок 23, непосредственно присоединенный к выходному отверстию 24 вентиля. и патрубок 25 для отбора проб с крышкой. Запорный вал 26 вентиля снабжен запорным клапаном 27 и счищающей пластиной 28, входящей в выпускное отверстие бака. Внутренняя полость вентиля выполнена в виде гладкостенного цилиндра без порогов и пережимов, Патрубок для отбора проб установлен вертикально на вентиле так, чтобы его ось совпадала с осью загрузочного патрубка,Аппарат работает следующим образом.Над реактором восстановления 1 после разогрева его и загрузки магния, устанавливается бак 7 для приготовления смеси так, чтобы загрузочный патрубок 23 дозирующего устройства входил в патрубок 6 крышки реактора; герметизация узла соединения дозирующего устройства с реактором осуществляется сальниковым уплотнением с прокладкой, например из прографиченцопо асбеста.Загрузка в бак 7 четыреххлористого титана и смеси хлоридов осуществляется соответственно через патрубки 10 и 11 в количестве и пропорции, необходимых для получения сплава заданного количества и состава; загрузку твердых хлоридов тугоплавких металлов предпочтительно производить после загрузки четыреххлористого титана,После герметизации бака 7 в него подается аргон до требуемого избытка и включается привод 16 устройства для перемешивания хлоридов; направление вращения пропеллера 14 должно быть противоположным направлению выхода улитки диффузора 18, при этом, при соответствующей ориентации лопастей пропеллера 14 будет образовываться входящий поток смеси в диффузоре 18. Закрепленный стационарно на дне бака конус-рассека 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 60 65 тель 17 предотвращает образование мерт вой зоны и оседание в ней твердых частиц,Применение описанного выше дцффузора с переменным размером выходного отверстия и определенным направлением выхода улитки обеспечивает однородный состав смеси в лю бой части бака смесителя, что особенно важно в условиях, когда компоненты смеси (жидкий продукт и твердые частицы) значительно отличаются по удельному весу (для смеси Т 1 С 14 - МоС 15 например, соответственна 1,73 г/см и 2,98 г/см) и, когда уровень перемешиваемых продуктов не остается постоянным, а уменьшается по ходу процесса (восстановления).Приготовление смеси перед началом процесса может производиться либо путем механического перемешивания, либо сочетанием работы пропеллера 14 устройства для перемешивания и устройства для обогрева 12, выполненного, например в виде электрических нагревателей, стационарно закрепленных на боковой поверхности бака 7. Разогрев смеси производится до температуры, при которой упругость паров хлоридов не превышает 0,5 - 0,7 ати (для смеси Т 1 С 14 - МоС 15, например 112 - 123 С), Регулирование температуры и поддержание ее на заданном уровне осуществляется, например электронным потенциометром с контролем температуры термопарой, установленной в чехле в бак 7.После приготовления смеси в баке процесс восстановления начинается путем подачи в реактор 1 смеси через дозирующее устройство, т. е. через вентиль 21 и патрубки 23 ц 6, ца поверхность расплава магния в реакторе 1. В случае, когда содержание хлоридов легиру ющих металлов превышает их растворимость в четыреххлористом титане при соответствующей температуре, подача смеси осуществляется при непрерывной или периодической (предпочтительно непрерывной) работе устройства для перемешивания. В случае, когда концентрация легирующего компонента в сплаве позволяет достигнуть полной растворимости твердых хлоридов в четыреххлористом титане при температуре до 112 - 123 С, подача смеси предпочтительно осуществляется в виде раствора, лишь с периодическим включением перемешивающего устройства.Подача смеси хлоридов начинается путем поворота рукоятки (штурвала), установленной на валу 26, в результате чего открывается клапан 27, При повороте вала 26 вращается и очищающая пластина 28, которая удаляет с поверхности выходного отверстия бака осадок твердых хлоридов, если последний образовался.Смесь хлоридов, пройдя входное отверстие вентиля, беспрепятственно перемещается по гладкой цилиндрической поверхности его внутренней полости, прямо переходящей в полость загрузочного патрубка 23. В случае необходимости отбора контрольных проб смеси хлоридов по ходу процесса или очистки внут 41641)5ренней поверхности загрузочного патрубка 23 или патрубка 6 реактора восстановления о налета продуктов восстановления, с патрубка 25 удаляется крышка и выполняется требуемая операция.Режим процесса восстановления смеси хлоридов в описанном выше аппарате (режим подачи смеси и слива соли МдС 1, режим работы системы контроля температуры и принудительного охлаждения стенки реактора) принципиально не отличается от режима отработанного процесса маги иетермического восстановления чистого четыреххлористого титана.Предмет изобретенияАппарат для получения губчатого сплава титана с тугоплавкими металлами магниетермическим восстановлением смеси их хлоридов, состоящий из реактора восстановления с углубленной крышкой и патрубками для подачи магния, смеси хлоридов и аргона, бака для приготовления смеси хлоридов с устройствами для обогрева, перемешивания и определения уровня смеси, ц устройства для подачи смеси : торцловр;кор. о тл и ч а о щ и й с я тем, что, с це ьо достижения равномерного распределения хлоридов легпрующцх металлов в 5 четыреххлористом титане и повышения эффективности перемешивания, устройство для перемешивацця расположено в центре бака ц выполнено в виде пропеллерной мешалки ц диффузора в виде улитки, приче: дцффузор 10 выполнен с переменным по высоте размеромбокового отверстия, а направление выхода улитки противоположно направлению ориентации плоскостей пропеллера; устройство для подачи смеси хлорпдов выполнено в виде вец тцля, внутренняя полость которого представляет собой гладкостеццыц цилиндр, вертикально расположенного загрузочного патрубка, непосредственно соединенного с выходным отверстием вентиля, и патрубка для отбора 20 проб, причем корпус вентиля прикреплен непосредственно к боковой поверхности сферической части бака под углом 15 - 80 к осц оака, а парубок для отбора проб установлен вертикальноГ еорпусе Вентцл 5 и совмецец 25 по оси с ось:о загрузочного патрубка.Редактор Л. Л аш кова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 1301/11 Изд, Мо 494 Тираж 651 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 45