RU2208653C1 - Method of production of spongy titanium and device for method embodiment - Google Patents
Method of production of spongy titanium and device for method embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208653C1 RU2208653C1 RU2001131981A RU2001131981A RU2208653C1 RU 2208653 C1 RU2208653 C1 RU 2208653C1 RU 2001131981 A RU2001131981 A RU 2001131981A RU 2001131981 A RU2001131981 A RU 2001131981A RU 2208653 C1 RU2208653 C1 RU 2208653C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pipe
- argon
- magnesium
- vacuum ladle
- bellows
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, преимущественно к получению титана металлотермическим восстановлением тетрахлорида титана. The invention relates to non-ferrous metallurgy, mainly to the production of titanium by metallothermal reduction of titanium tetrachloride.
Известен способ получения губчатого титана и устройство для его осуществления (кн.Магниетермическое производство губчатого титана.- Байбеков М.К, Попов В.Д., Чепрасов И.М.- М.: Металлургия, 1984, с. 19,26, 33-35). A known method of producing sponge titanium and a device for its implementation (Prince Magnetothermal production of sponge titanium.- Baybekov M.K., Popov V.D., Cheprasov I.M.- M .: Metallurgy, 1984, pp. 19,26, 33 -35).
Способ включает разогрев аппарата, подачу аргона в аппарат восстановления, заливку магния, подачу тетрахлорида титана и ведение процесса восстановления с периодическим сливом хлорида магния. Рафинированный жидкий магний на передел восстановления поступает в вакуум-ковшах, из которых его заливают в аппарат восстановления и процесс восстановления ведут с некоторым избыточным давлением 5,1-25,3 кПа. Аргон поступает в аппарат восстановления и в вакуум-ковш по отдельной магистрали. При заливке магния осуществляют стравливание аргона в атмосферу цеха. The method includes heating the apparatus, supplying argon to the recovery apparatus, pouring magnesium, supplying titanium tetrachloride and conducting the recovery process with periodic draining of magnesium chloride. Refined liquid magnesium for redistribution of reduction comes in vacuum ladles, from which it is poured into the recovery apparatus and the recovery process is carried out with some excess pressure of 5.1-25.3 kPa. Argon enters the recovery apparatus and the vacuum bucket through a separate line. When pouring magnesium, argon is poured into the atmosphere of the workshop.
Устройство для получения губчатого титана состоит из аппарата восстановления, выполненного в виде реторты со сливным устройством, закрытой крышкой, на которой размещены патрубки для заливки магния, подачи тетрахлорида титана и аргона. Заливку магния осуществляют из вакуум-ковша через сливной патрубок, установленный в воронку, размещенную на патрубке для заливки магния. A device for producing sponge titanium consists of a reduction apparatus made in the form of a retort with a drain device, a closed lid, on which pipes for filling magnesium, supplying titanium tetrachloride and argon are placed. Magnesium is poured from a vacuum ladle through a drain pipe installed in a funnel placed on the pipe for pouring magnesium.
Недостатком данного способа и устройства является снижение качества губчатого титана из-за насыщения губки газами, поступающими из воздуха через неплотности при заливке магния и стравливания аргона из аппарата при заливке. The disadvantage of this method and device is the decrease in the quality of sponge titanium due to saturation of the sponge with gases coming from the air through leaks when pouring magnesium and bleeding argon from the apparatus when pouring.
Известен способ и устройство для получения губчатого титана (кн. Металлургия титана. Мальшин В.М., Завадовская В.Н., Пампушко Н.А.: учебник для техникумов. -М.:Металлургия, 1991,-стр. 126-135), взятый по количеству общих признаков за прототип как для способа, так и для устройства. A known method and device for producing sponge titanium (Prince. Metallurgy of titanium. Malshin V.M., Zavadovskaya V.N., Pampushko N.A .: textbook for technical schools. -M.: Metallurgy, 1991, pp. 126-135 ), taken by the number of common features as a prototype for both the method and the device.
Способ включает разогрев аппарата, подачу аргона в аппарат, заливку магния в аппарат из вакуум-ковша, проведение процесса воссстановления при непрерывной подаче тетрахлорида титана и при периодическом сливе расплава хлорида магния из аппарата восстановления. Заливку в аппарат магния осуществляют при стравливании аргона из аппарата восстановления в атмосферу цеха и при подаче аргона в вакуум-ковш. The method includes heating the apparatus, supplying argon to the apparatus, pouring magnesium into the apparatus from the vacuum ladle, performing the recovery process with a continuous supply of titanium tetrachloride and with periodic discharge of the magnesium chloride melt from the recovery apparatus. Pouring magnesium into the apparatus is carried out when the argon is poured from the recovery apparatus into the atmosphere of the workshop and when argon is fed into the vacuum ladle.
Устройство для получения губчатого титана состоит из аппарата восстановления, состоящее из реторты со сливным устройством, закрытую крышкой с патрубками для подачи аргона, тетрахлорида титана и заливки магния. Магний заливают в аппарат из вакуум-ковша, выполненного в виде тигля со штоком, запорной иглы, сливной трубы, уровнемера и термопары, штуцера для подачи аргона. Вакуум-ковш устанавливают на патрубок для заливки магния через съемные пружинный компенсатор и задвижку, которые соединены фланцевыми соединениями с патрубком для подачи магния и сливной трубой вакуум-ковша. A device for producing sponge titanium consists of a reduction apparatus, consisting of a retort with a drain device, closed with a lid with nozzles for supplying argon, titanium tetrachloride and pouring magnesium. Magnesium is poured into the apparatus from a vacuum bucket, made in the form of a crucible with a rod, a locking needle, a drain pipe, a level gauge and a thermocouple, a fitting for supplying argon. The vacuum bucket is installed on the nozzle for pouring magnesium through a removable spring compensator and valve, which are connected by flange connections to the nozzle for supplying magnesium and the drain pipe of the vacuum ladle.
Недостатками данного способа и устройства являются трудоемкость обслуживания из-за совмещения фланцев при монтаже, заклинивания задвижки и неустойчивой установки вакуум-ковша на аппарат, что приводит к повышению длительности заливки магния в аппарат и тем самым к снижению производительности процесса получения губчатого титана. Кроме того, через фланцевые соединения, линии для подачи аргона и задвижку происходит подсос воздуха, что приводит к снижению качества губчатого титана из-за насыщения губки газами, поступающими с воздухом через указанные выше неплотности. The disadvantages of this method and device are the complexity of maintenance due to the alignment of the flanges during installation, jamming of the valve and the unstable installation of the vacuum ladle on the apparatus, which leads to an increase in the duration of pouring magnesium into the apparatus and thereby reduce the productivity of the process for producing sponge titanium. In addition, air is sucked through flanged joints, argon supply lines and a gate valve, which leads to a decrease in the quality of sponge titanium due to saturation of the sponge with gases coming from the air through the leaks indicated above.
Задачами данного изобретения являются снижение трудоемкости процесса и уменьшение насыщения титановой губки газами из воздуха, поступающего через неплотности аппарата. The objectives of this invention are to reduce the complexity of the process and reduce the saturation of the titanium sponge with gases from the air entering through the leaks of the apparatus.
Технический результат выражается в повышении производительности процесса восстановления и улучшения качества губчатого титана. The technical result is expressed in increasing the productivity of the recovery process and improving the quality of titanium sponge.
Технический результат достигается тем, что предложен способ получения губчатого титана, включающий разогрев аппарата восстановления, подачу apгoна в аппаратах и создание избыточного давления в аппарате, вывод аргона из аппарата, заливку магния в аппарат из вакуум-ковша, подачу тетрахлорида титана и ведение процесса восстановления при периодическом сливе хлорида магния, новым является то, что заливку магния в аппарат осуществляют в герметичном режиме при поддержке одинакового избыточного давления в аппарате и в вакуум-ковше, при этом аргон, выводимый из аппарата, направляют в вакуум-ковш. The technical result is achieved by the fact that a method for producing sponge titanium is proposed, including heating the recovery apparatus, supplying argon in the apparatus and creating excess pressure in the apparatus, removing argon from the apparatus, pouring magnesium into the apparatus from the vacuum ladle, supplying titanium tetrachloride and conducting the reduction process periodic discharge of magnesium chloride, new is that magnesium is poured into the apparatus in a sealed mode while maintaining the same overpressure in the apparatus and in the vacuum ladle, while arg it, withdrawn from the apparatus, is sent to a vacuum ladle.
Кроме того, избыточное давление в вакуум-ковше поддерживают не более 39,2 кПа. In addition, the overpressure in the vacuum ladle is supported by no more than 39.2 kPa.
Для осуществления способа предложено устройство для получения губчатого титана, включающее аппарат восстановления, состоящий из реторты со сливным устройством, герметичной крышки, на которой размещены патрубки для подачи тетрахлорида титана, аргона и патрубок для подачи магния, компенсирующее устройство, вакуум-ковш, который снабжен штуцером для подачи аргона, сливной трубой и установлен на компенсирующем устройстве, новым является то, что компенсирующее устройство выполнено в виде сильфона и пружины, внутри которых соосно размещена труба, проходящая через сильфон и установленная снизу в патрубок для подачи магния, причем к трубе жестко присоединен фланец, упирающийся на пружину, в верхней части труба выполнена с конусом, в котором установлена сливная труба вакуум-ковша, а патрубок для подачи аргона в аппарат соединен со штуцером для подачи аргона в вакуум-ковш. To implement the method, there is provided a device for producing sponge titanium, including a recovery apparatus, consisting of a retort with a drain device, an airtight cover, on which there are pipes for supplying titanium tetrachloride, argon and a pipe for supplying magnesium, a compensating device, a vacuum ladle, which is equipped with a fitting for supplying argon, a drain pipe and mounted on a compensating device, new is that the compensating device is made in the form of a bellows and a spring, inside of which is coaxially placed a pipe passing through a bellows and installed from below into a pipe for supplying magnesium, with a flange resting on a spring rigidly attached to the pipe, in the upper part the pipe is made with a cone in which a vacuum ladle drain pipe is installed, and a pipe for supplying argon to the apparatus is connected with a fitting for feeding argon into the vacuum bucket.
Кроме того, конус заглублен в сильфон и жестко соединен с фланцем, установленным на проходящей через сильфон трубе. In addition, the cone is buried in the bellows and is rigidly connected to the flange mounted on the pipe passing through the bellows.
Кроме того, соотношение диаметра трубы к диаметру сильфона равно 1:(2-3). In addition, the ratio of the diameter of the pipe to the diameter of the bellows is 1: (2-3).
Кроме того, соотношение диаметра нижней части конуса к диаметру сильфона равно 1:(2-2,5). In addition, the ratio of the diameter of the lower part of the cone to the diameter of the bellows is 1: (2-2.5).
Кроме того, труба сильфона заглублена в патрубок для подачи магния ниже крышки. In addition, the bellows pipe is buried in the nozzle for supplying magnesium below the cap.
Проведение операции заливки магния в аппарат восстановления в герметичном режиме при создании одинакового давления в аппарате и в вакуум-ковше и при использовании усовершенствованной конструкции компенсирующего устройства позволит исключить попадание воздуха в вакуум-ковш и в аппарат восстановления и тем самым повысить качество губчатого титана. The operation of pouring magnesium into the recovery apparatus in a sealed mode while creating the same pressure in the apparatus and in the vacuum ladle and using the improved design of the compensating device will prevent air from entering the vacuum ladle and the recovery apparatus and thereby improve the quality of titanium sponge.
Предложенная конструкция компенсирующего устройства позволяет создать устойчивое положение вакуум-ковша, снизить трудоемкость обслуживания вакуум-ковша и аппарата восстановления при заливке магния в аппарат восстановления. The proposed design of the compensating device allows you to create a stable position of the vacuum ladle, reduce the complexity of servicing the vacuum ladle and recovery apparatus when pouring magnesium into the recovery apparatus.
Подача аргона из аппарата восстановления в вакуум-ковш и соединение патрубка для подачи аргона со штуцером для аргона вакуум-ковша позволить создать одинаковое давление в аппарате и вакуум-ковше, исключая таким образом попадание воздуха в устройство для получения губчатого титана и повышая тем самым качество губчатого титана. The supply of argon from the recovery apparatus to the vacuum ladle and the connection of the argon nozzle to the argon nozzle of the vacuum ladle allow the same pressure to be created in the apparatus and the vacuum ladle, thus eliminating air entering the device for producing sponge titanium and thereby improving the quality of the sponge titanium.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источник, характеризующийся признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил установить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результате отличительных признаков в заявленном способе получения губчатого титана и устройства для его осуществления, изложенных в формуле изобретения. An analysis of the prior art by the applicant, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, made it possible to establish that the applicant did not find a source characterized by features that are identical to all essential features of the invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the totality of the characteristics of the analogue, made it possible to establish a set of significant distinguishing features in relation to the technical result perceived by the applicant in the claimed method for producing sponge titanium and the device for its implementation set forth in the claims.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленных способа и устройства. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований для достижения технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known solutions in order to identify features that match the distinctive features of the claimed method and device from the prototype. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention is not revealed from the prior art determined by the applicant to achieve a technical result. Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
На фиг. 1 показано устройство для получения губчатого титана; на фиг.2 -компенсирующее устройство
Устройство для получения губчатого титана состоит из реторты 1 со сливным устройством 2, реторта закрыта герметичной крышкой 3 с патрубком для подачи тетрахлорида титана 4, патрубком для аргона 5, патрубком для заливки магния 6, из вакуум-ковша 7 со штуцером 8 для подачи аргона и со сливной трубой 9, вакуум-ковш установлен на компенсирующее устройство 10. Патрубок 5 крышки устройства соединен со штуцером 8 вакуум-ковша с помощью линии 17.In FIG. 1 shows a device for producing sponge titanium; figure 2 - compensating device
A device for producing sponge titanium consists of a retort 1 with a drain device 2, the retort is closed by a sealed cover 3 with a pipe for supplying titanium tetrachloride 4, a pipe for argon 5, a pipe for pouring magnesium 6, from a vacuum ladle 7 with a fitting 8 for feeding argon and with a drain pipe 9, the vacuum ladle is mounted on the compensating
Компенсирующее устройство 10 выполнено в виде сильфона 11, внутри которого проходит труба 12, пружины 13, размещенную между фланцами 14 и 16. В верхней части труба снабжена конусом 15. Compensating
Монтаж устройства для заливки магния в аппарат восстановления осуществляют последовательно. Предварительно готовят компенсирующее устройство 10, для чего в сильфоне 11 диаметром 200 мм соосно устанавливают трубу 12 диаметром 80 мм, поддерживая соотношение диаметров трубы и сильфона равным 1: (2-3), внутри сильфона, между фланцами 14 и 16 устанавливают пружину 13. Верхняя часть трубы 12 выполнена с конусом 15 диаметром 100 мм, причем конус 15 заглублен в сильфон 10 и жестко соединен с фланцем 14. Соотношение диаметра конуса к диаметру сильфона подобрано как 1: (2-2,5). Вакуум-ковш 7, заполненный расплавленным магнием, с помощью сливной трубы 9 устанавливают в конус 15 трубы 12 компенсирующего устройства 10. Трубу 12 компенсирующего устройства 10 устанавливают в патрубок 6 для заливки магния в аппарат восстановления, причем трубу 12 заглубляют в патрубок 6 ниже крышки 3 аппарата восстановления. Патрубок 5 для подачи и вывода аргона соединяют с помощью трубы 17 со штуцером 8 для подачи аргона в вакуум-ковш 7. Installation of the device for pouring magnesium into the recovery apparatus is carried out sequentially. Compensating
Пример осуществления способа и работы устройства. An example implementation of the method and operation of the device.
Предварительно собранный аппарат восстановления, состоящий из реторты 1, сливного устройства 2, крышки 3 с патрубком 4 для подачи тетрахлорида титана с патрубком 5 для подачи аргона и патрубком 6 для заливки магния, проверяют на герметичность путем откачки воздуха из аппарата вакуумными насосами и последующим измерением остаточного давления в аппарате, устанавливают в печь, включают нагреватели печи при температуре 400-500oС, в аппарат задают аргон (ГОСТ 10257), монтируется сливное устройство 2 и после расплавления конденсата производят первый слив соли. После слива в аппарат начинают заливать магний из вакуум-ковша 7 в количестве 6,5-7,5 т, и поддерживают избыточное давление в вакуум-ковше и аппарате не более 39,2 кПа путем сообщения объемов вакуум-ковша и аппарата через шланг 17 и подпиткой аргоном из цеховой магистрали. Магний заливают при температуре не менее 750oС. Вакуум-ковш 7 со штуцером для подачи аргона 8, сливной трубы 9 устанавливают на компенсирующее устройство 10, причем сливная труба 9 установлена в конус 15 трубы 12, а труба 12 установлена в центральный патрубок 6 для подачи магния и заглублена ниже крышки 3. Все операции по заливке магния осуществляют под протоком аргона, причем при заливке магния аргон из аппарата восстановления стравливают и направляют в вакуум-ковш с помощью линии 17, соединяющей патрубок для подачи аргона 5 со штуцером 8 вакуум-ковша. Для отвода аргона из аппарата восстановления в вакуум-ковш использован фланец со штуцером диаметром 30 мм. Фланец со штуцером подсоединен через резиновую прокладку болтами к фланцу вентиля Ду-50 патрубка крышки 3 аппарата восстановления. После заливки магния убирают вакуум-ковш, компенсирующее устройство 10 и на патрубок 6 устанавливают заглушку. Избыточное давление в аппарате в ходе процесса восстановления поддерживают до 39,2 кПа, температуру процесса - 600-950oС Подачу тетрахлорида титана осуществляют при избыточном давлении аргона в пределах до 39,2 кПа при массовом расходе тетрахлорида титана 180-240 кг/ч в автоматическом режиме с помощью дозатора. Образующийся во время процесса хлорид магния сливают по графику. Процесс ведут при коэффициенте использования магния 55-65%.A pre-assembled recovery apparatus consisting of a retort 1, a drain device 2, a cover 3 with a nozzle 4 for supplying titanium tetrachloride with a nozzle 5 for feeding argon and a nozzle 6 for pouring magnesium, is checked for leaks by pumping air from the apparatus with vacuum pumps and then measuring the residual pressure in the apparatus, installed in the furnace, turn on the furnace heaters at a temperature of 400-500 o C, argon is specified in the apparatus (GOST 10257), drain device 2 is mounted and after the condensate is melted, the first pouring salt. After draining, the apparatus begins to pour magnesium from a vacuum ladle 7 in an amount of 6.5-7.5 tons, and the overpressure in the vacuum ladle and apparatus is maintained at no more than 39.2 kPa by communicating the volumes of the vacuum ladle and apparatus through a hose 17 and argon feed from the shop line. Magnesium is poured at a temperature of at least 750 o C. A vacuum bucket 7 with a nozzle for feeding argon 8, a drain pipe 9 is installed on a compensating
Таким образом, предложенный способ получения губчатого титана и устройство для его осуществления позволяют значительно улучшить качество губчатого титана за счет исключения попадания воздуха в вакуум-ковш и в аппарат восстановления, уменьшить трудоемкость заливки магния в аппарат восстановления и тем самым повысить производительность процесса восстановления. Thus, the proposed method for producing sponge titanium and a device for its implementation can significantly improve the quality of sponge titanium by eliminating air from entering the vacuum ladle and into the recovery apparatus, reduce the laboriousness of pouring magnesium into the recovery apparatus, and thereby increase the productivity of the recovery process.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131981A RU2208653C1 (en) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | Method of production of spongy titanium and device for method embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131981A RU2208653C1 (en) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | Method of production of spongy titanium and device for method embodiment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208653C1 true RU2208653C1 (en) | 2003-07-20 |
Family
ID=29210992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001131981A RU2208653C1 (en) | 2001-11-26 | 2001-11-26 | Method of production of spongy titanium and device for method embodiment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208653C1 (en) |
-
2001
- 2001-11-26 RU RU2001131981A patent/RU2208653C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
МАЛЬШИН В.М. и др. Металлургия титана. - М.: Металлургия, 1991, с. 126-135. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3125440A (en) | Tlbr b | |
US4105438A (en) | Continuous metal melting, withdrawal and discharge from rotary furnaces | |
US2799065A (en) | Method and apparatus for continuously casting metal bars, billets, or the like | |
US3402757A (en) | Method for continuous casting of steel through a closed gas filled chamber | |
RU2208653C1 (en) | Method of production of spongy titanium and device for method embodiment | |
FI74896C (en) | Method and apparatus for casting a cast iron sleeve. | |
US2976587A (en) | Method and device for casting steels and other ferrous compounds in ingot moulds | |
US2399634A (en) | Handling molten magnesium | |
ES8300539A1 (en) | Apparatus and process for low-pressure casting. | |
RU2240371C1 (en) | Titanium sponge producing apparatus | |
US3211545A (en) | Process and apparatus for vacuum degassing of metal | |
US2082588A (en) | Apparatus for producing slush castings | |
CN201371225Y (en) | Device for forming hollow profile of cast iron through continuous casting limited by composite physical field | |
JP2000513273A (en) | Method and apparatus for casting a metal object in a casting cavity adapted to be filled upward | |
CN105063282B (en) | A kind of VD refining furnaces temperature measurement on-line device and temp measuring method | |
GB477720A (en) | Improved method of and apparatus for casting metals | |
US4628987A (en) | Apparatus for continuous vertical casting of iron tube | |
US3306731A (en) | Method of degassing steel | |
CN106862548A (en) | A kind of continuous casting intermediate inlet toasts bottom extractor fan and method online | |
NO123613B (en) | ||
US20160129499A1 (en) | Process and apparatus for casting titanium aluminide components | |
CA1082915A (en) | Continuous metal melting withdrawal and discharge from rotary furnaces | |
SU899273A1 (en) | Alloy degassing apparatus | |
US1161246A (en) | Glass-drawing apparatus. | |
RU2204621C2 (en) | Apparatus for magnesium-reduced production of spongy titanium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201127 |