RU2770549C1 - Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана - Google Patents
Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана Download PDFInfo
- Publication number
- RU2770549C1 RU2770549C1 RU2021123534A RU2021123534A RU2770549C1 RU 2770549 C1 RU2770549 C1 RU 2770549C1 RU 2021123534 A RU2021123534 A RU 2021123534A RU 2021123534 A RU2021123534 A RU 2021123534A RU 2770549 C1 RU2770549 C1 RU 2770549C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- magnesium chloride
- magnesium
- reactor
- level
- retort
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/10—Obtaining titanium, zirconium or hafnium
- C22B34/12—Obtaining titanium or titanium compounds from ores or scrap by metallurgical processing; preparation of titanium compounds from other titanium compounds see C01G23/00 - C01G23/08
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для контроля сливов хлорида магния из аппарата при магниетермическом восстановлении губчатого титана. Способ включает монтаж аппарата восстановления, заливку магния, подачу тетрахлорида титана, восстановление тетрахлорида титана магнием с периодическими сливами хлорида магния, взвешивание ковшей с хлоридом магния после каждого слива, расчёт накопления хлорида магния в аппарате восстановления. За один слив поддерживают накопление хлорида магния 9,3÷15,1% от средней массы слитого хлорида магния. Для исключения занижения уровня расплава и оголения блока губчатого титана осуществляют контроль положения уровня расплава в реторте на уровне зоны воздушного охлаждения реактора с изменением его положения в реторте не более 17% от первоначального уровня. Изобретение позволяет путем изменения уровня сохранять достаточное количество расплава в реторте, исключая нежелательные реакции тетрахлорида титана с блоком губчатого титана. 1 з.п. ф-лы.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Способ может быть использован в цветной металлургии для контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана
Уровень техники
Известна схема автоматического контроля и регулирования процесса восстановления (Гармата В.А., Петрунько А.Н., Галицкий Н.В. и др. Титан - М.: Металлургия, 1983. - 559 с., с. 377), в которой контроль количества сливаемого хлористого магния осуществляется автоматическим взвешиванием реактора восстановления весоизмерительным устройством. Хлористый магний сливают после введения заданного количества четырёххлористого титана. Контроль, автоматическое регулирование и суммирование расхода четырёххлористого титана осуществляются дозатором агрессивной жидкости. Согласно указанной схеме для осуществления взвешивания реактора восстановления в ходе процесса весоизмерительное устройство монтируется на фланце шахтной электропечи. Известно, что в ходе процесса восстановления на реактор восстановления оказывают механические воздействия удары при открытии/закрытии сливного устройства, импульсы от порционной подачи тетрахлорида титана в реактор, обдув стенки реторты реактора охлаждающим воздухом. Недостатками данной схемы являются сложность технической реализации системы взвешивания реактора восстановления в печи, а также то, что все перечисленные воздействия будут вносить возмущения в способ измерения веса реактора и снижать точность контроля.
Известен способ автоматического контроля и управления режимом сливов хлористого магния при металлотермическом восстановлении титана (а.с. СССР №982359, опубл. 20.05.1999). Способ включает измерение количества выводимого из реактора хлористого магния по изменению веса реактора во время слива, измерение количества поданного в реактор тетрахлорида титана и корректировку текущего веса реактора в период слива на величину подаваемого в реактор тетрахлорида титана. Способ отличается тем, что дополнительно фиксируют моменты начала и окончания слива хлористого магния, запоминают интегральный расход тетрахлорида титана в моменты начала и окончания слива хлористого магния и вес реактора в момент окончания слива. Недостатками данного способа являются сложность технической реализации системы взвешивания реактора в ходе процесса, повышенные затраты на приобретение и монтаж, большое количество возмущающих воздействий в процессе, которые снижают точность измерений веса реактора.
По количеству общих признаков за ближайший аналог-прототип принята система автоматического управления процессом магниетермического восстановления тетрахлорида титана (а.с. СССР №726204, опубл. 05.04.1980). Система-прототип содержит в числе прочего дозаторы тетрахлорида титана, систему весоизмерения и устройство управления сливом хлористого магния. Отличительным признаком системы является то, что датчики веса установлены на мостовом кране и на тележке с ковшом для хлористого магния, а выходы оперативно-запоминающего устройства через устройства адресации подключены к управляющему устройству слива хлористого магния, дозирования тетрахлорида титана и заливки магния.
Недостатком системы, принятой за прототип, является то, что контроль слива осуществляется только по количеству слитого хлористого магния, без участия человека или каких-либо оптических датчиков позволяющих контролировать появление магния в струе при сливе, а также то, что открытие-закрытие сливного устройства производится автоматически управляющим устройством. В процессе восстановления возможно возникновение не полного разделения в реакторе расплавов магния и хлорида магния, что приводит к смешанному сливу их из реактора восстановления. При использовании исключительно весового учёта без визуального контроля струи расплава и устройства управления сливом хлористого магния возможны повышенные потери магния со сливом, что может привести к занижению уровня расплава в реакторе восстановления, оголению верхней части блока губчатого титана во второй половине процесса. Взаимодействие тетрахлорида титана с губчатым титаном станет причиной протекания нежелательных химических реакций с образованием низших хлоридов титана, потерям тетрахлорида титана, возникновению непроизводительных простоев и снижению производительности реактора восстановления.
Раскрытие сущности изобретения
Технический результат направлен на устранение недостатков прототипа и заключается в том, что способ контроля слива и управления процессом магниетермического восстановления губчатого титана позволяет сократить колебания уровня расплава и сузить зону протекания восстановительной реакции по высоте реторты, уменьшить непроизводительные простои реактора восстановления, возникающие из-за недостатка магния-восстановителя, снизить потери магния и тетрахлорида титана, увеличить производительность реактора восстановления.
Технический результат достигается тем, что в способе контроля слива и управления процессом магниетермического восстановления губчатого титана включающем монтаж реактора восстановления, расплавление и слив конденсатного хлорида магния, заливку магния, подачу тетрахлорида титана, восстановление тетрахлорида титана магнием с периодическими сливами хлорида магния из реторты реактора, выполнением взвешивания ковшей с хлоридом магния после каждого слива, использованием полученного веса слитого хлорида магния для вычисления величины оставшегося хлорида магния (накопления хлорида магния) в реакторе восстановления, новым является то, что за один слив величину накопления хлорида магния в реакторе восстановления поддерживают в диапазоне 9,3÷15,1% от средней массы слитого хлорида магния, для исключения занижения уровня расплава и оголения блока губчатого титана осуществляют контроль положения уровня расплава в реторте на уровне зоны воздушного охлаждения реактора восстановления с изменением его положения в реторте не более 17% от первоначального уровня.
Кроме того, с помощью компьютерной программы осуществляют автоматический расчёт и графически отображают на мониторах рабочих компьютеров положение уровня расплава в реторте реактора в ходе процесса восстановления, что позволяет за счёт количества сливаемого хлорида магния и скорости подачи тетрахлорида титана в реторту реактора оперативно изменять положение уровня расплава в реторте реактора.
Подобранный экспериментальным путем и опытно-промышленными испытаниями режим ведения процесса восстановления тетрахлорида титана магнием с полным взвешиванием хлорида магния после каждого слива и использованием полученного веса для вычисления величины оставшегося хлорида магния (накопления хлорида магния) в реакторе восстановления позволяет контролировать и управлять процессом. Проведение процессов восстановления с выполнением каждого слива таким образом, чтобы средняя величина оставшегося в реакторе MgCl2 находилась в диапазоне 9,3÷15,1% от количества слитого MgCl2, позволяет сократить колебание уровня в реторте реактора и поддерживать количество расплава в реторте реактора на уровне зоны воздушного охлаждения печи. Автоматический расчёт и отображение уровня расплава в реторте реактора в ходе процесса восстановления позволяет за счёт количества сливаемого хлорида магния и скорости подачи тетрахлорида титана в реактор восстановления оперативно изменять положение уровня в реторте реактора за весь процесс на величину не более 17% от первоначального. Изменение положения уровня в реторте реактора в указанных пределах позволяет сохранить достаточное количество расплава в реторте реактора для того чтобы скрыть верхнюю часть блока губчатого титана, что исключает потери тетрахлорида титана с низшими хлоридами, снижает количество непроизводительных простоев и способствует увеличению производительности реактора восстановления.
Осуществление изобретения
Процесс восстановления проводят в герметичном реакторе, включающем реторту закрытую крышкой, к донному патрубку реторты присоединено сливное устройство. Реактор устанавливают в шахтную печь, имеющую электрические нагреватели. Перед проведением процесса, производят слив конденсатного хлорида магния. Производят измерение уровня и определяют количество конденсатного магния в реторте реактора. Вакуумным ковшом заливают в реактор восстановления расплавленный магний. Количество магния определяют взвешиванием каждого вакуумного ковша с магнием на крановых весах. После выполнения заливки через патрубок в крышке начинают порционную подачу жидкого тетрхлорида титана. Количество подаваемого тетрахлорида титана измеряется объёмным дозатором агрессивной жидкости. Реакция взаимодействия тетрахлорида титана с магнием сопровождается выделением тепла, поэтому во избежание прогара стенки реторты, реакционную зону обдувают атмосферным воздухом, нагнетаемым в печь вентилятором через каналы, расположенные на определённой высоте в футеровке печи. Температура на стенке реторты контролируется термопарами. При помощи автоматической системы управления процессом осуществляют контроль и регулирование температуры на стенке реторты и давления в реакторе восстановления. Режим подачи тетрахлорида титана в реактор восстановления поддерживается в автоматическом режиме. В ходе реакции образуется губчатый титан и расплав хлорида магния. Губчатый титан осаждается через расплав в донную часть реторты, где частицы металла формируются в блок. Процесс восстановления проводится при температурах 700-870°С. Образующийся попутно по реакции хлорид магния имеет плотность больше чем у магния и накапливается в донной части реторты, откуда его периодически сливают через сливное устройство в ковш согласно установленному графику сливов. Вес пустого ковша известен, после каждого слива производят взвешивание ковша с хлористым магнием на крановых весах. Полученный вес используется для расчёта массы оставшегося в реакторе восстановления хлорида магния (накопление хлорида магния). В ходе процесса за один слив поддерживают накопление хлорида магния - 9,3÷15,1% от средней массы слитого хлорида магния. Таким образом, в течение всего процесса образовавшийся между предыдущим и очередным сливом хлористый магний сливают из реактора не полностью, поддерживая уровень расплава внутри реторты в зоне действия воздушного охлаждения печи. По специально разработанной компьютерной программе определяется уровень расплава в реторте реактора до и после выполнения очередного слива на процессе. Полученный уровень расплава в реакторе восстановления графически отображается в режиме реального времени на мониторах рабочих компьютеров, используемых для дистанционного контроля и управления процессом. За весь процесс обеспечивают колебание уровня расплава в реторте не более 17% от первоначального уровня. После подачи заданного количества тетрахлорида титана в реторту, его расход прекращается. Во внутреннем объёме реторты получают реакционную массу, состоящую из титана, магния и хлорида магния. Ведение процесса восстановления с контролем сливов взвешиванием в режиме неполного слива, контроль положения уровня расплава в реакторе с изменением его положения в указанных пределах, позволяют исключить занижение уровня и оголение блока губчатого титана в реакторе восстановления, сократить потери магния со сливами хлористого магния и потери тетрахлорида титана с низшими хлоридами титана. Таким образом, предложенный способ способствует снижению непроизводительных простоев в процессе восстановления и увеличению производительности реактора восстановления.
Claims (2)
1. Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана, включает монтаж реактора восстановления, расплавление и слив конденсатного хлорида магния, заливку магния, подачу тетрахлорида титана, восстановление тетрахлорида титана магнием с периодическими сливами хлорида магния, взвешивание ковшей с хлоридом магния после каждого слива, использование полученного веса слитого хлорида магния для расчёта накопления хлорида магния в реакторе восстановления, отличающийся тем, что за один слив величину накопления хлорида магния в реакторе восстановления поддерживают в диапазоне 9,3÷15,1% от средней массы слитого хлорида магния, для исключения занижения уровня расплава и оголения блока губчатого титана осуществляют контроль положения уровня расплава в реторте на уровне зоны воздушного охлаждения реактора восстановления с изменением его положения в реторте не более 17% от первоначального уровня.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что с помощью компьютерной программы осуществляют автоматический расчёт и графически отображают на мониторах рабочих компьютеров положение уровня расплава в реторте реактора в ходе процесса восстановления, что позволяет за счёт количества сливаемого хлорида магния и скорости подачи тетрахлорида титана в реторту реактора оперативно изменять положение уровня расплава в реторте реактора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021123534A RU2770549C1 (ru) | 2021-08-09 | 2021-08-09 | Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021123534A RU2770549C1 (ru) | 2021-08-09 | 2021-08-09 | Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2770549C1 true RU2770549C1 (ru) | 2022-04-18 |
Family
ID=81212632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021123534A RU2770549C1 (ru) | 2021-08-09 | 2021-08-09 | Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2770549C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU726204A1 (ru) * | 1977-10-26 | 1980-04-05 | Запорожский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика" | Система автоматического управлени процессом магнийтермического восстановлени тетрахлорида титана |
SU982359A1 (ru) * | 1981-04-27 | 1999-05-20 | Запорожский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика" | Способ автоматического контроля и управления режимом сливов хлористого магния при металлотермическом восстановлении титана |
UA37307C2 (ru) * | 2000-01-10 | 2001-05-15 | Запорізький Державний Титано-Магнієвий Комбінат | Способ получения тетрахлорида титана |
WO2006042360A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Low temperature industrial process |
CN102181670A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-09-14 | 东北大学 | 一种镁氯循环利用制备海绵钛的方法 |
UA101294C2 (ru) * | 2012-08-06 | 2013-03-11 | Государственное Предприятие «Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Титана» | Способ производства губчатого титана |
-
2021
- 2021-08-09 RU RU2021123534A patent/RU2770549C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU726204A1 (ru) * | 1977-10-26 | 1980-04-05 | Запорожский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика" | Система автоматического управлени процессом магнийтермического восстановлени тетрахлорида титана |
SU982359A1 (ru) * | 1981-04-27 | 1999-05-20 | Запорожский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского И Конструкторского Института "Цветметавтоматика" | Способ автоматического контроля и управления режимом сливов хлористого магния при металлотермическом восстановлении титана |
UA37307C2 (ru) * | 2000-01-10 | 2001-05-15 | Запорізький Державний Титано-Магнієвий Комбінат | Способ получения тетрахлорида титана |
WO2006042360A1 (en) * | 2004-10-20 | 2006-04-27 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Low temperature industrial process |
CN102181670A (zh) * | 2011-04-25 | 2011-09-14 | 东北大学 | 一种镁氯循环利用制备海绵钛的方法 |
UA101294C2 (ru) * | 2012-08-06 | 2013-03-11 | Государственное Предприятие «Государственный Научно-Исследовательский И Проектный Институт Титана» | Способ производства губчатого титана |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8651168B2 (en) | Cooling control system for continuous casting of metal | |
MXPA03011418A (es) | Metodo y sistema en linea para monitorizar operacion de arranque de fundidor continuo y predecir rupturas de la colada de inicio. | |
RU2770549C1 (ru) | Способ контроля слива хлорида магния из реактора восстановления и управления магниетермическим восстановлением губчатого титана | |
US10584426B2 (en) | Method for producing single crystal | |
WO2019115655A1 (en) | Method of controlling a gas furnace for melting metal and control system therefor | |
JP2002003959A (ja) | スポンジチタンの製造方法及び製造装置 | |
CN111593283B (zh) | 热涂镀锌锅液位测量系统及控制方法 | |
CN111683766B (zh) | 用于监测连续铸钢工艺的方法和设备 | |
US4435255A (en) | Process and apparatus for controlled feed of alumina and halogen additives into electrolysis vats for the production of aluminum | |
JP2019210537A (ja) | めっき浴の浴面位置の調整方法、めっき浴への金属インゴット投入方法、めっき浴への金属インゴット投入装置、連続溶融めっき設備及びめっき鋼板の製造方法 | |
JP2008116066A (ja) | 電気炉の操業方法 | |
JP4800292B2 (ja) | 融解装置 | |
JP2003306727A (ja) | スポンジチタン製造方法 | |
JPH08301621A (ja) | 溶融ガラス原料及び溶融ガラス原料の製造方法並びに溶融ガラス原料の製造装置 | |
RU2743208C1 (ru) | Способ контроля подачи тетрахлорида титана в аппарат восстановления при магниетермическом восстановлении титана | |
RU2809036C1 (ru) | Система точного управления технологическими параметрами процесса восстановления губчатого титана и метод управления | |
JP2005232500A (ja) | スポンジチタンの製造方法及び装置 | |
Pradhan et al. | Prediction of slag pool thickness in continuous casting mould | |
JPH03115129A (ja) | ガラス溶融装置の溶融ガラス流出量調節方法および装置 | |
US3075837A (en) | Reduction process for the preparation of refractory metal subhalide compositions | |
EP3144619B1 (en) | Submerged combustion furnace for producing frit and method for producing frit | |
US10563286B2 (en) | Electroslag remelting process and melting vessel | |
JP2008110376A (ja) | 鉛電解アノードの鋳造方法 | |
JPH03164436A (ja) | ガラス溶融装置のガラス液位調節方法および装置 | |
RU2424335C1 (ru) | Способ электрошлакового переплава |