ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Типы реакторов для магниетермического восстановления из "Металлургия редких металлов Издание 2 " Реакция экзотермическая. Выделяющегося тепла (122 ккал на I моль Ti U или 2545 ккал на 1 кг титана) достаточно для ведения процесса за счет теплоты реакции без подведения тепла извне. [c.241] Действительный механизм восстановления более сложен и недостаточно изучен. Поскольку процесс осуществляется периодически, он протекает с различной скоростью в зависимости от количества введенного в аппарат хлорида титана и, соответственно этому, от количества израсходованного магния и накопившихся продуктов реакции — титановой губки и хлористого магния (шлака). [c.241] С целью обнажения поверхности губки и более полного использования рабочего объема реактора хлористый магний периодически выпускают. Это приводит к увеличению скорости реакции. [c.241] Чтобы процесс шел с равномерной скоростью, лучше магний в аппарат догружать периодически вместо загрузки всей порции магния вначале. Прн работе с периодической догрузкой повышается степень использования магния и получается губка титана более однородного состава. [c.241] Нижний температурный предел восстановления ограничен температурой плавления Mg b (714°С), а верхний предел 975° С. Выше этой температуры титан сплавляется с железом (температура плавления эвтектики титан — железо 1085° С). [c.241] Это может повести к загрязнению титана железом и быстрому выходу из строя аппарата. Рабочий интервал температур, в котором можно вести восстановление, довольно широк (720— 975°С). Практически процесс ведут при 800—900°С. [c.242] Температуру можно поддерживать, регулируя скорость подачи четыреххлористого титана. Для повышения производительности аппарата часть избыточного тепла отводят охлаждением наружных стенок реактора холодным воздухом. [c.242] Низшие хлориды титана растворяются в жидком хлористом магнии. При стекании расплава через поры губки часть низших хлоридов носстанавливается магнием, паходящимся б порах губки. [c.242] Чтобы обеспечить полное восстановление, применяют избыток магния (примерно 15—25% сверх теоретического количества) и выдерживают аппарат в конце восстановления (после прекращения подачи TI I4) при высокой температуре (900—920° С) для завершения восстановления низших хлоридов. [c.242] На рис. 98 показано примерное расположение титановой губки в промышленном аппарате при работе без догрузки магния. Основная часть губки, заполняющей аппарат, — так называемая крица, составляет 75—80%. [c.243] Аппараты из такой стали можно извлекать из печи при 700—800° С и охлаждать с этой температуры водой, что ускоряет их оборачиваемость. [c.243] Реторту закрывают крышкой, которую крепят к фланцу на болтах 2. Герметизация достигается уплотняющими резиновыми кольцами, место уплотнения охлаждается водяной рубашкой. В крышке имеются патрубки для загрузки твердого или жидкого магния, подачи четыреххлористого титана из напорного бачка, подсоединения аппарата к вакуумной системе и впуска аргона. [c.243] Применяемые аппараты подразделяются на две группы — аппараты с вставным стаканом и без вставного стакана. Различные конструкции аппаратов с вставным стаканом отличаются главным образом устройством для слива хлористого магния. [c.243] Недостатки аппаратов с вставным стаканом низкий коэффициент использования рабочего объема реторты (0,4—0,45) кольцевой зазор между стаканом и ретортой, который ухудшает отвод тепла и вынуждает вести процесс медленней сложность устройств для слива шлака. В связи с этим большее распространение получили аппараты без вставного стакана, в которых продукты реакции (реакционная масса) накапливаются в самой реторте. В таких аппаратах сравнительно просто выпускается шлак (через патрубок в дне реторты) более полно используется объе.м реторты (коэффициент использования объема 0,5—0,6) лучше отвод тепла через стенку реторты при обдувке ее воздухом, что позволяет повысить скорость ведения процесса. Для контроля температуры в аппаратах этого типа достаточно измерять наружную температуру стенки реторты в нескольких местах по ее высоте, не устанавливая термопару внутри реактора. [c.244] Нагревание аппаратов осуществляется в печах с электрически.м или газовым обогревом. Следует при этом учитывать, что нагрев необходим только в начале процесса (нагрев аппарата, расплавление начальной загрузки магния) и в конце операции. [c.244] На рис. 100 приведена примерная установка аппаратов для восстановления в производственном помещении. [c.244] Вернуться к основной статье