реторта для получения губчатого титана белокопытова-путиных

Формула изобретения

Реторта для получения губчатого титана, включающая сварную обечайку, эллиптическое дно с донным патрубком, выполненные из стали Х18Н10Т, и фланец, отличающаяся тем, что обечайка имеет один продольный шов, а материал обечайки и эллиптического дна обладает изотропными свойствами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности, к магниетермическому получению губчатого титана.

Известны реторты, свариваемые из отдельных листов (В.А. Гармата и др. "Титан". - М. : Металлургия, 1983, c. 373), состоящие из сварной обечайки, эллиптического дна с донным патрубком, выполненные из стали Х18Н10Т, и фланца. Эти реторты имеют невысокий срок службы из-за разрушения сварных швов и анизатропных свойств стали, а также пониженную производительность.

Прототипом предлагаемого изобретения является реторта, рассмотренная в статье Г.А. Бархатова и В.Г. Поплавко "Исследование закономерностей разрушения сварных швов реакторов, используемых для получения губчатого титана" (Бюллетень "Цветная металлургия", 1973, N 1, c. 32-34). Эта реторта (реактор) состоит из сварной обечайки, эллиптического дна с донным патрубком, выполненных из стали Х18Н10Т, и фланца. Обечайка имеет два продольных и один поперечный сварные швы, которые периодически разрушаются, снижая производительность реторты. Кроме того, реторта сварена из листов продольной прокатки, проходящей по ее периметру. А известно, что свойства стали марки Х18Н10Т в продольном и поперечном направлениях анизатропны, причем в поперечном направлении лист этой стали имеет предел ударной вязкости, временного сопротивления и текучести ниже, чем в продольном направлении (Бровман М.Я., Зеличенок Б.Ю., Герцев А.И. "Усовершенствование технологии прокатки толстых листов". - М.: Металлургия, 1969. - С. 122-128). Так, ударная вязкость в поперечном направлении на 30% ниже ударной вязкости в продольном направлении при степени деформации 2% при продольной прокатке, а при степени деформации 30% этот показатель ниже на 73% (Долженков Ф.Е. и др. Перспективы повышения качества толстых листов. В тематическом отраслевом сборнике "Повышение эффективности производства толстолистового проката". М.: Металлургия, 1984. - С. 5). Названные величины механических свойств стали характеризуют ее изотропность.

В связи с этим прочностные характеристики реторты по ее оси ниже, чем в поперечном направлении, что значительно сокращает срок службы реторты, т.е. ее производительность.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении производительности реторты.

Поставленная задача достигается тем, что в реторте для получения губчатого титана, состоящей из сварной обечайки, эллиптического дна с донным патрубком, выполненных из стали Х18Н10Т, и фланца, новым является то, что обечайка имеет лишь один продольный шов, а материал обечайки и эллиптического дна обладает изотропными свойствами. Сокращение сварных швов с трех до одного, использование на изготовление обечайки и эллиптического дна реторты стали Х18Н10Т, обладающей изотропными свойствами, позволит изготовить равнопрочную реторту в продольном и поперечном направлениях, а сокращение сварных швов обеспечит ее прочность и надежность в ходе эксплуатации. Таким образом, оба признака новизны позволяют повысить производительность реторты за счет снижения простоев реторты в случае разгерметизации сварных швов и за счет увеличения срока ее службы вследствие увеличения прочности материала, из которого ее изготовляют. Следовательно, эти признаки способствуют выполнению поставленной задачи.

Реторта для получения губчатого титана изображена на чертеже. Реторта состоит из обечайки 1 с одним продольным сварным швом 2, эллиптического дна 3 с донным патрубком 4, изготовленных из стали Х18Н10Т с изотропными свойствами, фланца 5 из стали Ст. 3.(Изотропные свойства листа получают при чередовании поперечной и продольной прокатки.)

Реторта размерами, например, внутренним диаметром 1500 мм, высотой 4000 мм, толщиной обечайки и эллиптического дна 22 мм работает следующим образом. Она является основным узлом аппаратов восстановления и вакуумной сепарации для получения губчатого титана. С помощью фланца 5 и донного патрубка 4 ее герметизируют, а в объеме, создаваемом обечайкой 1 со сварным продольным швом 2 и эллиптическим дном 3, получают губчатый титан. На стадии процесса восстановления реторта работает под избыточным давлением до 0,5 кгс/см² при температуре 800-860^oC. На стадии процесса вакуумной сепарации реторта работает под вакуумом 10^-2-10^-3 мм рт.ст. при температуре 1000-1030^oC. За процесс восстановления и процесс вакуумной сепарации ("полный промышленный цикл") получают 5 т губчатого титана. За весь срок службы реторты (45 промышленных циклов) в ней получают 225-250 т губчатого титана. Практика эксплуатации реторты тех же размеров и цикловой производительности (5 т/цикл), выполненной из анизатропного металла и с тремя сварными швами на обечайке показывает возможность получить за срок ее службы (35 промышленных циклов) 145-170 т губчатого титана. Следовательно, предлагаемое изобретение позволяет повысить производительность реторты в 1,4-1,5 раза.