Общие способы рафинирования или переплавки металлов, устройства для электрошлаковой или электродуговой переплавки металлов: .рафинирование с применением вакуума – C22B 9/04

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов. Способ получения индия высокой чистоты включает вакуум-термическую обработку индия. При этом вакуум-термическую обработку проводят в две стадии. На первой стадии ее проводят при температуре 1000-1350°С, получают три конденсированные фракции, одна из которых обогащена труднолетучими примесями, другая содержит сконденсированные возгоны, обогащенные легколетучими примесями, а третья очищена от труднолетучих и легколетучих примесей. Третью фракцию направляют на вторую стадию вакуум-термической обработки, которую осуществляют при температуре 1100-1200°С и на которой металлический индий очищают от примесей со средней степенью летучести. Техническим результатом является получение продукта, содержащего индия не менее 99,9999% мас. 1 ил., 1 пр.

Предложен способ рафинирования медного или никелевого сплавов или меди, содержащих свинец и/или цинк, характеризуется тем, что осуществляют плавку упомянутых сплава или металла в плавильной камере с его перегревом. Затем подают расплав в вакуумную камеру, из которой выкачивают воздух, вакуумируют и выдерживают расплав в вакуумной камере. Далее снимают вакуум и через сообщенный с плавильной камерой кристаллизатор вытягивают слиток сплава или меди. При этом удаленные при вакуумировании расплава примеси цинка и свинца направляют в конденсатор, в котором их орошают расплавленным свинцом, поступающим из ванны, и через сообщенные с ванной со свинцом и цинком кристаллизаторы вытягивают слитки свинца и/или цинка. Для вакуумирования расплава и его выдержки вакуумную камеру изолируют от воздействия атмосферного воздуха через огнеупорный слой камеры путем разделения огнеупорного слоя на входе в вакуумную камеру на две части, одной из которых является проницаемая для атмосферного воздуха нижняя часть, располагаемая перед входом в вакуумную камеру. Второй частью является непроницаемая для атмосферного воздуха верхняя часть огнеупорного слоя, расположенная в вакуумной камере выше линии, находящейся в той части огнеупорного слоя, в котором при полном вакууме давление сплава или меди равно или выше атмосферного. Предложена также установка для реализации способа. Техническим результатом изобретений является повышение качества и скорости рафинирования сплавов и металла, а также упрощение конструкции установки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к металлургии, а именно к вакуумной обработке алюминиевых сплавов с литием ответственного назначения с повышенными требованиями к содержанию водорода. Приготовленный расплав переливают в вакуумный миксер и проводят вакуумирование в две стадии. Первую стадию вакуумирования проводят при остаточном давлении не более 20 мм рт.ст. с введением инертного газа под слой расплава, после чего напускают инертный газ для создания над поверхностью расплава давления выше атмосферного. На второй стадии проводят откачку инертного газа до 1-20 мм рт.ст. и выдержку расплава. Затем подают инертный газ и отстаивают расплав при давлении инертного газа, близком к атмосферному. Длительность вакуумирования на каждой стадии составляет не более 20 минут. Вакуумирование алюминиевых сплавов, не содержащих цинк, проводят при остаточном давлении 1-2 мм рт.ст, а сплавов, содержащих цинк, при давлении 10-20 мм рт.ст. Отстаивание расплава проводят при давлении 225-300 мм рт.ст. Снижается содержание водорода и неметаллических включений в отливаемых слитках, благодаря чему уменьшается количество дефектов в изготовленных деформированных полуфабрикатах в расплаве. 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области рафинирования цветных металлов, а именно к устройствам для дистилляции висмута. Устройство для вакуумной дистилляции висмута содержит обогреваемые питатель, испаритель с питающей трубой, конденсатор с отводящей трубой, приемник. Питатель и приемник выполнены в форме цилиндра, причем в нижней части приемника выполнено углубление, питатель снабжен тремя верхними патрубками, а приемник снабжен, по меньшей мере, двумя верхними патрубками, питатель и приемник снабжены, по меньшей мере, одним нижним патрубком для слива расплава исходного висмута и кубового остатка или дистиллята соответственно, при этом один из верхних патрубков снабжен поплавковым указателем уровня расплава, питающая труба питателя установлена коаксиально по отношению к патрубку слива расплава, нижние патрубки приемника и питателя снабжены устройством периодического слива расплава, причем конец питающей трубы заглублен в нижний патрубок питателя, а конец отводящей трубы расположен в нижней точке углубления приемника, испаритель и конденсатор установлены наклонно, все детали, контактирующие с расплавом висмута, выполнены из кварцевого стекла, а зазор от стенок патрубков питателя и приемника от соответствующих труб составляет 0,2-10 мм, при этом конец сливной трубы расположен на высоте 0,1-300 мм от нижней точки углубления питателя, внутренний диаметр отводящей трубки в области образования свободной поверхности расплава составляет 10-80 мм. Обеспечивается длительное сохранение механической прочности устройства, снижение аппаратурного загрязнения дистиллированного висмута, исключение использования дополнительных реагентов для ограничения контакта расплава висмута с воздушной атмосферой, уменьшение суммарной массы микрокапелек расплава, увлекаемой парами висмута, разлив металла в изложницы непосредственно в процессе дистилляции. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к металлургическому и литейному производству. В расплав, подготавливаемый в печи из алюминиевого лома, вводят элементы, способные связывать примеси в интерметаллиды. Расплав с введенными в него элементами перегревают на величину, достаточную для завершения процесса кристаллизации плоским фронтом от периферии к центру до достижения расплавом температуры ниже температуры ликвидуса. Перегретый расплав заливают во вращающуюся с гравитационным коэффициентом от 20 до 500 изложницу ротора центрифуги. Термодинамические характеристики футеровки изложницы анизотропны в радиальном направлении, что обеспечивает преимущественный теплосток в периферийной части отливки. После заливки расплава в изложницу обороты ротора сохраняют постоянными или увеличивают обороты синхронно скорости перемещения фронта кристаллизации от периферии к центру. После остывания отливку подвергают механической обработке для удаления центральной части, насыщенной включениями и интерметаллидами, вытесненными в нее плоским фронтом кристаллизации. Обеспечивается повышение эффективности очистки промышленного лома. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для рафинирования расплавов из алюминиевых сплавов, преимущественно высоколегированных. Способ вакуумной обработки алюминиевых сплавов включает заливку нагретого расплава в печь, создание в печи вакуума, выдержку расплава в вакууме в течение 45÷90 минут в интервале температур выше точки ликвидуса на 15÷30°С при остаточном давлении 1,33×10 ²÷18,62×10² Па. Техническим результатом является сокращение продолжительности нахождения расплавленного металла в раздаточной печи, сохранение эффекта модифицирующих добавок, получение однородной мелкозернистой структуры и снижение содержания водорода в отливаемых слитках, а также уменьшение количества дефектов в изготовленных деформированных полуфабрикатах. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов, в частности уран-бериллиевых композиций с извлечением урана и радиационно безопасного бериллия, пригодного к применению в народном хозяйстве, а именно к способу получения бериллия из конденсата бериллия переработки уран-бериллиевой композиции. Способ включает вакуумную дистилляцию конденсата бериллия при давлении не выше 1·10^-4 мм рт. ст. и температуре 1400-1500°С до степени извлечения 70-80% бериллия от общего количества дистиллируемого конденсата бериллия и прерывают процесс дистилляции. После этого механически удаляют поверхностный слой остатка конденсата бериллия со стороны испарения при дистилляции на глубину 20-25% и далее проводят повторную дистилляцию при давлении не выше 1·10^-4 мм рт. ст. и температуре не выше 1400-1500°С.Техническим результатом изобретения является снижение содержания урана в дистиллированном бериллии до безопасного уровня. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в металлургии титана, в частности при получении титановой губки магниетермическим восстановлением, в частности к способу переработки титановой губки. Способ включает вакуумную сепарацию, извлечение блока титановой губки из аппарата и его разделку. При этом при разделке отделяют от блока часть титановой губки низкого качества. Титановую губку низкого качества измельчают, выщелачивают ее путем загрузки на нутч-фильтр с одновременной подачей раствора соляной кислоты и перемешиванием противоточно подаваемым сжатым воздухом. Затем промывают водой при перемешивании противоточно подаваемым сжатым воздухом, обезвоживают и сушат. Операции выщелачивания, промывки и обезвоживания проводят последовательно на нутч-фильтре при расходе сжатого воздуха, равном 500-1500 нм³ на 1 тонну сухой губки. Технический результат заключается в повышении производительности способа переработки титановой губки низкого качества, а также в снижении затрат на оборудование и электроэнергию. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к металлургии вторичных цветных металлов, в частности к аппарату для переработки твердых сплавов цинковым способом при переработке, например, кусковых отходов твердого сплава на основе карбида вольфрама на кобальтовой связке. Аппарат выполнен в виде вакуумного реактора с зонами нагрева и конденсации. При этом он снабжен расположенным в вакуумном реакторе графитовым пеналом, выполненным в виде двух стаканов. Один стакан расположен в зоне нагрева, является нагревательным элементом и подключен через электроды к трансформатору. Второй стакан расположен в зоне конденсации вакуумного реактора. Техническим результатом является упрощение конструкции аппарата и технологического процесса, снижение расхода электроэнергии и стоимости переработки. 2 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для получения слитков дистиллированного кальция. Техническим результатом изобретения является возможность получения слитков дистиллированного кальция массой 65-75 кг из кускового металла без изменения габаритов существующего термического оборудования и дистилляционных реторт. Устройство состоит из электропечи, реторты с холодильником, в которой размещены последовательно по высоте загрузочный стакан, фильтр из колец «Рашига» и приемный цилиндр-конденсатор. В реторте дополнительно установлена коаксиально цилиндрическая вставка с возможностью перемещения внутри цилиндра-конденсатора и загрузочного стакана, в крайнем верхнем положении расположенная в верхней части реторты, а в крайнем нижнем - на уровне, обеспечивающем размещение вставки внутри загрузочного стакана с образованием между их стенками перекрытого сверху кольцевого зазора, а под цилиндрической вставкой - полости для кубового остатка. При этом фильтр из колец «Рашига» установлен в верхней части цилиндрической вставки. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройству для разделения смесей и сплавов на составляющие фракции, в частности для получения металлов высокой чистоты - до 99,99%, методом дистилляции в вакууме. Устройство для разделения смесей и сплавов методом вакуумной дистилляции содержит вакуумную камеру со средствами откачки, индуктор для нагрева тигля с исходным материалом и конденсатор, установленный над индуктором соосно с ним, высокочастотный водоохлаждаемый коаксиальный токоввод и колпак, тигель выполнен в виде стакана из теплоэлектроизолирующего материала, установлен соосно с индуктором и конденсатором, обращен открытой стороной к конденсатору и имеет по краю открытой стороны горизонтальный участок, высокочастотный водоохлаждаемый коаксиальный токоввод проходит через стенку вакуумной камеры и имеет внутренний провод для ввода высокого напряжения и внешний провод для ввода нулевого потенциала, электрически соединенный с корпусом вакуумной камеры, колпак окружает конденсатор со стороны, противоположной стороне, обращенной к стакану, и имеет внутренний диаметр больше внешнего диаметра конденсатора, а внешний диаметр - меньше внешнего диаметра края открытой стороны стакана и соединен со средствами откачки, индуктор выполнен в виде охватывающей стакан катушки, имеющей число витков более двух, верхний и нижний из которых короткозамкнуты и электрически соединены соответственно с внешним и внутренним проводами высокочастотного коаксиального водоохлаждаемого токоввода, конденсатор расположен над открытой стороной стакана и имеет внутренний диаметр больше внутреннего диаметра стакана. Конденсатор и окружающий его колпак могут быть установлены с возможностью перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, высокочастотный водоохлаждаемый коаксиальный токоввод и индуктор могут быть установлены с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси токоввода. Технический эффект заключается в устранении возникновения разряда в широких диапазонах давления и напряжений, вследствие чего реализуются преимущества индукционного нагрева в сочетании с достоинствами вакуумной дистилляции. В частности, обеспечивается возможность проведения плавки легколетучих металлов, повышается производительность, обеспечивается сокращение потерь металла. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Электролиз смеси солей хлоридов магния и калия ведут на жидком медно-магниевом катоде с получением обогащенного по магнию магний-медного сплава, который подают на вакуумную дистилляцию с получением магния высокой чистоты. Оставшийся после отгонки обедненный по магнию сплав возвращают на электролиз. Изобретение позволяет получить магний высокой чистоты с наименьшими энергозатратами. 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки отходов, содержащих ценные элементы или представляющих экологическую опасность, и может быть применено для переработки отходов молибдена, загрязненного ураном. Способ включает окисление металлических отходов молибдена, загрязненного ураном, чистым кислородом или кислородом воздуха при температуре 750-800°С и очистку от оксидов урана сублимацией при температуре 700-800°С, остаточном давлении 10 ⁴-10⁵ Па и линейной скорости газового потока воздуха или инертного газа над сублимируемым веществом 0,1-1 м/мин. Полученный триоксид молибдена затем восстанавливают до получения металла. Техническим результатом является уменьшение продолжительности процессов окисления, сублимации и соответственно снижение расхода электроэнергии, и упрощение процесса сублимационной очистки триоксида молибдена от урана. 2 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана и его очистке вакуумтермической сепарацией. Технический результат изобретения - повышение производительности аппарата сепарации за счет уменьшения трудозатрат, улучшение качества губчатого титана. Аппарат вакуумной сепарации губчатого титана состоит из реторты-реактора, закрытой заглубленной крышкой с центральным патрубком с легкоплавкой заглушкой, теплового экрана, реторты-конденсатора, охладителя и вакуум-провода. Он дополнительно снабжен цилиндрическим насадком, установленным на отверстие центрального патрубка над легкоплавкой заглушкой, при этом верх насадка выполнен из сплошного металлического листа, а в цилиндрической стенке выполнены окна. Кроме того, отношение высоты насадка к высоте центрального патрубка равно 1:(4-5). 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана, а именно к очистке от магния и его хлорида вакуумной сепарацией. Технический результат заключается в повышении производительности способа и устройства, в снижении образования пара и выбросов его в цехе. Способ включает нагрев реакционной массы, создание вакуума в аппарате, возгонку паров магния и хлорида магния и их конденсацию в реторте-конденсаторе, охлаждение реторты-конденсатора путем подачи воды. При этом сначала реторту-конденсатор охлаждают водой, пропускаемой через нижний патрубок водоохлаждаемой рубашки кессона с расходом 1-2 т/м²ч, а при достижении температуры нагрева свыше 950°С подачу воды к водоохлаждаемой рубашке осуществляют через дополнительный патрубок с увеличением расхода до 5-10 т/м²ч и воду подают через отверстия водоохлаждаемой рубашки на поверхность реторты-конденсатора. На завершающей стадии отгонки подачу воды через отверстия водоохлаждаемой рубашки прекращают и воду снова подают с расходом 1-2 т/м²ч. Кроме того, отвод воды осуществляют через верхний патрубок водохлаждаемой рубашки и через патрубок, размещенный на кессоне. Для осуществления способа предложено устройство для вакуумной сепарации губчатого титана, включающее реторту-реактор с донным патрубком и ложным днищем, закрытую крышкой с центральным патрубком и легкоплавкой заглушкой, вакуумотвод, реторту-конденсатор с донным патрубком, ложным днищем, кессон с водоохлаждаемой рубашкой и патрубками для подачи и отвода воды, распределитель воды, тепловой экран. Новым является то, что внутренняя поверхность водоохлаждаемой рубашки выполнена с отверстиями, расположенными на уровне донного патрубка реторты-конденсатора, при этом она снабжена дополнительным верхним патрубком для дополнительной подачи воды, размещенным под отверстиями водоохлаждаемой рубашки кессона. Водоохлаждаемая рубашка выполнена сверху сплошной и ее высота равна 2/3-3/4 высоты кессона. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству губчатого титана магниетермическим восстановлением тетрахлорида титана и его очистки вакуумтермической сепарацией. Технический результат позволяет повысить производительность процесса сепарации и снизить расход электроэнергии. Способ вакуумной сепарации губчатого титана включает установку легкоплавкой заглушки на центральный патрубок, нагрев, создание вакуума в реторте-реакторе и реторте-конденсаторе, разрушение легкоплавкой заглушки, возгонку и конденсацию магния и хлорида магния. Новым является то, что на материальный патрубок устанавливают съемный узел с дополнительной легкоплавкой заглушкой, создание вакуума и возгонку осуществляют первоначально через материальный патрубок при разрушении дополнительной легкоплавкой заглушки, а затем при достижении температуры 650°С и разрушении легкоплавкой заглушки одновременно и через центральный патрубок. Дополнительная легкоплавкая заглушка имеет температуру плавления выше 150°С. Для осуществления способа имеется устройство, которое состоит из реторты-реактора, закрытого заглубленной крышкой с центральным патрубком с легкоплавкой заглушкой и материальным патрубком для установки узла подачи тетрахлорида титана, теплового экрана, реторты-конденсатора, охладителя и вакуумпровода. Оно дополнительно снабжено съемным узлом, установленным на материальном патрубке и выполненным в виде опоры с бортиком и штуцером, установленным на отверстие опоры, при этом высота бортика выше высоты штуцера, а на штуцер сверху установлена дополнительная легкоплавкая заглушка. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к металлургии циркония. Техническим результатом является сокращение удельного расхода магния на 1 т губчатого циркония при его получении и снижение трудозатрат при обслуживании устройства. Магниетермический способ получения губчатого циркония включает подготовку магния к процессу, восстановление циркония из его тетрахлорида в присутствии конденсата магния и его хлорида от предыдущих процессов, получение реакционной массы, ее очистку сепарацией в вакууме с осаждением в конденсаторе конденсата магния и его хлорида. Для восстановления используют заполненный конденсатом магния и его хлорида конденсатор с процесса сепарации с добавкой рафинированного магния. Добавка рафинированного магния может осуществляться в виде слитков перед осаждением конденсата магния и его хлорида. Добавка рафинированного магния может осуществляться заливкой его расплава на конденсат магния и его хлорида перед восстановлением циркония. Устройство состоит из установленного в печь вакуумной сепарации аппарата с реакционной массой и конденсатора, соединенных между собой обогреваемым паропроводом с клапаном. При этом конденсатор выполнен в виде закрытой крышкой реторты, внутри которой помещен реакционный стакан, закрытый заглубленным в него экраном донной части крышки. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к устройствам для очистки губчатого титана. Технический результат - повышение производительности аппарата за счет снижения трудозатрат на его обслуживании и ускорение процесса вакуумной сепарации за счет стабилизации температурного режима в реторте-конденсаторе. Аппарат включает реторту-реактор с донным патрубком и ложным дном, закрытую крышкой с центральным патрубком, закрытым легкоплавкой заглушкой, реторту-конденсатор с донным патрубком с заглушкой, кессон с распределителем воды, тепловой экран с легкоплавкой заглушкой. Он дополнительно снабжен металлическим насадком, жестко установленным в центральном патрубке крышки под легкоплавкой заглушкой и выполненным в виде усеченного конуса, обращенного меньшим основанием к легкоплавкой заглушке, с входным и выходным отверстиями, металлической обечайкой, установленной в донном патрубке реторты-конденсатора и жестко соединенной с заглушкой; и жестко установленной в верхней части кессона герметичной крышкой, под которой размещены донный патрубок реторты-конденсатора и распределитель воды. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к рафинированию галлия. Для получения галлия более высокой степени чистоты черновой галлий переводят в легколетучий оксид галлия Ga₂O (I) нагреванием металла в присутствии оксида галлия Ga₂O₃ (III) в вакууме при температуре 500-700°С с образованием кубового остатка. Легколетучий оксид галлия Ga₂O (I) переводят в зону диспропорционирования при этих же условиях с последующим диспропорционированием на металлический галлий и оксид галлия Ga₂O₃ (III) при температуре 700-900°С, а образовавшийся кубовый остаток направляют на повторное использование при добавлении к исходному черновому галлию. Технический результат заключается в увеличении степени очистки галлия по следующим примесям: Sn, Fe, Al, Si, Ni, снижении токсичности технологического процесса, уменьшении количества образующихся отходов и удешевлении процесса. 4 табл.