Установка для плавления металлов и их солей с выделением газообразных веществ

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ НЕТАЛЛОВ И ИХ СОЛЕЙ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ТА .ЗООБРАЗНЫХ ВЕЩЕСТВ, содержащая печь размещенный в ней герметизированный корпус, выполненный в виде тигля, направляющий канал, приемн) емкость и трубопровод с вентильной системой для отвода образующегося газа, .отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности герметизации и обеспечения автоматической вЬ1Грузки, она снабжена устройством для подачи сжатого газа, соединеннцм трубопроводом с корпусом и установленным с возможностью перемещения относительно печи, внутренним сифонным трубопроводом , входная часть которого размеще;На в корпусе, а выходная - в направляющем канале. 2. Установка по п. 1, о т л и ч а-и ю щ а я с я тем, что печь установлена с возможностью перемещения относитель-жЛ но корпуса,.

СООЗ СОВЕТСНИХ

NUWNII

- РЕСПУБЛИК всю . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) . 3332-552/23-26 (22) 08. 07. 81 (46) 15.05. 83, Ьюл, В 18 (72) В.В.Романовский и S.Д.Поздняков (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт тепло-массообменаим, А.В.Лыкова (53) 66.023(088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 327963, ка. В 22 С. 9/08, 1968, 2, Авторское свидетельство t:CCP

М 328981» кл.. B 22 C 9/08» 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

И 799806,.кл. В 01 4 6/00, 1979. (54) (57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ

ИЕТАЛЛОВ И ИХ СОЛЕЙ С ВЫДЕЛЕНИЕМ ГА,3005PA3HblX: ВЕЦЕСТВ, содержащая печь, ваэмещеннйй в ней герметизированный

„SU.„1017377 А корпус выполненный в виде тигля направляющий канал, приемную емкость и трубопровод с вентильной системой для отвода образующегося газа, о тл и ч а ю щ а я с я тем, .что, с целью повышения надежности герметизации и обеспечения автоматической выгрузки, она снабжена устройством для подачи сжатого газа, соединвнным трубопроводом с корпусом и установленным с возможностью перемещения относительно печи, внутренним сифонным трубопрово" дом, входная часть которого размеще,,на в корпусе, а выходная - в направляющем канале, 2. Установка по n. I о т л и ч а.-Я ю щ а я с я тем, что печь установлена с возможностью перемещения относительно корпуса.

1017377 2 теме не может быть изменено, так как зависит от статического напора, при неизменных прочих условиях; система не позволяет обеспечить самопро-.

I.

5 изводьную яадежную автоматику залив ки, так как подъем стопора произволо- дится с помощью механического при-. вода. ом Наиболее близким к предлагаемой

"0 по технической сущности является установка, содержащая печь,-размещенный в ней герметизированный корпус, выполненный в виде тигля, направив- ляющий канал, приемную емкость и тру 5 бопровод с вентильной системой для ис-. отвода образующегося газа ГЗ 3 ко- Недостатками данной установки ява- ляются необходимость периодической перезарядки, сложность конструкции, 20 недостаточная надежность герметизации.

Цель изобретения - повышение на" дежности герметизации и обеспечение автоматической выгрузки.

Указанная цель достигается тем, что термическая литниковая установ" ка для плавления металлов и их солей с выделением газообразных веществ, содержащая печь, размещенный в ней герметизированный корпус, выполненный в виде тигля, направляющий канал, приемную емкость и трубопровод с вентильной системой для отвода образующегося газа, дополнительно снабжена устройством для подачи сжатого газа, соединенным трубопроводом с корпусом, и установленным с воз-. можностью перемещения относительно печи внутренним сифонным трубопроводом, входная часть которого разфмещена в корпусе, а выходная - в направляющем канале, а также теи, что печь установлена с возможностью перемещения относительно корпуса.

Изобретение относится к производству водорода и кислорода иэ воды, а более конкретно к устройствам, работающим по замкнутым электротермохи мическим циклам разложения последней и предназначено для проведения проце сов плавления и термохимического раз жения различных материалов, в частно сти ее использование в термохимическ звене термоэлектрохимических циклов разложения воды, сопровождающемся вы делением агрессивных газообразных ве ществ (0 ; 1„; С и др. -), а также мо жет быть использована в литейном про водстве.

Известны термические литниковые с темы для заливки металла в формы, в торых.с целью повышения надежности з пирания жидкого металла литниковая чаш ка и запорная задвижка снабжаются общей внутренней кольцевой полостью, соеди ненной с вакуумной системой (1.).

Однако такие устройс тва требуют значительных энергетических затрат на осуществление запирания и оуличаются слож 5 ностью конструкционных решений.

Известно также заливочное устройство включающее установленные внутри алек"

„.ю тропечй литниковую чашку - тигель„ конусный. стопор с приводои для перемещения стопора и конический стояк.

Стопор запирает входное отверстие в стояке и заливка расплава производится за счет подъема стопора, при водящего к увеличению проходного

35 сечения струи металла на входе в стояк С23

° Ф

Однако наряду с достоинствами

1,обеспечение кратчайшего пути рас" плавленного -материала от литнико" 40 вой чашки до приемной формы), такое устройство обладает рядом существенных недостатков: тигель не гериетизирован, что не позволяет применить избыточное давление газов, 45 выделяющихся при териохииическом разложении на, зеркало расплавленно- го иатериала и обеспечить их отвод из системы в специальные емкости; применение движущихся узлов, а имен-, 50 но стопора в тигле снижает надежность устройства для заливки расплава, так как наличие в системе агрессивных газообразных веществ ведет к окислению, возможному налипанию 55 окислов и засорению перекрываемого стопором конического отверстия; время выдачи иэ тигля расплава, поступающего самотеком, в такой сисУказанные конструктивные изменения позволяют устранить налипание расплавленного материала на стенки канала и использовать энергйю образующейся в результате термохимического разложения газообразной фазы, обеспечив надежную выгрузку, а также обеспечить самопроизвольную автоматику заливки расплава путем изменения сопротивления в вентилях трубопроводной. системы отвода гаэообразной Фазы, при прочих неизменных условиях ведения процесса.

7 : 4 правляющего канала:10 таким образом, I что выходное отверстие и поворотное колено сифонного трубопровода 13 располагаются в зонах одинаковых рабочих температур; редукционный . клапан 15 служит для понижения давления газа до рабочих значений и по".зволяет обеспечить запас газа иэ баллона 14 при рабочем давлении в аккумуляторе 16.

После загрузки тигля 12 твердой

Фазой солей металлов производится подогрев электропечи 1, при достижении температуры перехода твердой фазы в жидкое состояние начинается процесс термохимического раэло» жения солей, сопровождающийся выделением газообразной фазы, которая отводится по трубопроводу 19 с помощью вентильной сйстемы. на специальные нужды; через вентиль 20 - в атмосферу, через вентиль 21 - в газогельдер, через вентйль 22 - на топливные элементы, при этом расплав по сифонному трубопроводу 13 через направляющий канал 10 поступает в приемную емкость 6, предварительно заполненную. электролитом, в которой переходя в твердую фазу растворяется, а испаряющийся в.емкости электролит отводится по трубопроводу 24 и улавливается гидроловушкой 25.

Изменение проходных сечений в вентилях позволяет обеспечить, авто" матическую самопроизвольную выгрузку расплава солей при определенных концентрациях и температуре, .при достижении избыточного давления выделяющейся газообразной фазы над зер калом расплавленного материала, по- . зволяющего заполнить колено сифонного трубопровода, причем изменение сопротивления вентильной системы позволяет произвести полное термохимическое разложение солей, яри этом вы" грузка расплава обеспечивается вво-. дом в действие трубопроводной системы сжатого газа с помощью открытия .электромагнитного клапана 17, применение последней позволяет также использовать предложенную герметизированную термическую литниковую сис" тему для плавления металлов с последующей выгрузкой расплавленной фазы в приемные фория.

Система изготовлена и испытана в лабораторных условиях.

Верхний участок герметизированно го тигля, направляющий канал и сое

3 101737

На чертеже изображена установка . с частичным.вырезом.ее стенки, общий вид.

Установка включает электропечь

l столик: 2, шпильки 3, стол мон.- - э тажной фермы 4, уплотняацее коль" цо 5, приемную емкость 6, фланец

7, уплотняющие кольца 8 и 9, направляющий -канал 10, дно 11, ти" гель 12, сифонный трубопровод 13, баллон со сжатым газом.14, редукционным клапан 15, аккумулятор 16, электромагнитный клапан 17, трубо; проводы 18 и 19, вентили 20-22, предохранительный пружинный клапан 23, трубопровод 24 и гидроловушку 25.

Электропечь 1 установлена стационарно на столике 2, -который при помощи четырех шпилек 3 связан са столом монтажной- фермы 4, к которо- 20. му при помощи тех же шпилек 3 и уп- лотняащего кольца 5 крепится приемная емкость 6, а также через уплотняющее кольцо 8 Фланец 7, в котором по реэьбовому соединению с -no- 2З мощью уплотняющего кольца 9 установлен направляющий канал 10, проходящий через столик 2 и герметически свя-.. занный.через дно 11 с тиглем 12, во внутренней области которого находит- зв ся сифонный трубопровод 13, вмонтированный в дно 11 и выходящий в центральную область направляющего ..канала .10, к тиглю 12 с помощью трубопровода 18 подсоединена трубопроводная система для подачи сжатого газа, включающая: баллон 14 со сжатым газом, связанный через редукционный клапан 15 с-аккумулятором

16, который, в свою очередь, соеди- 4э нен с электромагнитным клапаном 17.

К тиглю 12 подсоединен. также трубо- провод 19, связывающий тигель с вен" тильной системой для отвода образующейся газообразной фазы 20-22, причем с целью обеспечения техники безопасности к трубопроводу 1:9, байпасом через вентиль 20 подсоединен предохранительный пружинный клапан 23, а приемная емкость 6,снабжена трубопроводом 24, срязанныи через гидроловушку 25 с атмосферой.

Система работает следующим образом.Гайки на шпильках 3 позволяют перемещать столик 2 относительно стола монтажной фермы 4 и обеспечивают ориентацию электропечи 1 относительно герметизированного тигля 12 и на1

1017377

S динительный фланец выполнены иэ нержавеющей стали марки X18HlOT, а рабочий объем тигля, его дно и сифон- ный трубопровод изготовлены из нихрома - материала в рабочей среде ю более высокой корроэионной стойкости, уплотняющие кольца выполнены иэ .фто-, ропласта,при этом размеры составляют".: тигель, мм: общая длина 320 1 длина .в .рхнего участка 180; наружный диаметр 40; толщина стенки 2. дно тигля, мм: диаметр 50; толщина 4. направляющИй канал, мм: длина

15(; наружный диаметр 50; толщина 1 стенки 2. сифонный трубопровод, мм: наруж- ный диаметр трубки 6; толщина стенки. 1;.высота колена над дном тигля 150 °

Электропечь изготовлена из нихро-1 мовой проволоки диаметром 1,3 мм и длиной 15 метров, спиралью улрженной на кварцевую трубу внутренним диаметром 57 мм, длиной 350 мм, которая теплоизолирована с помощью шнурового, листового и засыпного асбеста в корпусе из нержавеющей стали марки

Х18Н!ОТ наружным диаметром 112 мм и толщиной стенки 4 мм, длина печи

3t0 мм, причем в верхнюю торцовую часть кварцевой трубы вводится теплоиэоляционное направляющее кольцо из асбестоцемента, расположенное на тигле и имеющее внутренний диаметр 41 мм, наружный диаметр.70 мм и толщину 20 мм, снабженное направляющим цилиндрическим сужением диаметром 54 мм и толщиной

10 мм.

1017377

Составитель З.Скачкояа

Редактор Н,Горват Техред Ж. Кастелевич Корректор М,Шароши .Заказ 3428/10 Тираж 537 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

«У

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4