Реактор для получения порошкообразного тугоплавкого материала

 

Изобретение относится к металлургии тугоплавких материалов, в частности к устройствам для получения порошкообразных тугоплавких материалов. Цель изобретения - повышение производительности и выхода годного. Подготовленная смесь из бункера 5 через загрузочное окно 6 поступает в реактор и с помощью шнека 7 подается в зону горения 2 Посредством инициирующего устройства 14 в смеси Еюзбуждается реакция горения Сила осевого давления продуктов горения на ротор определяется скоростью поступления смеси из бункера 5 и скоростью вращения шнека 7. Получающийся порошок через зааор между ротором и стенками реактора попадает в зону выгрузки и ссыпается в бункер 22. Непрерывность работы реакторов достигается путем изменения скоростей подачи смеси и удаления продуктов горения, что отслеживается датчиком положения фронта горения 13 1 ил. CO с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-4

С)

М 4 ф (21) 4608368/02 (22) 25.11.88 (46) 23.10,92. Бюл. N 39 (71) Институт структурной макрокинетики

АН СССР (72) Е. Н, Борисов, Ю,M. Буров, В.И. Ратников, А.M,Ñòîëèí, И,П.Боровинская и А.Г,Мержанов (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1688531, 29.09.88.

Авторское свидетельство СССР

¹ 644728, кл. С О1 В 31/30, 1979. (54) РЕАКТОР ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО ТУГОПЛАВКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к металлургии тугоплавких материалов, в частности к устройствам для получения порошкообразных Ы 1770274 А1 (si)s С 01 В 31/30; В 22 F 9/00 тугоплавких материалов. Цель изобретения — повышение производительности и выхода годного. Подготовленная смесь из бункера

5 через загрузочное окно 6 поступает в реактор и с помощью шнека 7 подается в зону горения 2. Посредс-еоМ инициирующего устройства 14 в смеси возбуждается реакция горения, Сила осевого давления продуктов горения на ротор определяется скоростью поступления смеси иэ бункера 5 и скоростью вращения шнека 7. Получающийся порошок через зазор между ротором и стенками реактора попадает в зону выгрузки и ссыпается в бункер 22. Непрерывность работы реакторов достигается путем изменения скоростей подачи смеси и удаления продуктов горения, что отслеживается датчиком положения фронта горения 13. 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии тугоплавких материалов, в частности, к устройствам для получения порошкообраэных тугоплавких материалов, которые могут быть использованы в производстве безвольфрамовых твердых сплавов. Ф

Цель изобретения —,у@вличение производителъносги и выхода годного.

Техническая сущность изобретения поясняется чертежом, räå изображен реактор для получения порошкообразных тугоплавких материалов. Реактор разделен на 4 зоны: загрузки 1, горения 2, измельчения 3 и выгрузки 4, В зоне загрузки имеется бункер

5 для реакционной смеси, загрузочное окно

6 и шнек 7, Шнек посредством ременной передачи 8 соединен с электромотором постоянного тока 9. Стальной корпус реактора

10 снабжен в зонах загрузки и горения графитовой футеровкой 11 и водяной рубашкой охлаждения 12, В зоне горения имеются датчик положения фронта горения 13 и инициирующее устройство 14. В зоне измельчения по оси реактора установлен ротор 15, способный к вращению вокруг оси реактора. Ротор посредством ременной передачи

16 соединен с электромотором постоянного тока 17. В зоне измельчения реактор снабжен металлокерамической футеровкой 18, ротор также изготовлен из металлокерамики, Шнек и ротор снабжены системами охлаждения, теплоноситель (вода) подается через патрубки 19 и 20. В зоне выгрузки имеется окно 21 и бункер для готового порошка 22. Инициирующее устройство, датчик положения фронта горения и электромотор соединены системой управления 23.

Реактор используют следующим образом.

Предварительно приготовленная реакционная смесь из бункера 5 через загрузочное окно 6 поступает в реактор и с помощью шнека 7 подается в зону горения

2. Посредством инициирующего устройства

14 в смеси возбуждается реакция горения, В результате непрерывного поступления реакционной смеси продукты реакции прижимаются к ротору. Сила осевого давления продуктов горения на ротор определяется скоростью поступления смеси иэ бункера 5 и скоростью вращения шнека 7, Ротор вращают с помощью электромотора 17 и ременной передачи 16, В результате вращательного движения ротора и осевого давления в горящей реакционной смеси создается сложный сдвиг в тангенциальном и осевом направлениях, под действием которого продукты горения образуются в виде

55 мелкодисперсного nopollJKG, Этот llopollloK через зазор между ротором и стенками реактора, которые с целью повышения износоустойчивости, снабжены металлокерамической футеровкой 18, попадает в зону выгрузки и через окно 21 ссыпается в бункер для готового порошка 22. Для обеспечения непрерывной работы реактора необходимо, чтобы фронт горения не выходил за пределы зоны горения реактора. Этого достигают путем изменения скоростей подачи реакционной смеси в реактор и удаления продуктов горения из реактора. Для этого с помощью датчика положения фронта горения 13 отслеживается положение фронта в реакционной зоне, При перемещении фронта горения вправо с помощью системы управления 23 увеличивают скорости вращения шнека и ротора, при перемещении фронта влево- уменьшают. Газообразные продукты горения удаляются из зоны горения через зазор между ротором и стенками реактора и через окно 21 выходят из реактора. При остановке вращения в результате неисправности или отключения электроэнергии фронт горения достигает зоны загрузки и гаснет в канавках шнека в результате интенсивного теплоотвода.

Этим достигается взрыво- и пожаробезопасность реактора.

В лабораторных условиях изготовлен и испытан реактор с диаметром зоны горения

50 мм. Смесь подается в зону горения с помощью 4-заходного шнека диаметром 50 мм с шагом 58 мм, глубина канавок 13 мм, ширина 6 мм. Ротор и футеровка зоны измельчения выполнены из материала СТИМЗБ. Зазор между ротором и стенками реактора 1 мм. Датчик положения фронта горения выполнен из трех термопар. Система управления позволяла плавно менять скорости вращения шнека от 0 до 300 об/мин и ротора от 100 до 3100 об/мин.

В реактор подавалась. смесь, состоящая из 10 кг порошка титана марки ПТС с размером частиц < 100 мкм и 2,54 кг углерода марки ПМ-15ТС с размером частиц < 1 мкм, которая была переработана в реакторе за

128 сек в 12,5 кг карбида титана в виде мелкодисперсного порошка с удельной поверхностью 0,33 м /г 97,7ф, частиц имеет размер меньше 20 мкм. Производительность реактора составила 354 кг/час.

В аналогичном реакторе без вращающегося ротора в тех же условиях горений той же смеси продукт горения был получен в том же количестве в виде спека. Время синтеза составило 2 часа, Для получения порошка размером частиц < 20 мкм спек был раздроблен в щековой дробилке, вынесена

1770274 фракция < 100 мкм, что составило 7,6 кг, которая была размолота в шаровой мельнице в течение 10 ч. Выход конечного порошка составил примерно 60 .

30

40

Составитель В,Костюков

Редактор Т.Орлова Техред М.Моргентал Корректор A,Ворович

Заказ 3709 1ираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Таким образом, данный реактор обладает тем преимуществом по сравнению с прототипом, что позволяет получать мелкодисперсный порошкообразный материал с высокой производительностью при упрощении аппвратурного оформления технологического процесса и повышении выхода конечного продукта.

Формула изобретения

Реактор для получения порошкообразного тугоплавкого материала, содержащий корпус, снабженный ротором, установленным в торце корпуса по его оси с конусообразной рабочей поверхностью, инициирующее устройство, системы охлаждения и сброса давления, отличающийся тем, 5 что, с целью повышения производительности и выхода годного, он снабжен устройством подачи реакционной смеси, выполненным в виде шнека и расположенным в противоположном ротору торце кор10 пуса, системой управления скоростью подачи реакционной смеси, и скоростью вращения ротора, причем корпус снабжен датчиком положения фрон а горения, расположенным между шнеком и ротором, а

15 выход датчика соединен с входом системы управления скоростью подачи смеси и вращения ротора,