Ванна для гидридного травления металлов и сплавов

 

О П И С А Н И Е 870504

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Соцнапнстнческмк

Респубпнк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 11.01.80 (21) 2868495/22-02 с присоединением заявки М (51)4Щ. Кл.

С 23 G 3/00

1осудорстееииый комитет

СССР (23) Приоритет ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.10.81 ° Бюллетень ¹ 37

Дата опубликования описания 07.10 81 ° (53) УДК 621. 794. .423(088.8) Я. Н.Столштейн, Я.И.Гольдштейн, E.À.Ðåçíèêîâ, М-;В;-йсщов, Г.И.Хаустов, И.Я.Волин, Л.С.Ляховецкий, Ю.С.Гродницкий, M.Ø.ÊoðñóHñêèé и Г.Н.Науменко (72) Автори изобретения

Р

Украинский Государственный институт йо--проектированию металлургических заводов (7l) Заявитель (54) ВАННА ДЛЯ ГИДРИДНОГО ТРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ

И СПЛАВОВ

Изобретение относится к области травления металлов, в частности к травлению металлов в расплавах.

Известна ванна для гидридного травления металлов в расплаве гидроокиси натра (едкого натра), содержа5 щая корпус и расположенную в нем камеру для получения гидрида натрия (1).

Такая ванна не обеспечивает равномерной концентрации гидрата нат10 рия в рабочем объеме, что приводит в большинстве случаев к неравномерности процесса травления металлов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ванна для гидридного травления металлов и сплавов, содержащая корпус, расположенную в нем камеру для получения гидрида натрия, и закрепленные на боковой стенке аноды и катоды, разделенные диафрагмой Г2).

В такой ванне выделяющиеся на аноде при электролизе едкого натра газообразные продукты реакции, вода и кислород диффундируют в рабочий объем ванны через диафрагму, так как имеют избыточное давление до 1 атм.

В результате побочных реакций при температуре 380-400 С резко уменьшается концентрация гидрида натрия до содержания 0,10-0,157 (вес.ч) и соответственно снижается производительность ванны. При установившемся тепловом режиме вследствие слабого конвективного масоообмена низкое содержание гидрида натрия в расплаве в ряде случаев приводит к некачественной обработке поверхности металлов.

Кроме того, интенсивное газовыделение в электролизной камере при больших плотностях тока способствует быстрому износу электродов, замена которых при стационарном закреплении очень затруднительна и требует остановки ванны. с

Цель изобретения — увеличение производительности процесса гидридного

870504 травления, улучшение качества обработки и сокращение простоев ванны.

Указанная цель достигается тем, что в известной ванне для гидридного траве пения труб, содержащей корпус, расположенную в нем электролизную камеру, аноды и катоды, разделенные диафрагмой, под катодами установлен барботер для подачи нейтрального газа, при этом

Ф отверстия барботера направлены под уг- 10 лом к разделительной диафрагме.

Кроме того, аноды и катоды выполнены в виде съемных спаренных электродных ячеек„

На чертеже показана ванна, попереч- 1g ный разрез.

Корпус 1 ванны заключен в зафутерованный кожух 2. Нагрев расплава ocvществляется внешними нагревателями

3, расположенными на продольных стенках ф теровки и в специальных .<аналах на подине кожуха 2.

В =-лектролизной камере 4, расположенной в корпусе 1 ванны, установлены съемные электродные ячейки 5 с катодами 6 и анодами 7, разделенные диафрагмой 8. На днище электролизной камеры 4 вдоль катодов 6 помещен барботер 9 для подвода нейтрального газа, отверстия барботера направлены, например, под углом 45 к диафрагме 8.

Ванна работает следующим образом.

В корпус 1 загружают сухой обезвоженный едкий катр и включают внешние нагреватели 3. При достижении температуры плавления едкого натра

320 С подключают к источнику постоянО ного тока электродные ячейки 5 и подают к барботеру 9 нейтральный газ (например, азот) под давлением свыше

1 атм. При этом на катоде 6 выделяет- рр ся металлический натрий, который, вступая в реакцию с едким натром при температуре 380ОС, образует гидрид натрия, а на аноде 7 выделяются кислород и пары воды. Нейтральный газ, 4 направленный вдоль диафрагмы 8, создает давление в расплаве, препятствующее проникновению в рабочий объем ванны анодных газов и создающее принудительную циркуляцию. 50

При накоплении гидрипа натрия в расплаве до 27. в ванну загружают обрабатываемые трубы и производят обработку в течение 2-5 мин. Установка съемньiх элек ðîöíûx ячеек иозволяеT быстрее производить замену электродов, что сокращает время простоев ванны .

При,необходимости остановки ванны отключают источник постоянного тока, закрывают барботер 9, специальным насосом (на чертеже не показан ) откачивают расплав в промежуточные емкости и выключают нагреватели 3.

Использование нового элемента— барботера с подводом нейтрального газа выгодно отличает предлагаемую ванну гидридного травления металлов от известной, так как увеличивается концентрация гидрида натрия в 3-4 раза и упучшается равномерность распределения гидрида натрия в рабочем объеме ванны за счет циркуляции расплава.

Это позволит увеличить производительность ванны вдвое, снизить удельный расход электроэнергии на 10-157, снизить расход труб-заготовок на

4-5Х и улучшить качество обработки.

Формула изобретения

1. Ванна для гидридного травления металлов и сплавов, содержащая корпус, расположенную в нем электролизную камеру для получения гидрида натрия, катоды и аноды, разделенные диафрагмой, отличающаяся тем, что, с целью увеличения производительности процесса травления и улучшечия качества обработки, она снабжена барботером для подачи нейтрального газа, установленным под катодами, при. этом отверстия барботера направлены под углом к разделительной диафрагме.

2. Ванна по п. 1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что аноды и катоды выполнены в виде съемных спаренных электродных ячеек, расположенных вдоль продольной стенки ванны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вайнер Я.В. Дасоян N.À. Технология электрохимических покрытий.

Л., Машгиз, с. 109, 1962, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 282002, кл. С 23 b 3/00, 1965.

870504

Составитель В.Трегубов

Редактор Н.Аристова Техред А. Ач Корректор О.Билак

Заказ 8748 28 Тираж 1051 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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