Способ повышения чистоты газовой атмосферы футерованного углеродными материалами реактора установки металлирования, конструкция футеровки для реализации способа и способ её изготовления - заявка 2016147160 на патент на изобретение в РФ

1. Способ повышения чистоты газовой атмосферы футерованного углеродными материалами реактора установки для металлирования, заключающийся в вакуумировании реактора в холодном состоянии и при нагреве в ходе проведения процесса металлирования, отличающийся тем, что в ходе проведения процесса металлирования осуществляют раздельное вакуумирование теплоизоляционного материала, размещенного в герметичных камерах (образованных герметичными элементами футеровки крышки, корпуса и днища реактора и самими элементами реактора) и рабочего реакторного пространства, а после завершения процесса металлирования вплоть до очередного его проведения производят консервацию теплоизоляционного материала путем создания в герметичных камерах атмосферы инертного газа с избыточным давлением 0,025-0,03 атм, осуществляя подачу инертного газа в герметичные камеры одновременно с подачей воздуха в рабочий объем реактора и поддерживая в камерах и рабочем объеме реактора близкое по значению давление вплоть до создания в них атмосферного давления, после чего создавая в герметичных камерах указанное избыточное давление.
2. Футеровка корпуса, крышки и днища реактора установки для металлирования заготовок, выполненная из углеродного порошкового и/или волокнистого наполнителя низкой теплопроводности, расположенного в контейнерах, образованных обечайками и/или чашами из плотного термостойкого материала и соответствующими корпусными деталями реактора, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 2-ую группу (аналогичную 1-ой) обечаек и/или чаш, образующих с соответствующими корпусными деталями реактора камеры для размещения в них контейнеров, заполненных теплоизоляционным материалом, а также резьбовые втулки для соединения 2-ой группы обечаек и/или чаш с таковыми 1-ой группы; в качестве плотного термостойкого материала обечаек и/или чаш, в том числе с криволинейным дном, а также соединительных резьбовых втулок, использован армированный углеродными волокнами композиционный материал на основе углеродной или углерод-карбидметаллической матрицы типа C-SiC, C-TiC, пригодный к герметизации в составе детали; при этом 1-ая группа обечаек и/или чаш выполнена зацело с необходимыми для исполнения реактором своих функций и снабженными по внутренней поверхности резьбой, втулками с возможностью их соединения через уплотнения с соответствующими корпусными деталями реактора, а 2-ая группа из них выполнена с отверстиями, расположенными соосно с функциональными втулками, 1-ой группы обечаек и/или чаш, и посадочными гнездами для укладки в них уплотнителя из материала соответствующей (температуре эксплуатации) термостойкости, в частности, из терморасширенного графита, уплотняемого за счет прижимных элементов; совместно с соответствующими корпусными деталями реактора, функциональными втулками, 1-ой группы обечаек и/или чаш и резьбовыми соединительными втулками образует камеры с возможностью соединения их с вакуумной системой и системой подачи в них инертного газа.
3. Футеровка корпуса реактора установки для металлирования заготовок по п. 2 содержит собранную в процессе монтажа из отдельных секторов герметичную обечайку, выполненную зацело с герметичными втулками, служащими для оформления каналов для замера через них температуры и соединенными через уплотнения с соответствующими элементами корпуса реактора, указанная обечайка, корпус и часть днища реактора образуют контейнер для заполнения его порошковым и/или волокнистым наполнителем; указанный контейнер расположен внутри герметичной камеры, образованной оболочкой с фланцем, соединенной через уплотнения и/или герметик с днищем и корпусом реактора, а также соединенной через отверстия в ней со втулками борной оболочки посредством резьбовых втулок.
4. Футеровка днища реактора установки для металлирования заготовок по п. 2, содержит контейнер (для засыпки в него углеродного порошка и/или углеродного волокнистого наполнителя) в виде закрытой крышкой чаши с выполненным зацело с ней и расположенными внутри нее центральной втулкой, соединяющий рабочий объем реактора с вакуумной системой, а также периферийными втулками для прохода через них токопроводов нагревателя; контейнер расположен внутри герметичной камеры, образованной перевернутой чашей, днищем реактора и резьбовыми втулками, ввернутыми в функциональные втулки через соответствующие отверстия в перевернутой чаше и днище реактора, при этом все элементы герметичной камеры снабжены соответствующими температуре эксплуатации уплотнениями.
5. Футеровка крышки реактора установки для металлирования заготовок по п. 2 содержит контейнер (для засыпки в него углеродного порошка и/или укладки углеродного волокнистого наполнителя) в виде закрытой крышкой чаши с выполненной заодно с ней и расположенной внутри нее центральной втулкой, соединяющей рабочий объем реактора с системой подачи инертного газа; контейнер расположен внутри герметичной камеры, образованной дополнительной (охватывающей 1-ую чашу), крышкой реактора и резьбовыми втулками, ввернутыми в центральную втулку 1-ой чаши через соответствующие отверстия в дне дополнительной чаши и крышке реактора при этом все элементы герметичной камеры снабжены соответствующими температуре эксплуатации уплотнениями.
6. Способ изготовления углеродсодержащей футеровки реактора установки для металлирования, включающий изготовление из плотного термостойкого материала оболочек и/или чаш, монтаж их в корпусных деталях реактора с образованием в совокупности с последними контейнеров, засыпку в них углеродного порошка и/или укладку матов из волокнистого углеродного наполнителя низкой теплопроводности, отличающийся тем, что оболочки и/или чаши изготавливают зацело с необходимым для исполнения реактором своих функций с втулками с нарезанной по их внутренней поверхности резьбой (с функциональными втулками), кроме того дополнительно изготавливают 2-ую группу оболочек и/или чаш с отверстиями, соосными с функциональными втулками, и резьбовые втулки, предназначенные для соединения оболочек и/или чаш 2-ой группы с таковыми 1-ой группы; причем указанные выше детали изготавливают из армированного углеродными волокнами композиционного материала на основе углеродной или углерод-карбидметаллической матрицы типа C-SiC или C-TiC, пригодного к герметизации, затем детали подвергают операции герметизации, после чего производят монтаж элементов футеровки в следующей последовательности: устанавливают оболочку и/или чашу с изготовленными зацело с ней функциональными втулками в соответствующую корпусную деталь реактора; причем в зоне водоохлаждаемой стенки реактора производят соединение оболочки и/или чаши с соответствующей корпусной деталью реактора на герметизирующий клеевой состав и/или через уплотнение, а функциональные втулки при необходимости соединяют с корпусными деталями реактора через уплотнения, после чего производят заполнение полученных при этом контейнеров теплоизоляционным углеродным материалом низкой теплопроводности, затем устанавливают 2-ую группу оболочек и/или чаш в соответствующие корпусные детали реактора (соединяя с последними на клеевой состав и/или через уплотнение) с таким расчетом, чтобы в совокупности с ним образовались емкости с расположением в них заполненным углеродным теплоизоляционным материалом контейнеров, после чего полученные емкости соединяют с контейнерами посредством резьбовых втулок, вкручиваемых до упора в уплотнительный материал, заложенный на упорную площадку, выполненную в функциональных втулках, а также в уплотнительный материал, размещенный в гнездах оболочек и/или чаш 2-ой группы, выполненных под фланцы резьбовых втулок.
Наверх