Войти  |  Регистрация
Авторизация

Основы расчета аппарата магниетермического восстановления тетрахлорида титана



Из технологических расчетов наиболее важными являются определение часовой (годовой) производительности одного аппарата, его геометрических размеров и вместимости, расчеты прочности стенок реторты и других конструктивных узлов. Вопросы, возникающие при расчете механической прочности реторты и конструктивных узлов аппарата. рассмотрены в предыдущем разделе. Расчеты вместимости и производительности изложены ниже.
Часовая производительность определяется отношением производительности основной аппаратуры за цикл к продолжительности цикла. Основной аппаратурой в цехе восстановления являются печь и реторта. Продолжительность занятости реторты за цикл примерно в полтора раза больше, чем продолжительность занятости печи. Это объясняется тем, что перед установкой в печь реторта должна быть подготовлена к процессу и смонтирована с другими конструктивными узлами в виде реактора, а после извлечения ее из печи — охлаждена и демонтирована. Все эти операции выполняются на монтажных стендах, стоимость сооружения и эксплуатации которых значительно меньше, чем печных установок. Поэтому продолжительность цикла следует считать по занятости печи. Печной цикл последовательно состоит из следующих операций:
а) установки реактора в печи и монтажа (подсоединения линии аргона, питания тетрахлоридом титана, водоохлаждения, монтажа сливного приспособления);
б) заливки магния;
в) разогрева до температуры начала процесса;
г) процесса восстановления;
д) охлаждения в печи;
е) демонтажа и извлечения реактора из печи.
Все операции, кроме собственно восстановления (период подачи тетрахлорида титана), называются вспомогательными.
Часовая производительность аппарата (по печному циклу), зависит от циклового съема (определяющегося загрузкой магния и коэффициентом его использования), скорости процесса (часового расхода тетрахлорида титана) и продолжительности вспомогательных операций.
Существенное увеличение часовой производительности может быть достигнуто путем повышения скорости процесса (продолжительность собственно процесса составляет 60—80 % от продолжительности всего цикла), сокращения продолжительности ряда операций (загрузки жидкого магния вместо твердого, усовершенствования сливного приспособления и узлов питания магнием и тетрахлоридом титана). Сокращение времени охлаждения после проведения процесса позволяет уменьшить и продолжительность цикла сепарации. Такой результат достигается при эксплуатации совмещенного или полусовмещенного аппарата.
Цикловой съем (вместимость) аппарата определяется геометрическими размерами реторты, коэффициентом использования ее объема (80—90 %). коэффициентом использования магния (58—63 %) и плотностью блока реакционной массы.
В зависимости от режима процесса восстановления и геометрических размеров реторты плотность блока реакционной массы колеблется в пределах 1,3—2 т/м3. При расчете вместимости реактора плотность реакционной массы обычно вычисляют, исходя из соотношения ее компонентов (титана, магния, MgCl2) и их плотностей при соответствующей температуре. Плотность блока губки значительно меньше плотности самой реакционной массы, так как в блоке имеются крупные пустоты объемом до нескольких литров. В связи с этим теоретический расчет объема реторты, заполняемого реакционной массой, оказывается заниженным на 15—20%.
При увеличении геометрических размеров аппарата увеличивается и его цикловой съем; продолжительность цикла также увеличивается, но не пропорционально размерам аппарата, а в меньшей степени. Это дает возможность несколько повысить часовую производительность,
Часовая производительность аппарата обусловливается взаимосвязью между параметрами процессов восстановления и сепарации, а также их влиянием на качество и выход титановой губки. При повышении загрузки магния выше определенной величины снижается коэффициент его использования. Оптимальным коэффициентом использования магния можно считать 60—63 %, при повышении его снижается выход качественной губки вследствие образования низших хлоридов, а также повышается концентрация хлора в губке. При чрезмерном повышении коэффициента использования объема реторты выход губки снижается потому, что при уменьшении расстояния между поверхностью расплава и крышкой реторты процесс восстановления протекает на крышке.
Из всех параметров восстановления наибольшее влияние на качество титановой губки оказывает скорость процесса. При скорости выше определенной величины образуется губка со структурой неблагоприятной для вакуумной сепарации. Однако такое влияние сказывается только в конце процесса, поэтому вначале процесс можно вести с высокой скоростью.
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent