Файл: Вяткин И.П. Рафинирование и литье первичного магния.pdf

1. РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ МИКСЕР ПОТОЧНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА МАГНИЯ1*

Технологическая схема поточного производства элек­ тролитического магния по сравнению с индивидуальной является наиболее перспективной, она обеспечивает ком­ плексную механизацию производственных процессов и коренное улучшение условий труда [35]. Создание по­ точной линии в производстве магния позволит ориентиро­ ваться на групповое обслуживание агрегатов с централи­ зованным питанием электролизеров сырьем и удалением продуктов электролиза. Поточная линия должна со­ стоять из агрегата для подготовки сырья, электролизе­ ров, соединенных друг с другом каналами, и раздели­ тельного миксера — аппарата для разделения электроли­ та и магния.

Основными условиями, характеризующими процесс переработки магния-сырца на магний рафинированный

впотоке, являются следующие:

1.Из-за преобладания количества электролита над ко­ личеством магния (магний составляет 3—5% от общей массы), который присутствует в электролизере в виде

крупных образований и корольков диаметром менее 1 мм, необходима достаточно большая промежуточная емкость для сбора смеси электролита и магния, сепара­ ции и рафинирования магния с последующей разливкой его на литейных машинах.

Разделительный миксер — один из основных агрега­

лита, поступающего в разделительный миксер, должны определять и условия сепарации магния в нем. Гаран­ тией надежной сепарации является достаточная раз­ ность плотностей электролита и магния. Плотность маг­ ния, электролита ПНР и электролита разделительного миксера при 700° С равна соответственно, г/см3: 1,53; 1,62;

изводство магния н титана». Сб. № 72. М., «Металлургия», 1970 (ВАМИ), с. 48—55.

48

колокол, погруженный в электролит и открытый снизу, предназначенный для сбора и рафинирования магния. В стенках миксера вмонтированы электроды, служащие для подогрева электролита. Камера / служит для накап­ ливания электролита. В камере I установлен насос для откачки из нее отработанного электролита. Камеры раз­ делены не доходящей до дна перегородкой из огнеупор­ ного материала.

Электролит вместе с магнием перетекает из послед­ него электролизера поточной линии в миксер, где суще­ ственно уменьшается скорость смеси, в результате чего

перспективность группового обслуживания электролизе­ ров с использованием принципов работы поточных линий. В этой же работе показана пригодность разделительного миксера с солевым обогревом указанной выше конструк­ ции для сепарации магния от электролита.

2. МИКСЕР ДЛЯ ПОДГОТОВКИ МАГНИЯ-ВОССТАНОВИТЕЛЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ТИТАНОВОЙ ГУБКИ

Титановая губка, получаемая магниетермическим спо­ собом, содержит различные примеси, ухудшающие ее ка­ чество. Источниками этих примесей являются участвую­ щие в реакции четыреххлористый титан и магний. Кро­ ме того, примеси могут поступать в губку из стенки реак­ тора, аргона, а также при выбивке и хранении губки — из воздуха.

Основное внимание в процессе промышленного произ­ водства губчатого титана уделялось улучшению качества четыреххлористого титана, а следовательно, и титановой губки. В этом направлении достигнуты значительные успехи.

Качество титановой губки значительно зависит от ка­ чества магния, являющегося восстановителем. Достаточ­ но отметить, что в титановую губку с магнием попадает до 30% от общего количества кислорода, до 40% желе­ за, 35% углерода, 20% азота и 50% кремния. Поэтому в середине шестидесятых годов был проведен ряд работ по улучшению качества восстановителя и усовершенство­ ванию технологии его подготовки и транспортировки.

На основании известных данных по влиянию отдель-

50

всем этим требованиям в большой степени удовлетворя­ ет сталь марки Ст.З.

новлена металлическая площадка, опирающаяся на кладку стенок.

Наиболее приемлемыми для соляных печей, служа­ щих для рафинирования магния, являются сухие одно­ фазные трансформаторы типа ОСЗ. Они позволяют рабо­ тать на различных ступенях напряжения при максималь­ но допустимой силе тока 3,5 кА. При необходимости можно устанавливать два трансформатора.

Однако возможно применение и других типов транс­ форматоров. Трансформатор па низкой стороне может быть подключен на «звезду» или «треугольник» и имеет девять ступеней напряжения. При этом напряжение мож­ но регулировать от 14,5 до 75,5 В.

Что касается сушки и пуска миксера, то фактически эти операции аналогичны операциям, выполняемым на соляной печи непрерывного рафинирования. Интерес представляют результаты определения количества элект­ ролита, которым пропиталась футеровка: в течение пяти суток на пропитку футеровки было израсходовано около 4 т электролита.

Поскольку количество жидкости и масса кладки не­ сколько больше, чем в электропечи ПНР, то и тепловое равновесие после пуска миксера наступило через 40 ч. При этом мощность холостого хода при установившемся режиме равнялась 100 кВт при силе тока 2,6 кА и напря­ жении 21 В.

Представляло интерес изучение зависимости электри­ ческих параметров миксера от наличия в нем колокола. Опыт работы на миксере показал, что погружение коло­ кола в электролит практически не изменяет сопротивле­ ния и электрических параметров миксера в отличие от параметров ПНР. Это можно объяснить тем, что все че­ тыре электрода миксера расположены близко к подине и зона действия электрических силовых потоков находит­ ся в основном в нижней части ванны. Поэтому установка колокола в миксер практически не влияет на его электри­ ческие параметры.

Было также установлено, что повышение уровня электролита в миксере при постоянных температуре и со­

52

ставе его приводит к уменьшению сопротивления вампы и росту силы тока. С увеличением количества магния под колоколом сила тока также возрастает.

Специальные эксперименты показали, что температу­ ра электролита с 735° С после отключения миксера сни­ жается до 700° С за 6 ч. Это падение продолжается в те­ чение 30 мин и после включения трансформатора. Поэто: му предельно допустимым временем отключения миксе­ ра для выполнения различных ремонтных работ следует считать ~ 4 ч.

Технологический процесс работы миксера несложен: магний-сырец из электролизного отделения сливают в миксер, после очистки выбирают вакуум-ковшом необ­ ходимую навеску магния и заливают в аппарат восста­ новления. Шлам с подины миксера выбирают вакуумковшом. Контроль за работой миксера, регистрация по­ казателей аналогичны подобным операциям на печи не­ прерывного действия.

В настоящее время описываемый миксер внедрен и в течение нескольких лет эксплуатируется на одном из ти­ тано-магниевых комбинатов.

Применение миксера позволило решить некоторые технические и организационные задачи. Осуществлена очистка магния от хлоридов, окислов магния, нитридов и избыточного железа. Сокращены простои печей восста­ новления вследствие своевременной заливки магния в аппараты, сокращены и простои печей на разогрев. Кроме того, уменьшилась зависимость работы цеха вос­ становления от электролизного. Все это привело к более ритмичной работе обоих цехов — миксер играет роль бу­ ферной емкости.

Поскольку оценка качества магния в зависимости от его очистки в миксере достаточно трудна, об изменении качества магния судили косвенно — по качеству титано­ вой губки. Было установлено, что доля губки высших сортов при использовании рафинированного магния, взя­ того из миксера, значительно больше, чем при использо­ вании магния-сырца, а губки марки ТГ-120 в первом слу­ чае меньше.

Однако ясно, что вопросы подготовки восстановителя не могут быть решены только при наличии «пассивного» рафинирования, т. е. только отстаиванием. Более глубо­ кая очистка магния от железа и других примесей долж­ на осуществляться другими способами, например очист­

53