Меерсон Г.А., Гагаринский Ю.В. (ред.). Металлургия циркония

Подождите немного. Документ загружается.

мвтАллуРгия

циРкония

ключается

в коррози0нном

действии

обра3ую_

щихся

паров.

*лор и в0дород при

вь!соких

тем-

пературах

воздействуют на

большинство

кон_

струкци0нных

материалов.

3то

ска3ь|вается

увеличении

содер)кан!4я пр14месей

>келеза'

ну|-

келя

и хрома

губнатом

цирконии'

полученном

из хлорида'

переплавл9нно]9

реторте

из нер)ка-

веющей

стал14 (см.

табл.

24).

Фуеровка

рёторт

д]!я

переплавки

корро3и0нностойкими

материа_

лам|,' например

танталом

или

сплавом

хастеллой

€, предотврацает

коррозию

загря3нение

про_

дукта

при

работе

заводских

мастштабах.

Фбычно

получаемый

низкий

вь|ход

плотного

плавленого

тетрахлорида

требует

дальнейшего

изучения

процесса,

если

даннь!й

процесс

булет

принят

д]|я

исподь3ован!4я.

Бозмо)кно,

нто

увели_

чение

времени

вь[держки

материала

при

вйсокой

температуре

приведет

увеличению

вь|хода.

||овторная

обработка

легйх

фракций

тетра-

хлорида

/}1о)кет

также

привести

увелинению

выхода

плотного

продукта.

Фчистка

восст8новление

тетрахлорида.

а)

Фбору0овацце.8

|орном

бюро

рля

проведения

это*! стадии

процесса

применяйся

печи

шахтного

т||па

нихромовым

9опротивдением,

х0тя

печи'

обогреваемые

га3ом'

бцлй

бн

более

подходящими.

Реторты

к}г0товля!9.грп

ц'з

нержавеющей

стали

т99у

!10

пйеш}т0лщину

стфок6'35

л!м,

у)\ину

|'|'|$

лм' вн1тренний

дц:|метр

705

лм и

сн6бх<енй

я<ело

фм

ширцл-9й..50,&дд;

й,

глубиной

228,6

мл,

привар

еннг,л1ш

вощр-

верхней,

насти

еторй.

же_

лоо частп:!но

94:!однящся

эвтекгическим

с[1лавом

91ин9ц_сурьма

(температура

плавления'

247"),

ооразующим

гидравличеслсай

3атвор'

котором

кры||1ка

печг

:может

плавать

во

Ёредя пр6ве-

денуя

процесса.'

||од

желофм

щйварив1ется

труба

из нер>кавеющей

егалу!,

которай

мо)кет

ох.,]а}кдаться

возщхом

или

водой

елу>к\4т

д]1я

замора)кивания

3атв0ра

из свинцового

сплава,

когда

это

сп!новится

необходимым

по

ходу

процесса.

Бка>кдой

печи

имеется

ти

зоны

нагрева:

верх-

няя

зона

вокруг

затвора

и3 свинцового

сплава

мощностью

квп,

простирающаяся

вниз

по

реторте

на 28$

мл;

средняя

зона

мощностью

квгп,

начинающаяся'на

мм ни)ке

верхней

зоны

имеющая

д'|ину

7|\

мм; ни)княя

3она

мощ-

ностью

квп,

включающая

нагревательньтй

эле_

;м€|{[

й0|цностью

квтп в

донной

части

печи.

(рьлтшки

печей

к}аимозаменяемы'

прдчем

ка)кдая

крь|шка

оборулована

нагревательнйм

элементом

мощн0стью

квгп.

Ёормальная

рабоная

темпера-

тура

кры!|]ки

и верхней

зонь:

не

вь|ше

650",

сред-

няя

14 нижняя

зоны

рассчитань|

на

температуру

до 900".

(ахсдая

зона

нагрева

и плавающая

крь|шка

сл:аб>кены

тёрмопарами

отдельнь[ми

термо_

регуляторами'

(ожухи

термопар

привариваются

стенкам

рет0рть[

из

нер}кавеющей

стали.,(ва

из

этих

кожухов

располо)кены

на

противоположнь|х

стор0нах

реторты

в нижней

3оне

по

одному

срщней

верхней

зонах.

}1епрерь:вная

запись

рабоних

температур

пени

осущес}вляется

по_

мощью

мн0гот0чечного

самописца.

3та

запись

температур

по3в0ля

ет

к0нтролировать

работу

тер-

морегуляторов,

а так)ке

судить

ходе

процесса.

|1ри проведении

проце1са

0чистки

в0сста-

новления

3атвор

из

свинцового

сплава

находится

расплавленн0м

состоянии

крь|шка

печи

мох(ет

свободно

вспль1вать

вверх

илй

опускаться

вниз

при

изменении

давления,

п1за.

ФпЁт

пока3ывает,

что

по

мере

пр0хо)*(дения

про-цесса

из

хлорида

выделяются

некот0ры€

газообразные

прйеси'

3ти примеси

должнй

быть

улаЁены

и3 печи,

так

как они сни)|{ают

концент!ацию

тетрахлорида'

!по

свою

очередь

Ёедет

замешлений

реайщии.

9даление

газ0образньпх

прийеёей

(|ыпуёкф

прои3водится

пгем

открывания

выпускного

|о|а-

пана; при

этом

крышка

занимает

такое

тюло)ке-

ние'

которое

обеспечивает

выход

определенн0г0

количества

газа.

(рышка

ка:кдой

пени

об0рулована

противо-

весом'

укрепленным

на

отво_,{имом

.6торону

кронште!не.

рабоием

положении

один

к0нец

кронштейна

находится

над

ц9нтром

плаватощей

|Фышки.

1рос,

на

хотором

виёит

противовес'

проходит

чере:}

два

блока

на

кронц]тейне

и при1

крет1ляется

уш}у

на

плаваюфей

крышке.

0сь

одн-ого

из блок9в

]соедин9на.

с9

стрелйой,.так

9то

лю(юе

вертикальное

движец|{$:.$ыш(и

можно

проследить

по

пок;ванию

етрелки.

8 наиале

про_

цесса

стРелка

показывает

файнее

ни)кнее

по}о-

)кение ,'432ртт|ей

крышки,

а после

этого

поло-

х<ёние

щышки

и ее вертикальное

перемёщение

во

время

выпуска

газов.

||ри

налиииг

избыточного

давления

в печи

газ-булет

прорываться

череззат-

вор

и вы3ь|вать

разбрызгивание

расплавленн0го

свинцового

сплава.

|1ри недостат0чном

давлении'

коъца плавающая

крышка

ле)|(ит

[|а

дне

)келоба,

во3никает

возмо)кность

проникновения

печь

во3духа

через

затвор

и' след0вательно'

некоторое

количество

свинцов0го

сплава

мо)кет

п0пасть

реакци0нный

тигель.

Ёеобходцмо

избегать

при-

сутствия

дах<е

небольших

количеств

свинца

циркониевой

губке,

так

как

сплавь[

свинца

цирк0нием

явля|сгся весьма

пирофорньппи.

)

Фншспка'

|1ечно е

о борудован

"''

д'''

очистки

хл0рида

п0казано

на

фиг.

18.

Фно

состоит

из

кон_

тейнера,

сваренного

и3

листов

сплава

инконель

толщиной

2,83

мм, имеющего

высоту

!8|6

млс уц

диаметр

635

мм, и

плавающей

крьпшйи

0хлаж-

дающим

змеевик0м.

(онтейнер

загру}кают

тет-

рахлорид0м цирк0ния

(в

том

виде'

как 0н посту-

пает

из

хлоратора)

и 0пускают

на

дн0

рет0рты.

неторту

закрь|вают

крьтшкой,

края

которой

гл. 4.

мвтодь| пРоизводствА

циРкония

погру}каются

в свинцовый сплав,

образующий

затвор. €винцовый

сплав

3ам0раживают'

печь

откачивают

дваждь|

промывают водородом'

а затем

нагревают

до

650".

1етрахлорид

циркония

во3гоняется' и оседает

на

охла)кдаемом водой

змеевике.

)(лориды

трехвалентных }(елеза

хрома в0сстанавливаются

до

хл0рид0в

двух-

валентных металлов' являющихся

условиях

данного

процесса

нелетучими. ||родол}|(итель-

н0сть

процесса очистки

11зменяется в зависи-

мости от

физинеских

свойств

загружаемого в

печь

х.]1орида'

так)ке

от

характера и

количесгва

присугствующих

примесей.

в)

8осспан0вленце.

||ечи и

реторты,

прпме-

няемые

д'|я

в0сстановления тетрахлорида

цирко-

и г. 1

€хема

рафинировонной

печи.

неовнщеннъ.й

хлорид

;

месго

для

неочищенного х]1оРида;

..*

9ровень

лола

;

плотнь:й

)0[орид

;

нару)|Фнй

змеевик;

0...-

вцхлопной

клапан]

_внутРенний'змеевик;

8-трубка

]!ля

откачки

;

газовЁ:й *о:апаг|;'

,о

нагреватйьный

элйент

верхней

плтт{н;

свинцовый

!атвор; 12

нагревательнь|й

?.'!9!{екг

свинцоЁого

затвора

нагреЁательннй элеме:*т сред-

]_:и

зонн

стерх(ень

,{ля

подъема

рафинирововного резер_

]РРа;

т;

рафини}овочнь:и резс|Ёву|р 1

|о

нагреватйьн*й

9|емент

ни}.(ней

зоны;

пробкй

системь: охла>кдеяия

;

нафевательный

элемент

ни)кней

зонц.

г.

19.

€хема восстановитель[!ой

печи.

цирконий

2_хлор,'1л,}{агния

;

магтанй; 4_уроввнь

пола;

[|]'|от['цй

х'1орид;

нарр!с{ый з^,|оевик

;

вч-

хлопной кпапан;

вн1ггренний зяеевик;

трубка

для

от-

качки;

газовый клапан;

нагреват€льньдй элемент

верхней

'ш]итн;

свинцовьгй

затвор

_,'а.реват€льннй

элемент свинцового

затвора

;

нагревательннй

эленснт сред-

ней зоны

реторта ]

резервуаР

для

продукта'

кон-

денсиру!ощегося

из паровой

фазы'

_.экрРн

;

78_ стеР)кень

для

подъема тългля;

тигель

для

восстановленяя;

пробки

системь!

'-"*'5#}.,''"'Б.нагр€ватепь}|ый

9лемент

ния,

аналогичнь|

применяемь|м

для

процесс;|

очистки.

Бнутри печи

находится

тигель из мягкой

стал\4,

в котором

проводится

реакция

восстан0-

вления магнием.

Фпьпы

показали'

что тигли

|{|

стал\4

с |4оА хрома

обладают

некоторь|ми

преи-

муществами.

€верху

тигель прикрывают

экранирующим

устройством'

изготовленнь1м и3

нержавеющей

стали. 3кран

слу)кит

д'|я

задер)кки окислов

других

твердь|х

примесей' содер)кащихся

в хло-

риде'

так}ке

направляет

поток

тетрахлорида

циркония

центр

реакционного

тигля. Ёа

фиг.

пока3ана

печь с плавающей

крь1шкой

и охлал(-

дающим

3меевиком,

покрытым во30гнаннь!м

тет-

мвтАллуРгия

циРкону\я

0чцсл

час

пка

ф мс;

н.

Боц

}

:с1пано0ле11

|часа 10 лсц

це

н.

\\\\\\

'./|||'!э22|;11!%:%7А

{ом6цпцр0в| тннь!ц пРоцесс

0ч|

4! час

|сп]к!2

]у1цн,

во|

:с|пан 70леп|

?//#//и

0цстпцллт]

часа

щця

|уьан

,:|11::Ё

244812

162024.

0хла:к0енце

м)-

6,451о

ж!исп!|лляцця

6*акцая

[ттттп

ёоз?анце

в печц

'с0л'бцнцрова'1пол

еа30аослсре0ына0ь

пРу9!з.

у!+.ч

ёоспава(в'

,',|'

кол1оцнцровапшо.п

:р|рссе)

2420

|612

+81216

8ремя,

насьл

,.:11.

рахл0ридом

циркония

в том-

в!!де'

кот0рый он

и]1{еет

во

врем'!

переноса

из

рафцциррв-очц0й,печи

в в0сстан0вительную.

||ри

восстановйении

так)ке

недойустйб

при-

сутствие

во3духа'

оно проводится-в|

ат||!осфере

гелия.

',.

Работа

восстанов|{тельной

печи

наиболее

ответственная

стадия

всего

процесса.

Реак_

ция

между

.]!1агнием

и тетрахлоРидом

циркония

является

экзотермической.

8сли

она протекает

слишк0м

бьлстро,

т0 температура

реакци0нном

тигле

п0днимется

вьтше

934'. ||ри

этой

темпера_

туре

образуется

)кидкая

эвтектика.цирк0ния

железо_!',1,

что приводит

загрязнению

цирк0ние-

вой

губки

}келезом

местах

соприкосновения

со

стенками

тигля.

8пьдтп0казал'

что

скорость

реак-

ции

зависит

0т со0тн0]'шения

концентраций

гелия

и пар0в

тетрахлорида

цирк0ния

во

время про_

хо}(дения

реакции.

Бсли

концентрация

тетра-

хлорида

циркония

очень

вь|сокая'

р^еакция

булет

протекать

слишк0м

бь:стро,

ито

приЁедет

чрез-

мерному

повь||шению

температурь!.

Ёсли

кон_

центрация

тетрахл0рида

цирк0ния

слишком

ма-

л3',

реакция

булет пр0текать

медленн0

вь|3овет

затягивание

процесса.

|,1менно

здесь

играет

реша-

ющую

роль

'{скусство

0перат0ра'

так

как

прямой

метод

опредёления

цстинной

к0нцентрац|.|и

тетра-

воссгановлентй

магнйшс._:;

''',

;.-;._.,=;{-,_.;.- .,

_-.+1

}|орида

цирцония,

и']|елия

пока

не

разработан.

||оэтому'

опера.т9р.должеЁ:.т!}вс}в0в?ть

лБбое

от.

тс'|онение

от

н0рмальн{й

работы

печи

и прини_

мать

соответствгющие!'мерш-всли

реакция.

идет

медлен.но'

необх0дишо:

повыбйть

]

температру

средней

з0нц

:чтобы

релит,1ть

улетучйвание

тетрахл0рида

цирконих,'а

к3бь[гок

гелия

чаще

вь1пускать

из печи.

8сли

реатщтая

идеф

с больт:той

скоростью-

и температра

нихсней

зоны

во3растает

сли1шком

бь:сщо,

то в

г!ёчь

необходимо

до6авлять

гелий

для

замед'|ения

реакции.

Результаты

этих

мер пр0являютс'я

медленно'

чт0

следует

иметь в

виду при

управлении

процессом

восстан0вления.

Ёа

окончание

реакции

указь!вает

резк0е

па-

дение

давления

в печи'

когда

к}расходуется

весь

тетрахл0рид

циркония.

е)

[{.омбпн1|р0ванный

пр0цесс

0чпспк!1

в0с-

сп!ан0влен!1я.

|'1сходнь:й

материал,

полуиаемьтй

|-орнь:м

бюро,

имеет

достатонйо

ни3к0е

с0дер)ка-

ние пр.имесей

позволяет

применять

комбийиро_

ваннь:й

пр0цесс'

совмещающий

онистку

и в0сста-

новле!|ие.

1акой

пр0цесс

сокращает

рабояий

цикл

до

44 час.

и,

кроме

того,

осво60ждает

печи'

предназначеннь|е

для

0чистки'

п03в0ляя

использовать

их

для

совмещенн0го

процесса.

[рафик

рабоних

циклов

различнь|х

пр0цессов'

представленнь:й

на

фиг.

20,

показь|вает

эк0н0мию

гл.

4. мвтодь1

пРоизводствА циРкония

времени'

получаемую

при к0мбинированн0м

про-

цессе.

этом

процессе

используются

те х(е

печи'

реторть|'

тигли

для

восстан0вления

контейнеры

для

хл0рида,

что и

в случае

раздельн0го

пр0ве_

дения

операций

0чистки

восстановления.

Фхлаждаюйие

3меевики

плавающей

крь:пшке

укорачиваются

д0

239

лалц.

}короненнь:й

экран,

расположенньтй

на восстановительном

тигле'

!:оддерживает

контейнер

с хлоридом.

3то

обору-

дованйе

п0казан0

на

фиг.

21-

||ри

загрузке

печи тигель

для

восстановления'

содержащий

б4,5

к? металлического

магния,

ставят

на

дно

реторты

и накрывают

экраном.'

Бес

тетрахл0рида циркония'

оставшегося

на змееви_

ка>|

от

предь:дущего

процесса'

дол)кен

бьпь

точно

определен,

поскольку

он

является

частью

за-

грфки

печи.

контейнер

загру)|(ают

?а1(Ф€'|(Ф.|1|{-

чёётво

тетрах.]1орида

циркоция,

ттобы'общий

вес

его

печи

составлял

234-238ка.

3атем

контейнер

хлоридом

л!омещают

в печь

на

экран'

'9,,

п'[&',

вающ}ю

крь|шкуставят

на место

таким

образом!

чтобы

ее края

были

погружены'в

3атвор {ц}свнн:

цовогосп,ава.!''9ереззме_евЁки,:'!-ас-п.!ф.$!$.$е;.

п0д

затвор

ом;

пропускают.

Рош

до

теё

-п'о

р:.!081'

свйнцо

вый

сйлав,

нё' затв

ерпей':1||зс{

:з4тв

1г''де_

вания

свинцового

сплава

нижней

и,9"Р-9дц9дз,г.'

нах':а

та1о[(е

взоЁе

плаваютцей

крьпшки

'устана_

влиБают

тёмперацру

.3Ф":.

начина'|от1откачщ

]

пени.

|[ри

этом

)келательцо

ц4гревать

всю.цз99у'

тетрахл'орида

цирконпя

д(|

вфмох<ц9

$9]196!35!96;'

кой

темперацры'ш[я

удаления

0олее

летщих

примесей,

том

числе

воды,.без

возго}{ки

тетра_

х!торила.

Б качестве]'меры

прёдосторо)кности'

что6ьп

компенсировать

3начительно

сокращенньпй

цикп

очист|{!1|

!!,

удалить

боль:ше

газообразных

примесей,

делают

1ри откач!Ф.^||осле

ка:кдой

от_

качки

печь

заполняют

гелием.

3атем

охлажде}тие

затвора

[д}

свинцового

сплава;прещащают

уста_

навливают темп ер атуру

4501.

1емператур-у

_ни}к_

ней

средней

зой

доводят

постепенно

до

350'

п-е_

редвижением

терморегулятора

на 10' каждые

мин.3то

делается

|р\ятого,

тгобь:

вся

масса

тетр^а_

хлорида

достигла

*.температрь|

не

нихсе 210".

Фбьйно

вьшуск

газов из

печи

проводят

около

100

раз,

ятобьт

удалить

из

тетрахлорида

остающиеся

примеси.

?ерморегулятор

срвдней

зоньт

печи

по-

сле

этого

сн0ва

ставят

на

200", а

терморегулят0р

нижней

з0нь1

на 825".

9ерез.змеевики

для

кон_

денсации тетрахлорида

пропускают

холоднь:й

в03дух

для

регулировки

интервал0в

ме)кду

выпусками

газ0в.

9ерез

мин.

после

установки

!9рморегулятора

ншкней

з0нь|

на температуру

ё25'

в печь

через

счетчик

начинают

пр0пускать

гелий

с0

скоростью

около

460 см3|лтлн

в течение

час.

8ь:пусЁ

газов

и3

печи

производят

той мере,

'^8

какой

это

необходимо

для

предотвращения

[:олнятия

крь|[шки вь||пе

нормального

ур0вня.

5цэц

||равильно

проведеннь1й

вьтпуск

га30в

обеспечи-

вает

полунение

печи

атмосферы

с требуемьтм

соотношением

гелия

тетрахлорида

циркония

для

регулирования

скорости

реакции

между тет-

рахлорид0м

циркония

и металлическим

магнием-

Фбь:чно

реакция

начинается

вскоре

после

окончания

пропускан

|4я

г елия.

?емпературу

сред-

ней

зоньл

увелии'ивают

с тем,

чтобьт поддерживать

крь1шку

вплавающем

с0стоянии

обеспечить

нор-

мальное

давление

печи..

11о0

Фцг.

2\.

€хема

комбинированного

аппарата

для

очи-

стки

и воссгановлени'!.

_пиоконий:.

2-хлорип,

магния;

3_магний;

'_уровень-

пола] 5

неочищенный

хлорид; 6

рафинировочнь|й

резер_

Б,ао ?

цд91чц[

х]]орид;8__

плавающая

крь[шка;9

охла-

й|ю!ц*е

змеевики

;

1о

--:

газовый

кпапан;

трубк^

Аля

6йачй :

вьдйопной кпапан;

нагревательный

эле-

мент

вер1ней

!1литы

;

свинцовый

затвор

нагреватель_

ный

элёмент

свинцойого

затвора;

нагревате.'1ьный

элемент

;;;ыея

зоны

;

77 --

ц6616

длй

нёочищенного

х]!орида

;

ре_

йо{а:

экран

для

восстановлення;

стер)кень

для

йо1'ейа

4птля;

тигель

для

восстановлен|{я

;

пробки

;йаъй

охлайения

нагревательный

эле}|ент

ни)кнеЁ

3оны.

мвтАллуРгия

циРкония

(онцентра

-ци|1гелия

и тетрахл0рида

циркония

регулируют 'таким

образом,

чтобь[

реакция

пр0-

хФАила

максимальной

скор0стью

при

темйе-

ратуре

ни>кней

3онь|

не

вьйе

375".

|!осле

по-

луторачас0вого

пр0хождения

реакции

вь1пуск

Фпг'

22.

!нсгиллят1понная

печь.

водоохла>кдаемыи

ко)кух

;

опорная

колонна,;

печь

;

1_т'1гель;

рето^рта;

резервуаь

й;_;;;ъ;;

7-экраны;

к вакууй-йаёосу

:т'*

из

печи.прои3водят

час0вь|ми

интервала_

11:]|р,

этих

условиях

реакция

обь|чно

пр0текает

Р}].тр'

в течение

примерно

час.3атем

реакция

замедляется

из-3а

умень!1]ения

количества

маг_

|1пя.

|| скопления

атмосфере

печи

примесей

инертнь|х

га30в,

вызывающих

пони)кение

кон_

:-:нтрации

тетрахлорида

цирк0ния. 3амедление

Бк0рости

реакции

вь|зь|вает

0хлах(дение

печи'

и'

х9|да

температура

нижней

зонь|

падает

нижо

ё)0''

количество

пР0А}вок

увеличивают до

6-10

раз

час

для

увеличения

к0нцентрации

тетра-

хл0рида.

9ерез

15 час.

п0сле

того

как терм0регулят0р

нижней

зоньл

бь:л

установлен

на

тейпе!атур!л

825",

б6льгп

ая чаеть

тетрахлорида

цирк0н

ия

успе-

вает

прореагировать.

|ерморегулятор

ср6дней

3онь[

устанавливают

на

650"

и чере3

3меевики

для

конденсации

хлорида

пропускают

охлаждающу]о

воду.

таких

условиях

пень

работает

в течение

часа

для

конденсации

остатков

тетрахл0рида

циркония

на

3меевиках.

3тот

тетрахл0рид,

вес

которого

Редко

превышает

ке,

испо.пьзуют

следующем

цикле.

Аля

поддер)кания

крь:шки

печи

в.'плавающем

с0стоянии

.йобавляют'гелпцй

Фбщая

продолкительность

й'й;;;;;ъ;;;;;";

сравнительно

узких

пределах

и весь

процесс

3аканчивается

среднем

за

время

несколько

меньше

час.

Фбработка

губк|

а)

9нш9пскс.

€ле!ующей'

сц/пенью

прои3водстве

мета'!лического

ц"рйо-

н|4я

является

удаление

хлорида

магнияи

остаточ-

ного

металлического

магния,

губки.

}|иже

опи_

сываются

два

метода,

прищеня9мые

д'|я

эт9й

цели.,

^-__

|:-в ]

к},}:м н?-А

А4ь$.тидляд,а.д:и''

Фг|е!?||и9

производится;

путец

нагревация!

цф:.

в9Рнутого

тиг{я

его

содеЁжимнм

Ё.эвакуиров!ц-,

ной

реторте;

€хема

^пРщёняемого

ойБйй';Б];:

пока*!на'

на

фиг.

22'.

3ерхняя-щст*

ре!рртш'.

п0двергаемая.

цагреву

в.деч}|'

]49|оторляется,:,:з.,

:'р}е19Рщ*й.щал

м,ар

ки

0 трлщ

пуо!

.\2

ллс,

а.

-н\цж\,яя.

ча9гь;

.-34|к]|юченная*'ц,

Ёойнук|

-!|]3-11|:'

.в, мал0углеродистой,

стали..

$ся

установка

поддержйвается

массивным

стальЁы*:'

фланцем'

на

котором

покоится

пе9ь

во

в!е[[.н?г;

грева;,

резиновой

пр.ойадцой,.в'

]

спег[иал{й(!й

углублении'

создающе.й

герйёти,'''

у,Ё'й]ййе

ме)кду

фланцем

и печь|о.

Разгррка

и загрузка

реторты

произвофся

с-

{!}9шью

гидравлического

подъемйика'

устано_

ъленн0го

подвальн0м

п0мещении.

!('

в?рхней

час"|у|

подъемника..прикрепляется

крышка

ре_

торты'

на

которой

монти.руется

о6орудовайие

пе1{'

состоящее

из опорной

колонны

диаметром

-100

лм'

|43готовленной

и3

нержаве"й.и

|,'-.'*,

трех

экранов'

сборника

для

хлорида

магния,

опоры

для

тигля

площадк\4

для

губки.

8се

это

оборулщание

и3готовляется

из

Ёержавеющей

стал'1.

?игель

в перевернром

полойении

поме_

щается

на

опору.

||лощадка.для

губки

поме-

щается

под

тиглем,

нтобы

не

допустйть

выпаде-

ууя

губки

в0

время

процесса

д\4ст|1лляц|1|4.

!:::?-|

час_ть

устан0вки

заключена

т0нкую

0оол0чку

и3

нержавеющей

етали'

на

которой

конденсируется

хлорид

магния'

возгоняющийся

из

губки.

|'.;!. {.

!]то;1|э1 || РФ1431]с

;;1с-!'!|.\

]

1|'1

1'}(

(

]1|

},1

(а>кдая

рет0рта

имеет св0е с0бственн0е

ва-

куул1н0е

оборуАоваг:ие. Фбьлчно п|)!{^1е|{яют

две

вакуумнь1е

системь|'

одна из

к0т0|]ь!х служит

для

эвакуации

реторть!,

другая

пространства

л{ежду

печью

ретортой.

]акипт путем

вь|равт{и-

вается давление

внутри

снару}(и

нагретой

ре-

торть|

пред0твращается ее

сплющиват]ие.

€истема,

применяемая

для

0ткачки

рет0рть|'

с0ст0ит

из

диф-

фузионн0г0

масляного нас0са

й'форвакуумн0г0

насоса. 8

ва-

куумной

линии ме)кду

насосами

другими

частями системь|

по-

мещают

к0л0нки

тарелк:1ми'

за-

п0лненнь|ми

фосфорньлм

аЁгид-

рид0м

для

пред0твращения п0па-

дану1я

влаги

в вакуум-насосы.'

(аждая

вакуумная система

оборулована

и0низационным 14

термопарнь1м

закуумметрами. 8

обеих

системах

применяют

обь:ч-

нь1е

ман0метрь[

типа Бурпона

для

наблюдения

за

ходом откач-

ки.

Аля

'и3мерения

вакуума

пространстве

ме)кду

ретортой

печью;

применяют

закрьшь:й

ртр

ньтй манометр.

Аля

|::}мерения

темперащрь|

внутри

тигля

применяетсятермо-

пара'

3ак.]1юченная

в тонкостен-

яь:й кожух

[д}

нер)кавеющей

ста-

ди

проходящая через отверстие

центре

крь1щки

ретортьт,

а3атем

вверх через

пустотелую

опорную

к0лонну_до

уровня

площадки

для

губки. Б том'месте' где

ко)1(ух

терм0парь|

проходит через

крь|шку

!ет0!ть|;

имеется вакуумн0е

:ддотнение.

Регулирующая

терм0пара

устанавливается

внутри

печи 0коло

нагревательнь1х

элементов.

9плотнительную

резин0вую

пр0кладку на

крышке

реторть|

очищают'

слегка смазь|вают пе-

ред

тем'

как

поднять

крь|шку

рабонее

п0л0же-

ние

и закрепить

ее

болтами.

Берх гидравлическог0

;

[10!Б0мн|1(а

отделяют' п0дъемник опускают и

регистрирующ}ю

термопару

устанавливают

ра00чее

п0л0)кение.

|!еред

пуск0м

в ход основног0 вакуумн0го

00оруд0вания

рет0рту

откачивают

д0

вакуума

!0рядка

нескольких

миллиметр0в

ртутн0г0

стол-

ба

перен0снь|м

вакуум-насосой.

Ёосле 0ткачки

системь1

вакуумнь|е

крань| 3акрь|вают

и систему

(1ч'д|р0веряют

на

натекание.

Ёслтц

герметичн0сть

#х0рошая'

вакуумнь|е

крань[ открь1вают

и нагре-

_вательную

пен1

опускают в

рабоиее

полож(ение

на

верхйюю

часть

ретортьт.

|!6сле

этого

начинают

откачку

пространс!тва

ме}кду

ретортой

и печью.

3!е!мо!ег}лятор

печи

ставят

на

900'. а

по

дости-

ерморегулятор

пени

ставят

на

)|(е|!ии

900'-

;та

!)20';

при

этол:1

температуре

печь

1эаботает

в тече}{|ле

!4.п:тс.

3атепт ток

вь!|(лючают

т!ечь

сни1\1ают

рет0рты.

Реторту

0{_г1?ЁА[1!Ф €Ё?:

1|а.]!а

помощью

сжатого воздуха'

а затем в0дя-

||ь|м ор0шением.

Бакуум

в}|утри

реторть|

п0ддеР-

ж|,|вают

до

тех пор' п0ка температура

не с|{изится

до

600".

3атем.вакуум-насось| отключают

ре-

['орного

реторть|

на п,]о1ц;

т0рту

зап0л}{яют гелие]!1

для

ускорения

0хлаж-

дения.

Фхла>кдение пр0дол)кают

до

тех пор'

п0ка

тем-

пература не

снизится

д0

50'.

3атем

рет0рту

снова

0ткачивают и

3ап0лняют

смесью'

с0ст0ящей

из

60о/'

сухого

в0здуха и 48о/.

комнатного в0здуха.

Б течение 20

митт.

дают

вь|держку

для

пониже_

ния активн0сти

д0верхг10сти

губки

уменьше-

ния

0пасн0сти сам0в0зг0рания

цирк0ния.

3а-

тем

рет0рту

снова

0ткачивают и

3ап0лняют

гелием.

||еиь

разгру)+(ают

и ти[ель, с0держащий

губ-

ку'

транспортируют

отделение

для

обработки

губки. €борник

д'|я

хл0рида

магния

опор0жняют'

0стальн0е оборуАование

печи пр0мь|вают

су-

\]1ат

Аля

проведения

следующего

цикла.

Фбщий

в]4д

цеха

в0сста}{0вления

[орного бюро п0казан

::а

фиг.

23.

2. Бьпщелачивание.

Аля

лолучения

порошкообразного

продукта

разрабатьтвается

ме-

тод'

п озволяющи

й избежать ва

куумн о

д\4стил

ля-

ц].||{

восстановленной

губки и включающий пря-

дисгилляционные

по

дости-

мвтА.'1луРгия

циРкония

Фнг.

24. 8осстан0вителыъдй

п{гепь

с.

губкой

рааллинньпк

.'',ов.-_

--_

восстан0влену11

[р]'

напрйер

при

восстановле_

нии

натрие''1

фтороцирконата

натрия

[41!,

фто-

Р 9 чид х9

ната

кал

ия

[42|

та

цп

тетр

а хл9

йа

г[цЁ

ко_

нпя

|43]

цР.и Р99тнов_ле*:ии

кальциём

лвуойиси

циркония

[44,

ф!.8

этих

другцх

менее

в1жных

процессах

восс.тановления

оказ:!лоеБ,

вфйоиЁы}1

удалить

б6льл:ую

часть

солей'

образфщйся,в

ре3ультате

воссганов.,тения'

вь[||{епачиванием

во_

дой

или

разбавлёнными

1зотной

и.т|и:соляной

кислотами

и'

таким:образом,

получить

цщконий

виде

кршных

щсков

или порошка.

случае

воссгановления

тетрах,|орида

цир_

кония

магнием

оказалось'

что

процессе

выще_

лачивания

не

происходит

удовлегворите.,1ьн0го

ра3мельчения

реакционной

массы

и, выщелачи_

вание

должно

сочетаться

разщолом.8

этой

ран_

ней

работе

наблюдалось

несколько

в3рывов'

точ_

ная

причина

которых

все

еще

остается

не

уста_

новленной'

п0этому

данньпй

метод

бьпл

вьшеснен

вакрмной

дистилляцией

[30].

Фднако

недавно

бь:ли

сделаны

попьпки

полу-

чить

циркониевь:й

поро1шок

более

высокой

чис_

т0ты'

чем

получаемый

восстановлением

двуокиси

циркония кальцием (в

то

время

наищгнший

техни_

ческий

поротшко-образньтй

продуто).

|{ирконие_

Р,й

пор0шок

бь:л

полг{ен

разйолом'

губки,

онищенной

дистилляцией

в вакууме'

но

йакой

цетод

приг0ден

т0льк0

в тех

случаях'

к0гда со-

держание

кисл0р0да

и азота

или

одного

из

этих

газов

губке

д0стат0чно

вь|соко'

чтобь:

сделать

металл

в надле}кащей

степени

хрупким

[26].

мое

выщелачивание

корольков металла

п0сле

стадии

восстановл

ения.

ранних

исследованиях

процесса

восстановления

тетрахлорида

цирко-

н11я

маг'114ем

делались

попь|тки

}*}влечения

цир-

кония

вь1щелачиванием воднь!ми

растворами

[30 ].

/!1етод

вь|щелачива\\|4я

успе!пно

применяли

во

многих

других

ранее

проводимых

процессах

.(ругим

мегодом

является

придание

хруп_

кости

цирко]|иевой

губке

вьлсокой

чист0ть|

гидри_

рование]!1.

?акор1

метод

представляется

впойне

приемлемь|м'

но

во^

время

и3мельчения

гидрида

погл0щается

около

о,|-0,2о|о

кислорода

и,

кро_

ме

того'

очень

трудно

избе)кать

погл0щения

не-

больтших

количеств

азота

во

время

гидриро-

ван|1я.

_Ару.'и

трудностью

при

работе

с гидрирован_

ной

цирк0ниевой

губкой

является

налийие

в ней

остат0чн0го

магния'

что

сочетании

боль_

тшой

усадкой

брикетов

гидрида

циркония

весьма

3атрудняет

пр0цесс

спекания.

||ервонанальные

з'.у

да

л|1ть

|4збь:точн

ьтй

ма гн

и й

и3

цир

ко

ие-

в0и

гу0ки

или

порошка

гидрида

циркония

вы_

щелачяванием

метиловым

спиртом

йли

разбав-

ленной

-соляной'

кислотой

ока3ались

безуспеш'

нь|ми.

8днако

последние

исследован

у1я по

выщела-

чиваниюпРоА!}оов

магниетермическ0го

восста_

новления

тетрахлорида

циркон||я

дал14

весьма

1]]о|о00ещаютт(ие

результать|.

Бьпло

найдено,

ято

некоторые

пз

этих проду[(тов

восстан0вления

мо)кно

вы|'{елачивать

однк1й

водой,

но

при

этом

полг{ают

поро|||ок

невьлсокой

чистоть|.

€

другой

стороны'.

выщелачивание

разбавленной

сойяной

у:{'отой

часто

,р#:9д1]_'

полг{ению

порош!€

цирк0ния

высокой

чистоть[.

|{иркониевьпй_

порошок'

полученный

выщела_

чиванием,

у)ке

нА

данной

стадий

разработки

про_

цесса

имеет

гораздо

;более

высокую.

,степёнь

чистоты

отнбшен!{}1_'

|а3Ф!ых

прйесей;

,,ней

любой

3Ругои щц5онйевый

[ороЁок,

прйготЁ

вленный

ранее.

.(ействительно,

содерйнйеазота

цирк0ниевом

порошке]:'полренйом

методом

выщелачиван'\я'

9толь,тс6уал9,

как и в

ц}.|рконйъ

наиболее

высокой

степени'

чистоты,

приг1!овлен_

ном

другими

методами.

||орошок,'

полренный

метод0м.выщелачиван14я'

вёсБма

пригоден

д'|я

целей

пс|рошковой

металлур[у1:,;1'

а также

может

применяться

д!я

плавки

слг!аях

сл0жного

легир0вания.

-8ыщеланивание

циркониевого

поро|шка

'в

губки

доф|(но

бь:ть

экономически

найболее

вы_

годно.

'(ля

фотоосветительнь|х

вспь||шек

и в

ка_

честве

воспламенителя

такой

п0рошок

может

быть

хорошим

заменителем

циркониевого

поро[шка'

полученного

восстановлением

двуокиси

циркония

кальцием.

.(ругие

области

прйменения

еще

большей

степени

3ав\4сят

от

чистоть[

материала'

поэтому

данньпй

пр0цесс

требует

дальнеййей

оценки.

Более

п0дробно

этот

пр6цесс

рассмотрен

в гл. 5.

б)

-!роблецце

с0рп|1р0вка.

работах

|-ор_

ного

бюро

наблюдались

значительньте

колебанйя

характеристике

отдельнь|х

партий

губки.

Рас-

пределение

губки

по

типам

значителЁной

степе-

ни

с00тветствует

схеме'

приведенной

на

фиг.24.

гл.

4. мвтодь|

пРоизводствА

циРкония

[убка

типа

представляет

с^обой

плотнь:й

материал

виде

крупнь|х

кусков.

Фна

составляет

обьт.!но

около

35о|

веса всей

губки

и содержит

ме}]ь11]е

магния

}1 хлорид0в,

чем

другие

типь|

губки.

|-убка

типа

Б образуется

начале

пр0цесса

в0сстан0вления.

1,1ногда

в0сстановление

начи-

нается

еще

до

расплавления

магния

образую-

|цаяся

на этой

стадии

губка

сохраняет

отпечат_

ки

чушек

м агн14я.

Фна

бьпчно слоем

толщиной

око-

ло

мм

рилегает

днутигля'

с0дер}кит

несколь-

ко

больше

железа'

а3ота

и многихметаллических

примесей,

3а

иск.]1ючением

магния'

состав.}1яет

ойоло

20о/'

общего

веса

губки.

|'убка'типа

€, онень

легкая

и пористая,

более

всего

похо}}(а

на губку.3тот

тип

цбки

содер)кит

наименьшее

количество

примесей'

но в

порах

имеется

]11ного

магния

и хлорида-

?акая

губка

составляет

около

35%

общего

веса.

!'убкойт

типа Р

на3ывается

материал'

полу_

чаемый

время

от

времени.,в

процессе

восстано'

вле|1ия'к6торый

нель3я отнести

обычным

тип:1м

А,

или'€.'

(огда

образуется

такая

губка'

вск).

партию

относят

типу Р.,Фпвические

характе'

ристики

этой

губки

не

соответству[01

ББ[]]е'

упомянрый

трем

типам.;

по содер)канию

пр1йе-

ёей

губка

зайимает

среднее

положение

между

губкой

типа

и €.

|убка

типа. Р

составляет

5-'о%

общего

количества

продукта.

[у6ка

типа

Р,

показаннАя

на

фиг.

24,

яъ,ляется

несортной.

3тот

материал

во3вращают

в хлоратор

на повторную

обработку.

€одер>кимое

тигля и3влекают

при п0м0щи

лома'

50-тонного

пневматического

пресса

рамного

типа!4зубпла.

[убкутипа € обьтчно

мо)кно

и3влечь

без

дробления,агубтч

типовАиБ

перед и3влече-

нием

нужно

Аробить.

Ё{екоторь:е

партии

губки

имеют

тенденцию к

в0спламенению'

п0этому

во

время

извлечения

тигель

продувают

аргон0м.

|'убку,

приставш1ую к

стенкам }келе3ного

тигля'

счищают

вращающимися

проволочнь|ми

щетками

д]\я

удаления

поверхностного

слоя.

(рупнь:е

куски

разбивают

зубилом

на 200-тонном

гидрав-

лическом

прессе.

Аля

рвм&ьчения

губки

до

крупности

-9,5

мм

применяют коническую

дробилку.

9бразцьл

вес0м

по 1,36

1{2', 1'1,6,'ннь!е

цо

методу квартования'

брикетируют

в йатрице

диаметром

1Ф0 лцм

на

200-тонйом

прессе.

||робы

на анализ

отбирают

пу-

тем сверления

брикетов.,

Анализы-трех

средних

образцов

губки

йриведены

в табл.

25.

.4ля

плавки

в т1рои3водственных

усл0виях'

преш|0чтите]1ьнее иметь'

одну

крупную

партию

однородлой

!}бки,

чем

несколько

неоднородных

партий. Был"постр0ен

смеситель

вращающ-егося

тийа

шпя.перемешиван'ия,900

ке

губк*т

более'

||артиицбйпч.9дн0йза.грущают91.:за9^ч,]уР|

вор9}у.':1р.*9'т;о.д9'(ё||ную;н.щ:1рзщающимсяви0':

а!1й

бн!ъ|ЁЁ.

йф.ателем,

кот_ор

Ёй

по

а)книва

ется

}з

к|углый'делйель

с 30

о.

тп:елениямй.'Ёйи'необ_;

*оЁйо,

любаяпорция,

пЁедставдяющая

1/39

все{

смеси'

мо)|(ет

быть

дополЁйелЁно

п€!0!|1еш?на.

в смеёпателе

двойным,

конусом,

и{.

нер>кав'еющей

стали.

7аб:шца

"-т

€реднее

содеРжание

примесеЁ

циРкониевой

губке

(в

процентах)

)(имическуай

анализ

€пектральньтй

ан

алц3

Рь

$п

7п

н{

сс

Ав

в!

€о

$ь

А3

8е

Ре

ш2

м8

€1,

А1

Ре

йп

т1

йо

€г

€ш

1т1ч

ш!

Ё1

€пектральный

анализ

0,035

о,оо44

0,0194

0,0199

0,05

0,0099

0,0215

0,0146

о,о2

о,о027

0,0878

ц0667

0"0039

0,00!!

<0'(ю5

0,00002

0,(хю7

<0,00005

<0,005

<0,01

<0,002

<ц0001

<0,02

<0,005

<0,00005

<0,0001

0,(ю52

0,01

<0,005

0,ф002

0,0063

<0,00ш5

<0,ш5

<0,01

<0,ш2

<0,0001

<0д2

<0,005

<0,00005

<0,0001

0,0018

0,001

<0,005

0,00002

0,0073

0,0028

0,0532

0'ш)26

0,0033

0,0025

<0,002

0,00о6

0,0018

>0,01

0,0013

0'ш89

0,06

0,0046

0,0137

ц0025

<0,002

0'ш78

0,0017

>0,01

0,0012

0,0024

0,0?34

0,0011

0,0028

0,ф25

<0,002

0,ш44

0,(ю2

>0,01

0'ш12

<0,ш005

<0,005

<0,0!

<0,002

<0,0001

<0'(ю2

<0,ш5

<0,0ш05

<0,0001

7о

]!1

втАллуРгия

циРкония

1-{иркоглиевая

губка,

вь!пускаемая

фирмой

<Ё(арборундум

металсг

Акройе

(тшт.

Ёью|йБрк),

имеет

близкое

сходство

с_."1атериал0А!'

приг0т0вляе-

мь:м

[ор:;ьлм

бюро в

Флбани

(шт.

0регон)

[{6].

(ах<лую

партию

делят

на

с0рта

А,

в,

"г

со0тветствии

с внешним

видом

ра3мещением

губки

в тигле.-3ти

сорта

3атем

раздробляют до

крупн0сти

-9$

мм в

конической

др6билке.

Фб-

разцы

для

Анализа

отбирают

путем

сверления

брикетов,

изготовленньтх

йз губкй

каи<дого

с0рта

методом-

кв арт

о!ания

и спр

ессовачнь|х

под

да

вле-

нием

|59

гп.

[убку

однородного

качества

для

плавки

п0лучают

путем

пропускания

1360

ка

гу0ки

или

0олее

чере3

делитель

вращающегося

типа

отделен|1ям|1.

.(ля

смейивания

губ-

ки

|13

ка)кдого

отделения

перед

ее

упаков-

кой в стальные

герметичные

контейне!ь:,

за-

полненные

аргоном'

применяется

двойной'сме-

ситель.

€равнение

выходов

различных

сортов

цирко_

нпя

на.эти{

двух

предприятиях

показано

в сле_

дующей

таблице:

Б производстве

металлического

циркония

во3_

н|.|к

спр0с

на

проду!о

более

вьлсокой

степени

чист0ть|'

чем

д0стигнутая к

наст0ящему

времени.

'(о

сих

п0р

не

представлялось

в0зд1о)кнь|м

рас_

сл{атривать

какие-либо

изменения

технологии'

кот0рь!е

привели

бь:

снижению

стоим0сти

цир-

к0ния

за счет

его

качества.

||роцесс

(ролля,

по

существу'

являетсяперио_

дическим.

3то само

по

се6е

представляет

недостаток'

так

как

значительные

потери

вре-

мени

работе

печей

на

нагрев

охла)кден\4е

утзлитлний

а сход

эл

ктр

оэнергии

делают

пр

оцесс

малоэк0н0мичнь|м.

3атрать:

на

рабоную

силу при

пери0дическ0м

продессе

так)ке

обычно

вы1ше'

чем

при

непрерывн0м.

Было

прил0х(ено

!|1ного

усилий

т0му'

чтобьл

сделать

процесс

}(ролля

непрерыв-

нь!м'

однак0

до

сегодня|'шнего

дня

еще

не

полу-

чено

обнадеживающих

результатов.

главн6й

трудностью

при

этом

является

разработка

кон-

:трукции

так0го.оборудования,

кот0рое

бы

уло-

влетворительно

ра00тало

в нужном

интервале

тем_

ператур

при

3амене

одной

газовой

среды

на

дру_

гую

и' наконец'

на

глубокий

вакууй.

?рудной!л;

встречаемые

при

осуществлении

этих

операций

при периодическом

процессе'

значительно

увели_

чиваются

в случае

непрерцвного

процесса.

||римеси'

содеря(афиеся,

восстауовитеде'

3'бълнно

присрств]лют

и Ё

циркониевФ

фок..

|!оэто.г!1у

необходимо

применять

магний

наифлее

высо(ой

чистоты

ла7ять3агрк}нения.с

поверх_

н о сти

уб*

путем

травлени8

2р/ь;гноу*раетв6ре

:9лянои

кислоты'

промывки,:Р6АФй.:.:4;

сушй'

ка}кдую'партию

полг!аемой

губки

можно

под-

ра3делить

на

сорта

в соответстЁии

ее

ра3меще_

нием

восстановительном

тигле'

как

показано

на

фиг.

п втабл.25.

губк'

сорта

содержит

значительную

часть

металлических

примесей,

имеющихся

в магнии,

и йо

сравнению

Ё гуокой

А!}гих

с0рт0в

значительно

большее

колийество

кислорода.

[|оэтому

среднем

чист0ц

губки

мо)кно

повысить

за

счет

иск.,|ючения

этого

сорта

или применения

его

для

менее

ответственных

целей.

||ри

переходе

на

непрерывньхй

процесс

возмо)кность

сегрегации

материала

умень!!'\4тея

'1,

по-в|\д,4мому'

буде3

невозможно

уЁуншать

ка_

чество

части

готовой

продукции

путем

отбора.

|[оследним

ус0вершенствование!ц

пр0цесса

кролля'

перспективнь|м

с точки

зрения

сни)кения

стоимости

повь|шения

качества'

является

при-

менение

т0нких

листов

вь|сокоуглеродистой

с7

а ли

для

футеровки

в0сстановите-|тьно_го

тигля.

}ту

футеровку

вставляют

обычньлй

тигель

перед

загрузк0}"[

восстановительной

печи'

а по

ок0нча-

нии

реакции

извлекают

вместе

продуктами

вос-

стан0вления

из т|4гля

и переносят'в

сухое

поме-

щение. 3атем

эту тонкуто

оболочку'разрезают

сооку

с0

дна

на

п0л0сь|

помощью

пневмати-

ческ0го

зубила

и отдирают

от

тверд0го

бл0ка,

тип

циркониевой

губкп

в.

€месь

неочищенвый

цирконий,

|орное

бюро

фнрма

(карборун-

дум

мета.']Ф}

61,8

6'9

10,3

9,7

113

Болёе

высокий-Р"фд

губки

типа.А

на

ус_

тановке-

фирмы

т(арборундум

метало

объ!с-

няется

большими

размерами

отдёльнь:х

партий;

х9:орые

в срещем

составляют

примерно

по

227-ке

пр0тив

72 к9на

установке

1'фного

бюро.

!иркониевая

губка

п-оставляется

метцках

из

полиэтилена'

3аключеннь|х

заполненнь|е

арго_

ном

стальньте

контейнеры'

которые

упак0вь!вают

св0ю

0чередь

деревяннь|е

ящики.

попь!тки

усоввРшвнствовАния

мвтодА

кРолля

.(о

настоящего

времени

весь

техт:ический

ти-

тан

более

450

тп

металлического

циркония

бь:ли

п0лучень|

методом

(ролля.

Фднако-

этом про_

цессе

имеется

ря!,

существенньлх

недБстатков,

ко-

т0рь|е

дол}кны

бь:ть

устра}|ень|

или

сведег|ь1

минимуму

при

дальнейтпем

ег0

развитиг:.

9луи-

шения

в процессе

(ролля

доли{1{ь|

привест!|

как }(

п0вь!1шению

качества пр0дукции'

так

}[

сниже_

нию

ее ст0им0сти.

8 больгшил{стве

пр0цессов

оба

эти

фактора

взаи,|}1осдяза}|ь].

гл.

4. мв']'одь!

пРоизводствА

циРкони'{

состоящего

из

металла

хлорида

магния.

этот

блок

устанавливают

на

токарном

стаг|ке

су_

х0м

помещен'1\4

удаляют

слой металла

толщи-

ной

3*6

лл

с боковой

поверхности

дна

блока.

Фперашию

производят

на станке'

снабя<енп:ом

копйром,

нто

по3воляет

снимать

слой

птеталла

определенной

толщинь|

независимо

от

неровнос-

тей

поверхности.

Блок

пробят

на куски

ббльтпую

часть

хлорида

магния

удаляют

механически.

}{еталлинескую

часть'

с0стоящую

и3

циркония

и магния'

загру-

жают

тигель

ш|я дистилл8ции

цепью

удаления

остатков

хлорида

магния

магния-

йеханическое

удаление

хл0рида

магния

3начительно

умень_

шает

объем

продукта'

так

что металл'

восста-

новленньхй

3а

дре

или

три операции'

можно

дисти.,1лировать

за один

прием. 3то

приводит

более

экономш!ному

исполкюв:}нию

печей,'-

(ролль

и'|.!!лехтен

[47]

следующим

образом

:о:ассифицпрбЁ!лЁ,

ра3л

ичные'

:йегодь!

црщч

6*|ия

цирконйя:

-.':

8осста*овленрф

хлориф:::нащием''каль;

цием

или

магнием,

,:'';

2.'8осфаЁовление

фторида

кальцием

или

маг_

нием.

{|,:,..

|:_]

8осстановлейие

двойных

фторйдов

ще.,|оч_

ных металлов

натрием

или

алюминием-

8осстановление

двуокиси-кальцием,

]'1аг-

ниеж

или

алюминием

5. 8осстановление

двуокиси

углем

или

кар-

бидом.

3ле:оролиз

расплавленнь[х

хлоридов

или

фторидов.

3легсгрол[.п}

воднь1х

растворов

органических соединений.

?ерминеская

диссоциация

гал0генидов.

3ти м!тольь

равно

как

проблемь:'рафлниро-

ван

ия ис одных

м атер

иало

в'1

да

лен|4я

по бочных

проду|оов,

описань1

более

подробно

ра3д.

*3лейтролиз

расплавленнь|х

хлоридов

или

фто-

Ри[ов*.

йетод

термической

диссоциации

гал0ге-

нид0в

описан

в гл.5.

восстАновлвнив

твтРАхлоРидА

циРкония

нАтРивм, кАльцивм

или

мАгнивм

[!ервь:е

значительнь|е

исслед0ван14я

этог0

ме-

т_ода

были

проведень|

/|ели

[амбургерой

в 1914

г.

[25].

Фни

получали

корольки

пластичного

цир-

кония

восстановлением

све)т(еперегнанног0

тет-

рахлорида

циркония

натрием

герметинной

оомф.3тот

цетод

в более широком

масштабе

был

Ат:ализ

^1атериала'

снятог0

}1а

т0к:}р|{оп[

ста1|-

ке'

показь|вает

!1овь!шенное

с0дер}[(ание

приме-

сей, в

том

числе

кислор0да.

|1опь:ток

Ра3делить

эту

губку

на сорта

не

делал0сь'

анализ

п0-

казь!вает'

чт0 среднее

качество

ее

тако.е

)ке

или

вь|ц{е,

чем среднее качество

обь:чной

продукции.

]акая

пр0цедура

не была

включе}{а

в стандарт-

ную

техн0л0гию.

€ухое

помещение

представляет

собой спе-

циальную

к0мнату

непроницаемои

для

водянь|х

паров обшивкой

стен'

пола и

потолка.

8ход

имеет

тамбур с

дверями,

снаб)*{енными

уплотнениями.

Бозлух

циркулирует

через

осушитель,

нтобь:

дер-

)!(ать

точку

рось|

помещении

них(е

-26'.

1ем-

пература комнать|

поддерживается

ме)к\!

24 п

30'. Фпьлты

показь|ваюц

цто

при

этих

условиях

.поглощение

влаги

хлоридом

магния

незначй-

тельно.

-{1озх(е

использован,{атперош

Ах<онсом

[48]'

он

применяется

д9

наст9ящего

времени

д'|я

про|{3_

в6дства

цирк0!цеЁф1:й6$отпка:[40]'

который

является'отличным,

исходн_ым

п{атериалом

ш|я

иод,[дног9,

процесса.

!{истьп?,;гетрахдорид

щ!рко_

, н|4я' цд1д'щгнй.е:

зо3огнацный

с,цспью'удаления

х.,1орида

цирконила'

перемешивают

в инертной

атм6сфере

с-чистой

нат'иевой

сщ-ужкой

поме_

щают

в герметичную

стальную

бомбу;

в-осста_

новление

йроводят

при нагрёванци

бомбы

до

850".

||олучаемь:й

порошок

циркония

и хлорид

натрия

разделяют

промывкой

водой,

а затем

поро-

гцой

циркония

тщательно

сушат.

8ь:сокое дав-

ление,

ра3вивающееся

во

время

реакции'

известной

мере

ограничивает

д0пустимь|е

ра3ме-

ры

бомб. Фсновньпми

примесямивметалле'

полу_

чаемом

таким

способом,

являются

кислород

а3от'

[ораздо

более

спокойная

реакция

восста-

новление

магнием

смеси

тетрахл0рида

циркония

с хл0ридом

натрия

была

разработана

?роостом

.|241

; осущестйлена

промь|шленном

масштабе

'|{еЁпелиг|ом

и 1ейхманом

[26].

Реакшия

проте-

кает

умеренной

скоростью

дает

реакционную

массу'

кот0рую

затем

размаль|вают

вь|щела_

чива!от.

||ол!ненньпй

п$одухо

содержит

неболь_

||]ое

количество'

кислорода.

||ри

всех

реакциях'

которь1х

участвует

тет-

рахлорид

циркония'

продукг

неизбе>кно

попа_

дает

некоторое

количество

кислор0да;

при

про-

ведении

операций

в присрствии

следов

влаги

образуется

хлорид

цирконила-

||рименение

инертного

газа 14

усовер|||енствованнь|х

сухих

камер

сводит

п1инимуму

загрязнения

за

счет

этого

источника.