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浅谈真空冶金中的深冷过滤

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  随着我国的航空航天事业的发展,国家对难熔、稀有金属材料新型材料的使用日渐成熟加大,真空冶金熔炼逐步普及,成为发展趋势。因受生产成本制约,目前海绵钛基本使用氯化法生产方式。

  在真空冶金熔炼中钛占据90%的份额,由于原料海绵钛在生产过程中残留一定的氯,在熔炼时蒸发后由真空设备抽出与空气中的水反应,生成次氯酸及氯化氢(Cl2+H2O→HCL+HCLO ),具有较强的腐蚀性。加之在抽真空时吸入的粉尘及空气中的水分与真空设备润滑油混合,在生产中对机械抽真空设备系统造成严重腐蚀磨损。机械抽真空设备系统在正常使用下一般寿命为3至5年,而在海绵钛熔炼中基本三个月就被腐蚀损毁无法使用,在真空冶金熔炼行业中一直是无法克服的难题。

  根据生产中存在的这些问题,通过深入的探索研究,发现氯是以气体状随真空气流运动到真空设备中的。“空分”是气体分离的最好方式,通过充分研究考虑后,确定利用传统的“滤网过滤”与“空分”原理相结合进行设计。基本方式是利用圆柱形金属罐体与喇叭形圆弧隔离管中间环形气流通道,使抽真空气流在通过环形气流通道时,产生向下旋转离心作用力及加大气流通道,减低气流上行压力分离出颗粒粉尘,在罐体底部放一层废机械油,让落入罐底部的颗粒物及部分粉尘吸附在油里,防止二次扬尘,可以通过调整废机械油油面与喇叭形圆弧隔离管底口距离,让真空抽率与除尘效果达到最佳状态,罐底部观察镜随时观察油面情况。将深冷制冷管安装在气流分流叶片与罐盖出气口之间,深冷捕集泵为深冷制冷管提供低温制冷源。氯的熔点为零下102°沸点为零下34°将温度控制在零下140左右°,就可使氯气与熔点在零下110以内的物质(如:真空气流中的水分凝聚成混合结晶固体),达到过滤真空气流的效果,让洁净气流经罐体顶部管道进入抽真空设备而达到保护抽真空设备目的。

  

 

  在试用过程中,经过不断观察并化验提取过滤出来的水样,结果PH值为1。真空罐底的过滤油受到粉尘污染逐步发黑,较往次同等运行时长对比,真空泵油品质无明显变化,真空泵换油周期延长了约5倍,即降低了生产成本,又增加了真空设备的使用寿命。将消融的凝聚物质液体放出,集中处理,安全环保。这种真空冶金中的深冷过滤技术的试验成功,将来会在真空冶金行业中得到广泛的推广应用。