JP3214714B2 - Titanium smelting equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明はチタンの製錬装置に関
し、特に酸化チタンを炭素により還元する方法を用いた
製錬装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a smelting apparatus for titanium, and more particularly to a smelting apparatus using a method for reducing titanium oxide with carbon.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、チタンの製錬には、酸化チタ
ン（ＴｉＯ2 ）を一旦塩素化合物に変換し、さらにナト
リウムにより塩素を取るという方法が採用されている。
この方法では先ず酸化チタンから塩化チタンを製造し、
さらに該塩化チタンをナトリウムにより還元するという
多工程で製錬が行われる。各工程について以下に詳しく
述べる。第１の工程において、原料鉱石（天然ルチル，
合成ルチル，高チタンスラグ）とコークスを粉体のまま
流動層反応炉に入れ、下部よりＣｌ2 を吹き込み約１０
００Ｋ以上の温度で反応させる。2. Description of the Related Art Conventionally, titanium smelting employs a method in which titanium oxide (TiO 2 ) is once converted to a chlorine compound, and chlorine is removed with sodium.
In this method, titanium chloride is first produced from titanium oxide,
Further, smelting is performed in multiple steps of reducing the titanium chloride with sodium. Each step is described in detail below. In the first step, raw ore (natural rutile,
Synthetic rutile, high titanium slag) and coke are put into a fluidized bed reactor as powder, and Cl 2 is blown in from the bottom for about 10 minutes.
The reaction is performed at a temperature of 00K or more.
【０００３】 ＴｉＯ2 ＋２Ｃ＋２Ｃｌ2 ＝ＴｉＣｌ4 ＋２ＣＯ[0003] TiO 2 + 2C + 2Cl 2 = TiCl 4 + 2CO
【０００４】上記化学式で示される反応により蒸発され
るＴｉＣｌ4 を冷却凝縮させる。The TiCl 4 evaporated by the reaction represented by the above chemical formula is condensed by cooling.
【０００５】次に第２の工程としてナトリウムの還元を
行う。すなわち、Ｎａを１０００Ｋ以上の温度でＴｉＣ
ｌ4 と反応させると、 ＴｉＣｌ4 ＋４Ｎａ → Ｔｉ＋４ＮａＣｌ の反応が発熱的に進行する。このように一段で反応を完
結させることもできるが、第１段階でＴｉＣｌ4 をＴｉ
Ｃｌ2 またはＴｉＣｌ3 まで、第２段階でＴｉまで還元
する方式がよいとされている。この方法を図４に示す。
ここで各反応器内はＡｒで正圧に保たれている。まずＴ
ｉＣｌ4 をＮａとともに第１反応器１に送入し、５００
Ｋ程度の温度でＮａと反応させるとＴｉＣｌ2 とＮａＣ
ｌとが生成する。このようにして得られた反応生成物を
溶融状態のまま第２反応器２に移す（図４(a) ）。そし
てこれにＮａを加えて排気しＡｒを満たし、反応生成物
をその温度を約１３００Ｋ以下に温度制御装置３により
制御して反応させると、Ｔｉが微粉状に生成し、凝結し
つつスポンジ状に成長する（図４(b) ）。これを砕いて
薄い塩酸により浸出，水洗，真空乾燥するとＮａＣｌ，
Ｎａが除去されてＴｉが得られる。Next, sodium is reduced as a second step. That is, Na is converted to TiC at a temperature of 1000 K or more.
When reacted with l 4 , the reaction of TiCl 4 + 4Na → Ti + 4NaCl proceeds exothermically. Although the reaction can be completed in one step as described above, TiCl 4 is converted to Ti in the first step.
It is said that a method of reducing to Cl 2 or TiCl 3 to Ti in the second stage is preferable. This method is shown in FIG.
Here, the inside of each reactor is maintained at a positive pressure with Ar. First T
iCl 4 was fed into the first reactor 1 together with Na, and 500
When reacted with Na at a temperature of about K, TiCl 2 and NaC
1 is generated. The reaction product thus obtained is transferred to the second reactor 2 in a molten state (FIG. 4 (a)). Then, Na is added thereto, and the mixture is evacuated and filled with Ar. The reaction product is controlled to a temperature of about 1300 K or less by the temperature control device 3 to cause a reaction. It grows (FIG. 4 (b)). This is crushed, leached with dilute hydrochloric acid, washed with water, and dried in vacuo.
Na is removed to obtain Ti.
【０００６】なお、ここではナトリウムを用いて還元す
る方法について述べたが、代わりにマグネシウムを用い
て還元してもよい。[0006] Here, the method of reduction using sodium has been described, but reduction may be performed using magnesium instead.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の方法では、
２つの工程，つまり酸化チタンの塩化化合物への変換工
程と、該塩化化合物からの脱塩工程があり、作業性があ
まりよくないという問題点があった。In the above conventional method,
There are two steps, that is, a step of converting titanium oxide to a chloride compound and a step of desalination from the chloride compound, resulting in a problem that workability is not very good.
【０００８】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、チタンの還元工程を簡略化で
きるチタンの製錬装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and has as its object to provide a titanium smelting apparatus capable of simplifying a titanium reduction step.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明に係るチタンの
製錬装置は、密閉路内で酸化チタンを炭素により還元し
てチタンを製錬する装置であって、頂角が鋭角である逆
円錐形状を形成するよう、かつそれぞれの先端部が同一
円周上に等角度間隔で位置するよう放射状に配置してな
る第１グループの６つの電極と、頂角が鋭角である逆円
錐形状を形成するよう、かつそれぞれの先端部が上記第
１グループの電極先端部の下側であってこれらの電極先
端部とは円周方向に約３０度ずれた位置に位置するよう
等角度間隔で放射状に配置してなる第２グループの６つ
の電極と、３相交流出力の各相を、相互に近接して位置
する３つの電極には異なる相電圧が印加されるよう上記
１２個の電極に接続した３相交流電源と、上記密閉炉の
集塵ダクトの他端に接続されており、かつ当該集塵ダク
トを通じて導かれた密閉炉内の排出ガスを集塵処理する
集塵装置とを備え、上記３相交流電源を上記各電極に印
加して、第１のグループの電極により下方に向かう第１
の複数のアークを発生し、上記第１及び第２のグループ
の電極のうちの、相互に近接して位置する３つの電極に
より上記第１の複数のアークをその横方向から叩きつけ
る第２の複数のアークを発生し、上記第２のグループの
電極により上記第１及び第２の複数のアークをその回り
から包み込むよう出射する第３の複数のアークを発生
し、これらの第１〜第３のアークにより上記酸化チタン
を黒鉛粉末とともに加熱処理するようにしたものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION A titanium smelting apparatus according to the present invention is an apparatus for smelting titanium by reducing titanium oxide with carbon in a closed passage , wherein the inverted cone has an acute apex angle. A first group of six electrodes, which are arranged radially so as to form a shape and their respective tips are positioned at equal angular intervals on the same circumference, and an inverted conical shape having an acute vertex angle Radially at equal angular intervals such that the respective tips are below the electrode tips of the first group and are displaced from the electrode tips by about 30 degrees in the circumferential direction. The six electrodes of the second group arranged and the three-phase AC output phases were connected to the twelve electrodes such that different phase voltages were applied to the three electrodes located close to each other. 3-phase AC and the power supply, the sealed furnace
Connected to the other end of the dust collection duct and
Exhaust gas in a closed furnace guided through
A dust collector, wherein the three-phase AC power is applied to each of the electrodes, and the first group of electrodes is directed downward by the first group of electrodes.
A plurality of arcs are generated, and three of the first and second groups of electrodes located close to each other strike the first plurality of arcs from the lateral direction. And a third plurality of arcs is emitted by the second group of electrodes so as to wrap around the first and second plurality of arcs around the first and second plurality of arcs. The titanium oxide is heated together with the graphite powder by an arc.
【００１０】この発明は上記チタンの製錬装置におい
て、上記各グループの電極を、その先端部が密閉炉内に
位置するよう該炉の側壁を貫通して配設し、第１グルー
プの電極にパイプ状黒鉛電極を用い、該電極内部を通し
て二酸化チタン及びその還元用の黒鉛粉末を炉内に供給
するようにしたものである。According to the present invention, in the titanium smelting apparatus, the electrodes of each group are disposed so as to penetrate through the side wall of the furnace so that the tips thereof are located in the closed furnace. A pipe-shaped graphite electrode is used, and titanium dioxide and graphite powder for its reduction are supplied into the furnace through the inside of the electrode.
【００１１】またこの発明は上記チタンの製錬装置にお
いて、密閉炉内の坩堝と、密閉炉外の溶融チタンの冷却
装置とをチタン搬出パイプを介して接続し、該搬出パイ
プの出口側開口を開閉する開閉装置を設け、さらに冷却
装置のチタン冷却通路の出口側に、該冷却通路の出口端
位置からその下方の所定位置まで慴動可能でかつ上記出
口端位置では冷却通路の出口を閉塞するプレート部材を
備え、溶融チタンを冷却して所定長さの棒状体に成形す
るようにしたものである。The present invention also relates to the above titanium smelting apparatus, wherein a crucible in a closed furnace and a cooling device for molten titanium outside the closed furnace are connected via a titanium discharge pipe, and an outlet side opening of the discharge pipe is connected to the crucible. An opening / closing device for opening and closing is provided, and further, on the outlet side of the titanium cooling passage of the cooling device, it is slidable from the outlet end position of the cooling passage to a predetermined position below the cooling passage and closes the outlet of the cooling passage at the outlet end position. A plate member is provided, and the molten titanium is cooled and formed into a rod having a predetermined length.
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【作用】この発明においては、第１グループの６つの電
極を、頂角が鋭角である逆円錐形状を形成するようかつ
それぞれの先端部が同一円周上に等角度間隔で位置する
よう放射状に配置し、第２グループの６つの電極を、頂
角が鈍角である逆円錐形状を形成するよう、かつそれぞ
れの先端部が上記第１グループの電極先端部の下側であ
ってこれらの電極先端部とは円周方向に約３０度ずれた
位置に位置するよう等角度間隔で放射状に配置し、３相
交流電源を上記各電極に印加して、第１のグループの電
極により下方に向かう第１の複数のアークを発生し、相
互に近接して位置する３つの電極により該第１の複数の
アークをその横方向から叩きつける第２の複数のアーク
を発生し、上記第２のグループの電極により上記第１及
び第２の複数のアークをその回りから包み込むよう出射
する第３の複数のアークを発生し、これらの第１〜第３
のアークにより上記酸化チタンを黒鉛粉末とともに加熱
処理するようにしたから、酸化チタンを極めて高い温度
まで昇温でき、これによって黒鉛粉末による酸化チタン
の還元反応がスムーズにかつ短時間に行われることとな
る。このため簡略化されたチタンの還元工程にて、粗製
チタンを製錬することができる。In the present invention, the six electrodes of the first group are radially formed so as to form an inverted conical shape having an acute apex angle and to have their respective tips located at equal angular intervals on the same circumference. And disposing the second group of six electrodes so as to form an inverted conical shape having an obtuse apex angle, and each of the tips being below the first group of electrode tips, and Parts are radially arranged at equal angular intervals so as to be located at positions shifted by about 30 degrees in the circumferential direction, a three-phase AC power is applied to each of the electrodes, and the first group of electrodes is directed downward by the first group of electrodes. A second plurality of arcs for generating one plurality of arcs and hitting the first plurality of arcs from a lateral direction by three electrodes located close to each other; The first and second pluralities of Generating a third plurality of arcs emitted to wrap the click from the around the first to third thereof
Since the titanium oxide is heated by the arc together with the graphite powder, the temperature of the titanium oxide can be raised to an extremely high temperature, whereby the reduction reaction of the titanium oxide by the graphite powder can be performed smoothly and in a short time. Become. Therefore, crude titanium can be refined in a simplified titanium reduction step.
【００１４】また上記各グループの電極を、その先端部
が密閉炉内に位置するよう該炉の側壁を貫通して配設
し、第１グループの電極にパイプ状黒鉛電極を用い、該
電極内部を通して二酸化チタン及びその還元用の黒鉛粉
末を炉内に供給するようにしたので、二酸化チタンの還
元反応は大気から隔離した状態で行われることとなり、
還元されたチタンの酸化，窒化あるいは炭化を抑えて純
度の高いチタンを精製することができるとともに、二酸
化チタン及び黒鉛粉末は確実に高温プラズマの発生領域
に導かれることとなり、これらの反応物質にマルチアー
クを十分照射することができる。Further, the electrodes of each of the above groups are disposed so as to penetrate through the side wall of the furnace such that the tips thereof are located in the closed furnace, and a pipe-like graphite electrode is used for the first group of electrodes. Through which the titanium dioxide and graphite powder for its reduction are supplied into the furnace, so that the reduction reaction of the titanium dioxide is performed in a state isolated from the atmosphere,
Oxidation, nitridation, or carbonization of reduced titanium can be suppressed to purify high-purity titanium, and titanium dioxide and graphite powder are reliably guided to the high-temperature plasma generation region. The arc can be sufficiently irradiated.
【００１５】またこの発明においては、密閉炉内の坩堝
と、密閉炉外の溶融チタンの冷却装置とをチタン搬出パ
イプを介して接続し、該搬出パイプの出口側開口を開閉
する開閉装置を設け、さらに冷却装置のチタン冷却通路
の出口側に、該冷却通路の出口端位置からその下方の所
定位置まで慴動可能でかつ上記出口端位置では冷却通路
の出口を閉塞するプレート部材を備え、溶融チタンを冷
却して所定長さの棒状体に成形するようにしたので、還
元した金属チタンをインゴット状態にして連続的に取り
出すことができ、金属チタンの密閉炉からの取りだし工
程が簡単になる。Further, in the present invention, an opening / closing device is provided for connecting the crucible in the closed furnace and the cooling device for molten titanium outside the closed furnace via a titanium carry-out pipe, and opening and closing the outlet side opening of the carry-out pipe. Further, a plate member slidable from the outlet end position of the cooling passage to a predetermined position below the cooling passage at the outlet side of the titanium cooling passage of the cooling device and closing the outlet of the cooling passage at the outlet end position is provided. Since the titanium is cooled and formed into a rod having a predetermined length, the reduced metallic titanium can be continuously taken out in an ingot state, thereby simplifying the process of removing the metallic titanium from the closed furnace.
【００１６】さらにこの発明においては、上記密閉炉の
側壁の一部にその一端が開口する集塵ダクトを取付け、
該集塵ダクトの他端を、上記密閉炉からの排出ガスを処
理する処理装置に接続したので、還元されずに残った酸
化チタンや黒鉛粉末を集めて上記密閉炉内に還流して、
再度還元処理することができ、また金属チタンの蒸気に
ついては冷却により固化して微粉状の金属チタンとして
回収することもできる。Further, in the present invention, a dust collection duct having one end opened is attached to a part of the side wall of the closed furnace,
Since the other end of the dust collection duct was connected to a processing device for processing exhaust gas from the closed furnace, the remaining titanium oxide or graphite powder that was not reduced was collected and refluxed into the closed furnace,
The reduction treatment can be performed again, and the vapor of the titanium metal can be solidified by cooling and recovered as fine powdered titanium metal.
【００１７】[0017]
【実施例】以下この発明の実施例を図について説明す
る。図１はこの発明の一実施例によるチタンの製錬装置
を示す全体構成図である。図において、１は粉末の酸化
チタン１０を炭素により還元して製錬する装置で、密閉
炉１００及び冷却成形装置１５０とから構成されてお
り、密閉炉１００には、第１グループの６つの電極１１
１〜１１６が、その頂角が鋭角である逆円錐形状を形成
するよう，つまり電極の起立角が７０°程度となるよう
かつそれぞれの先端部が同一円周上に等角度間隔で位置
するよう放射状に配置され、また第２グループの６つの
電極１２１〜１２６が、その頂角が鈍角である逆円錐形
状を形成するよう，つまり電極の起立角が３０°程度と
なるようかつそれぞれの先端部が上記第１グループの電
極先端部の下側であってこれらの電極先端部とは円周方
向に約３０度ずれた位置に位置するよう等角度間隔で放
射状に配置されており、上記１２個の電極には３相交流
電源２が接続されている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a titanium smelting apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a device for reducing and smelting powdery titanium oxide 10 with carbon, which comprises a closed furnace 100 and a cooling and forming device 150. The closed furnace 100 includes six electrodes of a first group. 11
The electrodes 1 to 116 form an inverted conical shape whose apex angle is an acute angle, that is, such that the rising angle of the electrode is about 70 ° and their respective tips are located at equal angular intervals on the same circumference. The six electrodes 121 to 126 of the second group are arranged radially so as to form an inverted conical shape whose apex angle is an obtuse angle, that is, the upright angle of the electrodes is about 30 °, and each of the tips is formed. Are radially arranged at equal angular intervals so as to be located at positions below the electrode tips of the first group and about 30 degrees in the circumferential direction from these electrode tips. A three-phase AC power supply 2 is connected to these electrodes.
【００１８】図２は上記各電極と３相交流電源装置の各
相出力との接続関係を示し、図３は各電極によるマルチ
アークを示す図である。上記各電極には、図２に示すよ
うに、３相交流出力の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）を、相
互に近接して位置する３つの電極には異なる相電圧が印
加されるよう接続している。つまり上記１２個の電極
は、そのうちの第１のグループの電極１１１〜１１６に
より下方に向かう第１の複数のアークＡを発生し（図３
(a) ）、相互に近接して位置する第１グループの２つの
電極と該２つの電極の間に位置する第２グループの１つ
の電極、例えば１１３（Ｗ相）及び１１４（Ｕ相）と１
２２（Ｖ相）とにより、また相互に近接して位置する第
２グループの２つの電極と該２つの電極の間に位置する
第１グループの１つの電極、例えば１２２（Ｖ相）及び
１２３（Ｗ相）と１１４（Ｕ相）とにより上記第１の複
数のアークをその横方向から叩きつける第２の複数のア
ークＢ1 ，Ｂ2 をそれぞれ発生し（図３(c) ，(d) ）、
上記第２のグループの電極１２１〜１２６により上記第
１及び第２の複数のアークＡ，Ｂ1 ，Ｂ2 をその回りか
ら包み込むよう出射する第３の複数のアークＣを発生し
（図３(b) ）、これらの第１〜第３のアークにより上記
酸化チタンを黒鉛粉末とともに加熱処理する構成となっ
ている。FIG. 2 shows a connection relationship between each electrode and each phase output of the three-phase AC power supply, and FIG. 3 shows a multi-arc by each electrode. As shown in FIG. 2, different phases of the three-phase AC output (U-phase, V-phase, and W-phase) are applied to the respective electrodes, and different phase voltages are applied to the three electrodes located close to each other. Connected. That is, the twelve electrodes generate a first plurality of arcs A directed downward by the first group of electrodes 111 to 116 (FIG. 3).
(a)) two electrodes of a first group located close to each other and one electrode of a second group located between the two electrodes, eg 113 (W phase) and 114 (U phase); 1
22 (V-phase) and two electrodes of a second group located close to each other and one electrode of a first group located between the two electrodes, for example 122 (V-phase) and 123 ( The second plurality of arcs B 1 and B 2 for striking the first plurality of arcs from the lateral direction are generated by the W-phase and 114 (U-phase) (FIGS. 3C and 3D). ,
The above the electrodes 121-126 of the second group first and second plurality of arc A, B 1, B 2 and generates a third plurality of arcs C emitted to wrap from its surrounding (FIG. 3 ( b)), the titanium oxide is heated together with the graphite powder by the first to third arcs.
【００１９】また、上記第１グループの電極１１１〜１
１６は、筒状形状の黒鉛電極を、その先端部が密閉炉１
００内に位置するよう該炉の側壁を貫通して配設したも
のであり、二酸化チタン及び黒鉛粉末をこれらの電極内
部通路１１０ａを通して処理炉内に導入できるようにな
っている。同様に上記第２グループの電極１２１〜１２
６も、筒状形状の黒鉛電極を、その先端部が密閉炉１０
０内に位置するよう該炉の側壁を貫通して配設したもの
である。The first group of electrodes 111 to 1
Reference numeral 16 denotes a cylindrical graphite electrode, the tip of which is a closed furnace 1.
The titanium dioxide and the graphite powder can be introduced into the processing furnace through these electrode internal passages 110a. Similarly, the electrodes 121 to 12 of the second group
6 also has a cylindrical graphite electrode, the tip of which is a closed furnace 10
The furnace is arranged so as to penetrate through the side wall of the furnace so as to be located within 0.
【００２０】ここで上記密閉炉１００は、金属製の円筒
状体の周囲の壁を二重構造の水冷壁とした胴体殻１０１
ａとその内面に貼付けられた耐火キャスター壁１０１ｂ
とからなる炉胴体部１０１、外皮鉄板１０２ａとその内
側に貼付けられた耐火キャスター壁１０２ｂからなる炉
底部１０２、円錐台形状の鉄製殻１０３ａとその内側に
貼付けられた耐火キャスター壁１０３ｂとからなる炉天
井円錐部１０３、及び外皮鉄板１０４ａとその内側に貼
付けられた耐火キャスター壁１０４ｂからなる炉天井中
央部１０４から構成されており、各部分はそれぞれのフ
ランジ部をボルト・ナット１００ａにより締付け固定さ
れている。なお１０４ｃは上記炉天井中央部１０４の中
心部にその一端が開口する、アルゴン等の不活性ガスを
炉内に供給するためのパイプ、１３１，１３２はそれぞ
れ上記炉胴体部１０１の水冷壁内に冷却水を供給及び排
出する給水口及び排水口である。Here, the closed furnace 100 has a body shell 101 in which a wall around a metal cylindrical body is a water cooling wall having a double structure.
a and the refractory caster wall 101b attached to the inner surface thereof
Furnace bottom part 101 consisting of a furnace body 101 consisting of: an outer iron plate 102a and a refractory caster wall 102b attached to the inside thereof, a furnace consisting of a frustoconical iron shell 103a and a refractory caster wall 103b attached to the inside thereof. The furnace is composed of a ceiling conical portion 103, a central portion 104 of the furnace ceiling composed of an outer steel plate 104a and a refractory caster wall 104b adhered to the inside thereof, and each portion has its flange portion fastened and fixed by a bolt / nut 100a. I have. Reference numeral 104c denotes a pipe for supplying an inert gas such as argon into the furnace, one end of which is open at the center of the furnace ceiling central portion 104. Reference numerals 131 and 132 respectively denote water cooling walls of the furnace body 101. A water inlet and a drain for supplying and discharging cooling water.
【００２１】上記炉胴体部１０１の周壁には、上記第２
グループの電極を支持する筒状体１２０ｂがこれを貫通
して取付けられており、また上記炉天井円錐部１０３の
周壁には上記第１グループの電極を支持する筒状体１１
０ｂが取付けられている。On the peripheral wall of the furnace body 101, the second
A cylindrical body 120b that supports the electrodes of the group is penetrated therethrough, and is attached to the peripheral wall of the conical section 103 of the furnace ceiling.
0b is attached.
【００２２】そして上記密閉炉１００の第１及び第２グ
ループの電極先端部の下側には、製錬された溶融状態の
チタンを溜める坩堝１３４が配設されている。また、上
記密閉炉１００の下側には、上記坩堝１３４に溜められ
た溶融チタンを冷却して所定長さの棒状体（インゴッ
ト）２０に成形する冷却成形装置１５０が配設されてい
る。この装置は、上記密閉炉１００の底面壁を貫通して
配設され、上端が上記坩堝の底部に開口する溶融チタン
の搬出用のパイプ１６０ａと、該搬出パイプ１６０ａの
下端開口を開閉する開閉装置１６０を介して上記搬出パ
イプ１６０ａ下端に接続され、溶融チタンを冷却するた
めの冷却通路１７０ａと、さらにその下に取り付けら
れ、該冷却通路１７０ａの出口端位置からその下方の所
定位置まで慴動可能で、かつ上記出口端位置では冷却通
路の出口を閉塞するプレート部材１８０とで構成されて
いる。A crucible 134 for storing smelted and molten titanium is disposed below the electrode tips of the first and second groups of the closed furnace 100. Further, a cooling forming device 150 for cooling the molten titanium stored in the crucible 134 and forming the molten titanium into a rod-like body (ingot) 20 having a predetermined length is provided below the closed furnace 100. This apparatus is disposed through the bottom wall of the closed furnace 100 and has a pipe 160a for carrying out molten titanium having an upper end opening at the bottom of the crucible, and an opening / closing apparatus for opening and closing a lower end opening of the carrying-out pipe 160a. A cooling passage 170a for cooling the molten titanium, which is connected to the lower end of the discharge pipe 160a through 160, and further attached below the cooling passage 170a, can slide from the outlet end position of the cooling passage 170a to a predetermined position below the cooling passage 170a. And a plate member 180 for closing the outlet of the cooling passage at the outlet end position.
【００２３】ここで、１６２は上記開閉装置のダンパー
部材１６１を開閉駆動するアクチュエータである。１８
１は上記プレート部材１８０の慴動動作をガイドするガ
イドロッド、１８２は上記プレート部材１８０の慴動動
作をガイドするとともに、これを上下に慴動移動させる
ネジ切りロッドで、上記プレート部材１８０と螺合して
いる。１８１ａは上記冷却装置に取付けられ、上記ガイ
ドロッド１８１を支持する支持部材、１８２ａは上記冷
却装置１７０に取付けられ、上記ネジ切りロッドを回転
可能に支持する支持部材、１８３は上記ガイドロッド及
びネジ切りロッドの下端を支持する底部プレート、１８
４は該底部プレートに取付けられ、上記ネジ切りロッド
１８２を回転駆動するモータである。Here, reference numeral 162 denotes an actuator for opening and closing the damper member 161 of the opening and closing device. 18
1 is a guide rod for guiding the sliding operation of the plate member 180, 182 is a threaded rod for guiding the sliding operation of the plate member 180 and sliding it up and down. I agree. A support member 181a is attached to the cooling device and supports the guide rod 181. A support member 182a is attached to the cooling device 170 and rotatably supports the threaded rod. 183 is the guide rod and the threaded member. Bottom plate supporting the lower end of the rod, 18
A motor 4 is attached to the bottom plate and drives the threaded rod 182 to rotate.
【００２４】また、上記密閉炉１００はその側壁の一部
にその一端が開口する集塵ダクト１４０を有し、該集塵
ダクトの他端は、上記アーク処理炉からの排出ガスを集
塵処理する集塵装置１４１に接続されている。The closed furnace 100 has a dust collecting duct 140 having an open end at a part of a side wall thereof, and the other end of the dust collecting duct collects exhaust gas from the arc processing furnace. Connected to a dust collector 141.
【００２５】次に動作について説明する。このチタンの
製錬装置１の電源をオンすると、各電極に３相交流の各
相電圧が印加され、上記３種類のマルチアーク（Ａ，
Ｂ，Ｃ）が発生する。そして粉末状態の二酸化チタン１
０を黒鉛粉末とともに筒状の第１グループの電極１１１
〜１１６を通して処理炉１００内に搬入すると、二酸化
チタン１０及び黒鉛粉末は上記マルチアークによって加
熱される。この際二酸化チタン１０及び黒鉛は以下の化
学式で示す化学反応を起こす。Next, the operation will be described. When the power supply of the titanium smelting apparatus 1 is turned on, each phase voltage of three-phase alternating current is applied to each electrode, and the above three types of multi-arc (A,
B, C) occur. And powdered titanium dioxide 1
0 is a cylindrical first group of electrodes 111 together with graphite powder.
When they are carried into the processing furnace 100 through 〜116, the titanium dioxide 10 and the graphite powder are heated by the multi-arc. At this time, titanium dioxide 10 and graphite cause a chemical reaction represented by the following chemical formula.
【００２６】 ＴｉＯ2 ＋２Ｃ → Ｔｉ＋２ＣＯ ・・・ 式のような反応が還元される二酸化チタン１０全体に
対して起これば問題はないが、炉内ではエネルギーの多
少にばらつきがあり、また黒鉛と二酸化チタンとの反応
も一様ではなく、過剰に反応するものもあれば反応して
いないものもある。こうしたものは、自ずから以下の化
学式〜で示されるような反応を起こし還元される。TiO 2 + 2C → Ti + 2CO... There is no problem if the reaction as shown in the equation occurs for the entire titanium dioxide 10 to be reduced. However, there is some variation in energy in the furnace, and graphite and The reaction with titanium is not uniform, some react excessively and some do not. These substances are naturally reduced by causing a reaction represented by the following chemical formula (1).
【００２７】 ＴｉＯ2 ＋Ｃ → ＴｉＯ＋ＣＯ ・・・ ＴｉＯ ＋Ｃ → Ｔｉ ＋ＣＯ ・・・ ＴｉＯ2 ＋ＣＯ → ＴｉＯ＋ＣＯ2 ・・・ ＴｉＯ ＋ＣＯ → Ｔｉ ＋ＣＯ2 ・・・ ＴｉＯ2 ＋３Ｃ → ＴｉＣ＋２ＣＯ ・・・ ＴｉＯ ＋２Ｃ → ＴｉＣ＋ＣＯ ・・・ ＴｉＯ2 ＋２ＴｉＣ → ３Ｔｉ＋２ＣＯ ・・・ ＴｉＯ ＋ＴｉＣ → ２Ｔｉ＋ＣＯ ・・・TiO 2 + C → TiO + CO... TiO + C → Ti + CO... TiO 2 + CO → TiO + CO 2 ... TiO + CO → Ti + CO 2 ... TiO 2 + 3C → TiC + 2CO... TiO + 2C → TiC + CO. ··· TiO 2 + 2TiC → 3Ti + 2CO ··· TiO + TiC → 2Ti + CO ···
【００２８】その結果二酸化チタンは還元されて溶融状
態の金属チタンとなって、坩堝１３４内に落下する。そ
して該坩堝の底部から搬出パイプ１６０ａを介して冷却
装置１７０の冷却通路１７０ａ内に達する。この時慴動
プレート１８０は冷却通路１７０ａの出口端位置に位置
しており、冷却通路の出口は閉塞された状態となってい
るため、溶融チタンは上記冷却通路１７０ａ内で冷却固
化される。冷却通路１７０ａ内で溶融チタンがある程度
の高さ位置まで固化した時、上記慴動プレート１８０を
下方に移動させてチタンのインゴット２０を上記冷却装
置から抜き出す。そして所定量抜き出した時点で、上記
開閉部材のダンパー１６１を駆動して溶融チタンの冷却
装置内への流入を遮断し、その後さらに上記プレート下
方に移動させて所定長さのチタンのインゴット２０を完
全に抜き出す。なおこのようにして抜き出したチタンの
インゴットは図示しない他の搬送装置によりピット内か
ら外部に搬出される。As a result, the titanium dioxide is reduced into molten titanium metal and falls into crucible 134. Then, it reaches the inside of the cooling passage 170a of the cooling device 170 from the bottom of the crucible via the discharge pipe 160a. At this time, the sliding plate 180 is located at the outlet end position of the cooling passage 170a, and the outlet of the cooling passage is in a closed state, so that the molten titanium is cooled and solidified in the cooling passage 170a. When the molten titanium has solidified to a certain height in the cooling passage 170a, the sliding plate 180 is moved downward to extract the titanium ingot 20 from the cooling device. At the time when a predetermined amount is extracted, the damper 161 of the opening / closing member is driven to block the flow of the molten titanium into the cooling device, and then moved further below the plate to completely remove the titanium ingot 20 of the predetermined length. Extract to The titanium ingot thus extracted is carried out of the pit to the outside by another transporting device (not shown).
【００２９】上記インゴット２０の抜き出し後、上記プ
レート部材１８０を再び冷却通路１７０ａの出口位置に
戻し、上記ダンパー１６１を駆動して搬出パイプ１６０
ａの出口を開けて溶融チタンの冷却通路内へ流入させ
る。その後は上記と同様にして次々にチタンのインゴッ
ト２０を搬出する。After the ingot 20 is extracted, the plate member 180 is returned to the exit position of the cooling passage 170a, and the damper 161 is driven to drive the discharge pipe 160.
The outlet of a is opened to allow the molten titanium to flow into the cooling passage. Thereafter, the titanium ingots 20 are successively carried out in the same manner as described above.
【００３０】また上記処理炉１００内部は、アルゴンガ
スの導入により常に正圧に圧力調整されており、このた
め上記チタンの製錬の際、完全に還元されなかった酸化
チタンや黒鉛粉末の残留分は自動的に排気パイプ１４０
を通して排気ガス処理装置に送られ、それぞれ上記処理
炉内に戻される。The inside of the processing furnace 100 is constantly adjusted to a positive pressure by introducing argon gas. Therefore, during the smelting of the titanium, the residual amount of the titanium oxide and the graphite powder which are not completely reduced is reduced. Automatically turns the exhaust pipe 140
Are sent to the exhaust gas treatment device through the slag and returned to the above-mentioned processing furnace.
【００３１】このように本実施例においては、第１グル
ープの６つの電極１１１〜１１６を、頂角が鋭角である
逆円錐形状を形成するようかつそれぞれの先端部が同一
円周上に等角度間隔で位置するよう放射状に配置し、第
２グループの６つの電極１２１〜１２６を、頂角が鈍角
である逆円錐形状を形成するよう、かつそれぞれの先端
部が上記第１グループの電極先端部の下側であってこれ
らの電極先端部とは円周方向に約３０度ずれた位置に位
置するよう等角度間隔で放射状に配置し、３相交流電源
２を上記各電極に印加して、第１のグループの電極１１
１〜１１６により下方に向かう第１の複数のアークＡを
発生し、相互に近接して位置する３つの電極により該第
１の複数のアークをその横方向から叩きつける第２の複
数のアークＢを発生し、上記第２のグループの電極によ
り上記第１及び第２の複数のアークをその回りから包み
込むよう出射する第３の複数のアークＣを発生し、これ
らの第１〜第３のアークにより上記酸化チタンを黒鉛粉
末とともに加熱処理するようにしたので、酸化チタンを
極めて高い温度まで昇温でき、これによって黒鉛粉末に
よる酸化チタンの還元反応がスムーズにかつ短時間に行
われることとなる。このため簡略化されたチタンの還元
工程にて、粗製チタンを製錬することができる。As described above, in the present embodiment, the six electrodes 111 to 116 of the first group are formed so as to form an inverted conical shape whose acute angle is an acute angle, and the respective tips are equiangular on the same circumference. Radially arranged so as to be located at intervals, the second group of six electrodes 121 to 126 are formed so as to form an inverted conical shape whose apex angle is an obtuse angle, and each of the tips has an electrode tip of the first group. Are arranged radially at equal angular intervals so as to be located at a position shifted by about 30 degrees in the circumferential direction from the tip of these electrodes, and a three-phase AC power supply 2 is applied to each of the electrodes, First group of electrodes 11
A first plurality of arcs A are generated downward by 1 to 116, and a second plurality of arcs B which strike the first plurality of arcs from the lateral direction by three electrodes located close to each other. A third plurality of arcs C are generated and emitted by the second group of electrodes so as to wrap the first and second plurality of arcs around the first and second plurality of arcs, and the first to third arcs are generated by these first to third arcs. Since the titanium oxide is heated together with the graphite powder, the temperature of the titanium oxide can be raised to an extremely high temperature, whereby the reduction reaction of the titanium oxide by the graphite powder can be performed smoothly and in a short time. Therefore, crude titanium can be refined in a simplified titanium reduction step.
【００３２】また本実施例においては、上記各グループ
の電極を、その先端部が密閉炉１００内に位置するよう
該炉の側壁１０１，１０３を貫通して配設し、第１グル
ープの電極１１１〜１１６にパイプ状黒鉛電極を用い、
該電極内部を通して二酸化チタン及びその還元用の黒鉛
粉末を炉内に供給するようにしたので、二酸化チタンの
還元反応は大気から隔離した状態で行われることとな
り、還元されたチタンの酸化あるいは窒化を抑えて純度
の高いチタンを精製することができるとともに、二酸化
チタン及び黒鉛粉末は確実にマルチアークの発生領域に
導かれることとなり、これらの反応物質にマルチアーク
を十分照射することができる。In this embodiment, the electrodes of each group are arranged so as to penetrate through the side walls 101 and 103 of the furnace so that the tips of the electrodes are located in the closed furnace 100. To 116 using a graphite graphite electrode,
Since titanium dioxide and graphite powder for reducing the titanium dioxide are supplied into the furnace through the inside of the electrode, the reduction reaction of the titanium dioxide is performed in a state of being isolated from the atmosphere, and oxidation or nitridation of the reduced titanium is performed. It is possible to purify titanium with high purity while suppressing the titanium dioxide and the graphite powder, and it is ensured that the titanium dioxide and the graphite powder are guided to the region where the multi-arc is generated, so that the reactant can be sufficiently irradiated with the multi-arc.
【００３３】また本実施例においては、密閉炉内の坩堝
１３４と、密閉炉外の溶融チタンの冷却装置１５０とを
チタン搬出パイプ１６０ａを介して接続し、該搬出パイ
プ１６０ａの出口側開口を開閉する開閉装置１６０を設
け、さらに冷却装置のチタン冷却通路１７０ａの出口側
に、該冷却通路１７０ａの出口位置からその下方の所定
位置まで慴動可能でかつ上記出口位置では冷却通路の出
口を閉塞するプレート部材１８０を備え、溶融チタンを
冷却して所定長さの棒状体に成形するようにしたので、
還元した金属チタンをインゴット状態にして連続的に取
り出すことができ、金属チタンの密閉炉からの取りだし
工程が簡単になる。In this embodiment, the crucible 134 in the closed furnace and the molten titanium cooling device 150 outside the closed furnace are connected via the titanium discharge pipe 160a, and the outlet opening of the discharge pipe 160a is opened and closed. An opening / closing device 160 is provided, which is slidable from the exit position of the cooling passage 170a to a predetermined position below the exit position of the titanium cooling passage 170a of the cooling device, and closes the exit of the cooling passage at the exit position. Since the plate member 180 is provided and the molten titanium is cooled and formed into a rod having a predetermined length,
The reduced metallic titanium can be continuously taken out in an ingot state, and the process of removing metallic titanium from a closed furnace can be simplified.
【００３４】さらにまた本実施例においては、上記密閉
炉１００の側壁の一部にその一端が開口する集塵ダクト
１４０を取付け、該集塵ダクトの他端を、上記密閉炉か
らの排出ガスを処理する処理装置１４１に接続したの
で、還元されずに残った酸化チタンや黒鉛粉末を集めて
上記密閉炉１００内に還流して、再度還元処理すること
ができ、また金属チタンの蒸気については冷却により固
化して金属チタンを回収することもできる。Furthermore, in this embodiment, a dust collecting duct 140 having one end opened is attached to a part of the side wall of the closed furnace 100, and the other end of the dust collecting duct is connected to the exhaust gas from the closed furnace. Since it is connected to the processing device 141 for processing, the titanium oxide and graphite powder remaining without being reduced can be collected and refluxed into the closed furnace 100 to be reduced again, and the vapor of titanium metal is cooled. And the metal titanium can be recovered.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上のように、この発明に係るチタンの
製錬装置によれば、第１グループの６つの電極を、頂角
が鋭角である逆円錐形状を形成するようかつそれぞれの
先端部が同一円周上に等角度間隔で位置するよう放射状
に配置し、第２グループの６つの電極を、頂角が鈍角で
ある逆円錐形状を形成するよう、かつそれぞれの先端部
が上記第１グループの電極先端部の下側であってこれら
の電極先端部とは円周方向に約３０度ずれた位置に位置
するよう等角度間隔で放射状に配置し、３相交流電源を
上記各電極に印加して、第１のグループの電極により下
方に向かう第１の複数のアークを発生し、相互に近接し
て位置する３つの電極により該第１の複数のアークをそ
の横方向から叩きつける第２の複数のアークを発生し、
上記第２のグループの電極により上記第１及び第２の複
数のアークをその回りから包み込むよう出射する第３の
複数のアークを発生し、これらの第１〜第３のアークに
より上記酸化チタンを黒鉛粉末とともに加熱処理するよ
うにしたので、酸化チタンを極めて高い温度まで昇温で
き、これによって黒鉛粉末による酸化チタンの還元反応
がスムーズにかつ短時間に行われることとなる。このた
めチタンの還元工程を簡略化して、粗製チタンを製錬す
ることができる効果がある。As described above, according to the titanium smelting apparatus according to the present invention, the six electrodes of the first group are formed so as to form an inverted conical shape having an acute apex angle and each of the tips. Are radially arranged on the same circumference at equal angular intervals, and the six electrodes of the second group are formed so as to form an inverted conical shape whose apex angle is an obtuse angle, and each of the tips is the first electrode. Radially arranged at equal angular intervals below the electrode tip of the group and at a position shifted from the electrode tip by about 30 degrees in the circumferential direction, a three-phase AC power supply is applied to each of the electrodes. Applying a first plurality of arcs downwardly by the first group of electrodes and slamming the first plurality of arcs from its lateral direction by three electrodes located in close proximity to each other. Generate multiple arcs of
The second group of electrodes generates a third plurality of arcs which are emitted so as to wrap the first and second plurality of arcs around the first and second arcs, and the first to third arcs convert the titanium oxide. Since the heat treatment is performed together with the graphite powder, the temperature of the titanium oxide can be raised to an extremely high temperature, whereby the reduction reaction of the titanium oxide by the graphite powder can be performed smoothly and in a short time. Therefore, there is an effect that the titanium reduction process is simplified and crude titanium can be smelted.
【００３６】また、この発明によれば、上記チタン製錬
装置において、上記各グループの電極を、その先端部が
密閉炉内に位置するよう該炉の側壁を貫通して配設し、
第１グループの電極にパイプ状黒鉛電極を用い、該電極
内部を通して二酸化チタン及びその還元用の黒鉛粉末を
炉内に供給するようにしたので、二酸化チタンの還元反
応は大気から隔離した状態で行われることとなり、還元
されたチタンの酸化，窒化あるいは炭化を抑えて純度の
高いチタンを精製することができるととも、二酸化チタ
ン及び黒鉛粉末は確実にマルチアークの発生領域に導か
れることとなり、これらの反応物質にマルチアークを十
分照射することができる効果がある。Further, according to the present invention, in the above titanium smelting apparatus, the electrodes of each group are disposed so as to penetrate through the side wall of the furnace so that the tips thereof are located in the closed furnace.
Since a pipe-shaped graphite electrode was used as the first group of electrodes, and titanium dioxide and graphite powder for its reduction were supplied into the furnace through the inside of the electrode, the reduction reaction of titanium dioxide was carried out in a state isolated from the atmosphere. This means that high-purity titanium can be purified by suppressing oxidation, nitridation or carbonization of reduced titanium, and that titanium dioxide and graphite powder are surely guided to the multi-arc generation region. This has the effect that the multi-arc can be sufficiently irradiated to the reactant.
【００３７】また、この発明によれば上記チタン製錬装
置において、密閉炉内の坩堝と、密閉炉外の溶融チタン
の冷却装置とをチタン搬出パイプを介して接続し、該搬
出パイプの出口側開口を開閉する開閉装置を設け、さら
に冷却装置のチタン冷却通路の出口側に、該冷却通路の
出口端位置からその下方の所定位置まで慴動可能でかつ
上記出口端位置では冷却通路の出口を閉塞するプレート
部材を備え、溶融チタンを冷却して所定長さの棒状体に
成形するようにしたので、還元した金属チタンをインゴ
ット状態にして連続的に取り出すことができ、金属チタ
ンの密閉炉からの取りだし工程が簡単になる効果があ
る。Further, according to the present invention, in the above titanium smelting apparatus, the crucible inside the closed furnace and the cooling device for molten titanium outside the closed furnace are connected via a titanium discharge pipe, and the outlet side of the discharge pipe is connected to the crucible. An opening / closing device for opening and closing the opening is provided, and further, on the exit side of the titanium cooling passage of the cooling device, the cooling passage is slidable from the exit end position of the cooling passage to a predetermined position below the cooling passage, and the exit of the cooling passage is provided at the exit end position. A closed plate member is provided, and the molten titanium is cooled and formed into a rod-shaped body having a predetermined length. Has the effect of simplifying the take-out process.
【００３８】また、この発明によれば、上記チタン製錬
装置において、上記密閉炉の側壁の一部にその一端が開
口する集塵ダクトを取付け、該集塵ダクトの他端を、上
記密閉炉からの排出ガスを処理する処理装置に接続した
ので、還元されずに残った酸化チタンや黒鉛粉末を集め
て上記密閉炉内に還流して、再度還元処理することがで
き、また金属チタンの蒸気については冷却により固化し
て金属チタンとして回収することもできる効果がある。According to the present invention, in the titanium smelting apparatus, a dust collecting duct having one end opened is attached to a part of the side wall of the closed furnace, and the other end of the dust collecting duct is connected to the closed furnace. Since it is connected to a treatment device that treats exhaust gas from, the titanium oxide and graphite powder remaining without being reduced can be collected and refluxed into the closed furnace, and can be reduced again. Has the effect that it can be solidified by cooling and recovered as metallic titanium.
【図１】本発明の一実施例によるチタンの製錬装置の全
体構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a titanium smelting apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図２】図１のチタンの製錬装置の各電極と３相交流電
源装置の各相出力との接続関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a connection relationship between each electrode of the titanium smelting apparatus of FIG. 1 and each phase output of a three-phase AC power supply.
【図３】図１のチタンの製錬装置の各電極によるマルチ
アークを示す図である。FIG. 3 is a view showing a multi-arc by each electrode of the titanium smelting apparatus of FIG. 1;
【図４】従来のチタンの製錬方法を説明するための模式
図である。FIG. 4 is a schematic view for explaining a conventional titanium smelting method.
１ チタンの製錬装置 ２ ３相電源装置 １０ 酸化チタン ２０ インゴット １００ 密閉処理炉 １１１〜１１６ 第１グループの黒鉛電極 １２１〜１２６ 第２グループの黒鉛電極 １１０ａ 電極内部通路 １３４ 坩堝 １４０ 集塵ダクト １４１ 集塵装置 １５０ 冷却成形装置 １６０ 開閉装置 １６０ａ 溶融チタン搬出パイプ １７０ａ 冷却通路 １８０ プレート部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Titanium smelting apparatus 2 Three-phase power supply apparatus 10 Titanium oxide 20 Ingot 100 Hermetic treatment furnace 111-116 Graphite electrode of the first group 121-126 Graphite electrode of the second group 110a Electrode internal passageway 134 Crucible 140 Dust collection duct 141 Collection Dust device 150 Cooling molding device 160 Opening / closing device 160a Molten titanium discharge pipe 170a Cooling passage 180 Plate member
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−39202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−39142（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−130269（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−277729（ＪＰ，Ａ) 特公 昭32−8252（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭34−2004（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭46−39217（ＪＰ，Ｂ１) 特許125944（ＪＰ，Ｃ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22B 34/12 103 H05H 1/44 Continuation of the front page (56) References JP-A-53-39202 (JP, A) JP-A-57-39142 (JP, A) JP-A-63-130269 (JP, A) JP-A-2-277729 (JP) , A) JP-B 32-8252 (JP, B1) JP-B 34-2004 (JP, B1) JP-B 46-39217 (JP, B1) Patent 125944 (JP, C2) (58) Int.Cl. 7 , DB name) C22B 34/12 103 H05H 1/44
Claims (3)
してチタンを製錬する装置であって、 頂角が鋭角である逆円錐形状を形成するよう、かつそれ
ぞれの先端部が同一円周上に等角度間隔で位置するよう
放射状に配置してなる第１グループの６つの電極と、 頂角が鋭角である逆円錐形状を形成するよう、かつそれ
ぞれの先端部が上記第１グループの電極先端部の下側で
あってこれらの電極先端部とは円周方向に約３０度ずれ
た位置に位置するよう等角度間隔で放射状に配置してな
る第２グループの６つの電極と、 ３相交流出力の各相を、相互に近接して位置する３つの
電極には異なる相電圧が印加されるよう上記１２個の電
極に接続した３相交流電源と、 上記密閉炉の集塵ダクトの他端に接続されており、かつ
当該集塵ダクトを通じて導かれた密閉炉内の排出ガスを
集塵処理する集塵装置とを備え、 上記３相交流電源を上記各電極に印加して、第１のグル
ープの電極により下方に向かう第１の複数のアークを発
生し、上記第１及び第２のグループの電極のうちの、相
互に近接して位置する３つの電極により上記第１の複数
のアークをその横方向から叩きつける第２の複数のアー
クを発生し、上記第２のグループの電極により上記第１
及び第２の複数のアークをその回りから包み込むよう出
射する第３の複数のアークを発生し、これらの第１〜第
３のアークにより上記酸化チタンを黒鉛粉末とともに加
熱処理するようにしたことを特徴とするチタンの製錬装
置。1. An apparatus for smelting titanium by reducing titanium oxide with carbon in a closed passage , wherein an inverted cone shape having an acute apex angle is formed, and each of the tips has the same circumference. A first group of six electrodes radially arranged so as to be positioned at equal angular intervals above, and an inverted cone shape having an acute apex angle, and each tip end of the first group of electrodes. A second group of six electrodes arranged radially at equal angular intervals so as to be located at positions lower than the tip end portions and about 30 degrees in the circumferential direction from the tip end portions of the electrodes; A three-phase AC power source connected to each of the twelve electrodes so that different phase voltages are applied to three electrodes located close to each other, and a dust collection duct for the closed furnace. Connected to the end, and
Exhaust gas in the closed furnace guided through the dust collection duct
A dust collecting device for performing a dust collecting process, wherein the three-phase AC power is applied to each of the electrodes to generate a first plurality of downwardly directed arcs by a first group of electrodes; Of the two groups of electrodes, three electrodes located close to each other generate a second plurality of arcs which strike the first plurality of arcs from the lateral direction, and the second group of electrodes. By the first
And generating a third plurality of arcs which are emitted so as to wrap around the second plurality of arcs, and heat-treat the titanium oxide together with the graphite powder by using the first to third arcs. Characteristic titanium smelting equipment.
て、 上記各グループの電極は、その先端部が上記密閉炉内に
位置するよう該炉の側壁を貫通して配設されており、 上記第１のグループの電極は筒状形状の黒鉛電極から構
成され、二酸化チタン及び黒鉛粉末をこれらの電極内部
通路を通じて上記密閉炉内に導入可能となっていること
を特徴とするチタンの製錬装置。2. A smelting apparatus titanium according to claim 1, the electrodes of each group is the distal end is disposed through the side wall of the furnace so as to be positioned above sealing furnace, The first group of electrodes comprises cylindrical graphite electrodes, and titanium dioxide and graphite powder can be introduced into the closed furnace through the internal passages of the electrodes. apparatus.
て、 上記密閉炉の電極先端部の下側に配設され、製錬された
溶融状態のチタンを溜める坩堝と、 上記密閉炉の底面壁を貫通して配設され、上端が上記坩
堝の底面部に開口する溶融チタンの排出パイプと、 該排出パイプの下端開口を開閉する開閉部材と、その入
口端部が該開閉部材を介して上記排出パイプ下端部に接
続され、溶融チタンを冷却するための冷却通路と、該冷
却通路の出口端位置からその下方の所定位置まで摺動可
能で、かつ上記出口端位置では冷却通路の出口を閉塞す
るプレート部材とを有し、溶融チタンを冷却して所定長
さの棒状体に成形する冷却成形装置とを備えたことを特
徴とするチタンの製錬装置。3. The titanium smelting apparatus according to claim 2, wherein the crucible is disposed below an electrode tip of the closed furnace and stores smelted titanium in a molten state, and a bottom surface of the closed furnace. A molten titanium discharge pipe disposed through the wall and having an upper end opening at the bottom of the crucible, an opening / closing member for opening and closing the lower end opening of the discharge pipe, and an inlet end of the opening / closing member via the opening / closing member A cooling passage for cooling the molten titanium, which is connected to the lower end of the discharge pipe, is slidable from an outlet end position of the cooling passage to a predetermined position below the cooling passage, and the outlet of the cooling passage is arranged at the outlet end position. And a cooling device for cooling the molten titanium to form a rod having a predetermined length by cooling the molten titanium.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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