Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

ВИРОБНИЦТВО ФЕРОТИТАНУ



Феротитан отримують, застосовуючи алюмінотермічний процес, за якого виділяється теплота. За певних умов цієї теплоти буває досить для утворення рідких металу й шлаку, тому користуються позапічним варіантом алюмінотермічного процесу.

Стандартний феротитан містить, %: Ті — 23—30, С — < 0,2, Сu — < 4, А1 — 6—8, Si — 4—6. Мідь, алюміній та силіцій є небажаними, але неминучими домішками.

Найбільшу кількість феротитану використовують для зв’язування вуглецю в карбід титану під час виробництва кислототривкої нержавіючої сталі. У процесі виплавляння сталі деяких конструкційних марок 0,1—0,2 % титану вводять у сталь для кінцевого розкиснення та подрібнення литої структури.

Сировинні матеріали. Шихту складають з ільменітового концентрату, залізної руди, алюмінію та вапна. Ільменітовий концентрат, що містить 40— 42 % і 50—55 % видаляють з титаномагнетитової руди способом магнітної сепарації. Для видалення сірки із концентрату проводять окисне відпалювання.

Як відновник використовують порошок алюмінію із зернами менше ніж 2 мм. Найчастіше застосовують вторинний алюміній, який дешевший, та містить домішки кольорових металів, що переважно переходять у сплав. Виливки вторинного алюмінію розплавляють, розпилюють стисненим азотом або водяною парою, а отриманий порошок просіюють крізь сито із комірками розміром 2 мм. У виробництві феротитану застосовують низькофосфористу, пилувату залізну руду з високим вмістом оксидів феруму і малим вмістом кремнезему. Вапно зазвичай використовують свіжовідпалене, що містить не менше ніж 90 % СаО. Після помелу його просівають крізь сито із комірками розміром 3 мм.

Плавильний агрегат (рис. 4.7) — це обладнана вентиляційною установкою плавильна камера, де розміщено візок з піддоном, на якому встановлена чавунна рознімна шахта. На дно шахти засипають і втрамбовують шар магнезитового порошку. Всередину шахти вставляють сталевий циліндр заввишки близько 0,5 м. Зазор між циліндром і чавунною шахтою засипають магнезитовим порошком. Шихту із бункера подають шнеком і через напрямний лоток зсипають у шахту.

 

Рис. 4.7. Пристрій для алюмінотермічного виробництва феротитану:

1 — бункер для шихти; 2 — шнек; 3 — плавильна камера; 4 — візок; 5 — піддон; 6 — магнезитова засипка; 7 — циліндр; 8 — рознімна шахта; 9 — патрубок для відкачування газів

 

Фізико-хімічні умови процесу. Основними є хімічні реакції відновлення титану й заліза із їх оксидів:

Дж; (4.43)

Дж; (4.44)

Дж. (4.45)

Оксиди феруму й особливо є менш міцними, ніж і тому при взаємодії їх з алюмінієм на одиницю маси шихти виділяється значно більше теплоти (питома теплота реакції), а саме, 4108 кДж/кг для і 3289 кДж/кг для FеО порівняно із 1701 кДж/кг для

Розрахунки доводять, що питома теплота реакцій відновлення оксидів ільменітового концентрату не забезпечує температури 1900—1950 °С, потрібної для розплавлення металу й шлаку, які утворюються, осадження корольків металу і покриття теплових втрат. Включення до складу шихти близько 8 % залізної руди і підігрівання всіх шихтових матеріалів до 200 °С забезпечує виділення потрібної кількості теплоти.

Якщо шихта добре подрібнена й ретельно перемішана, то поверхня контактування реагуючих речовин досить велика, тому процес відбувається швидко і теплові втрати бувають відносно невеликими.

Технологія плавки. На дно шахти з бункера насипають близько 500 кг шихти і запалюють її запальною сумішшю, що складається з магнієвої стружки й селітри. Суміш поміщають у лунку в центрі засипаного шару шихти і запалюють її електричною іскрою. Від теплоти запальної суміші, що згоряє, починається екзотермічний процес відновлення спочатку частини шихти, яка знаходиться поруч з лункою, а від неї запалюється шихта по всій шахті. З бункера в шахту рівномірно за допомогою лотка або шнека надходить інша частина шихти. Проплавлення наважки, яка містить 4 т концентрату, триває 12—15 хв.

Якщо плавка проведена гарячé, то шлак, що утворився, виходить досить рідкорухливим, корольки відновленого сплаву можуть пройти крізь шар шлаку і зібратися у блок на дні шахти.

Шлак позапічної плавки феротитану, що містить близько 70% тугоплавкий. Після закінчення плавки на поверхню шлаку подають термітну суміш із залізної руди, алюмінієвого порошку, феросиліцію і вапна, яка осаджує корольки. Під дією додаткової теплоти, що виділяється у процесі взаємодії оксидів руди і відновників, шлак розріджується; корольки, що знаходяться в шлаку феротитану, мають додаткову змогу осісти на дно та приєднатися до блоку металу.

Після кристалізації блок шлаку знімають, а блок металу охолоджують у баці з проточною водою, подрібнюють на шматки масою до 10 кг та упаковують у залізні бачки.

Техніко-економічні показники. На 1 т феротитану, що містить 20 % Ті, витрачається 1070 кг концентрату, 100 залізної руди, 470 алюмінієвого порошку 100 вапна та 20 кг 75 %-го феросиліцію. Вилучення титану становить 72—75 %.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.