Читать лекция по всему другому: "Металлургия титана" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Лекция

МЕТАЛЛУРГИЯ ТИТАНА Цель лекции: Изучить физико-химические свойства титана, его технологию производства, а также карботермическую и алюмотермическую выплавку FeTi.

Ключевые слова: Титан, минералы титана, титановый концентрат, карботермическая выплавка, алюмотермическая выплавка. Свойства титана и его соединений Титан, имеющий плотность 4,5г / см3, tпл = 1670ºС, tкип = 3170ºС. С углеродом титан образует карбид TiC (tпл = 3177ºС). С кремнием образует силициды Ti5Si3, TiSi, TiSi2, из которых наиболее прочный Ti5Si3, (tпл = 2120ºС). С алюминием - интерметаллических соединениях TiAl и TiAl3 с кислородом титан образует ряд оксидов TiO2, Ti2O3 и TiO, имеющих температуру плавления tпл - 195ºС, 2130ºС, 2020ºС. С железом титан образует интерметаллические соединения титана TiFe (46,2% Ti), температура плавления TiFe2 близкого по составу промышленному сплаву составляет 1430ºС. Стандартно FeTi основан на содержании в сплаве FeTi: для разных марок его минимальное содержание колеблется от 20 (ФТи 20, 25, 30, 40, 65) до 68% (ФТи 68).

Содержание Al от 3%, Si от 0,5 до 8%, углерода от 0,1 до 0,4% и ограничивающихся содержанием вредных примесей (Р, Cu, S и других элементов). Шихтовые материалы Титан входит в состав разнообразных минералов: ильменита (FeO · TiO2 не более 53% TiO2), рутила (TiO2 - 90 - 95%), ферровскита (СаO · TiO2 58,4% TiO2) и сфена (C2Ti(SiO4)O 40,7% TiO2).

Основным сырьем для получения FeTi служит ильменитный концентрат. Ильменитный титановый концентрат, используемый для производства FeTi должен содержать 50 - 64% TiO2, 0,08 - 0,20% P, 0,05 - 0,10% Cr2O3, и 1,5% Н2О. Его подвергают окислительному обжигу при 1100 - 1150ºС для снижения содержания S с 0,1 - 0,5% до 0,04% и разрушения кристаллической решетки ильменита с переходом FeO в Fe2O3, что позволяет повысить термичность процесса, увеличить использование титана и снизить расход алюминия.

2(FeO · TiO2) + 1 / 2О2 = Fe2O3 + 2TiО2 Для производства FeTi используют также отходы металлического титана. Отходы должны быть сухими, стружка брикетированной или спакетированной в железной таре.

В качестве восстановителя используют крупку из вторичного алюминия (фракция 0,1 - 1мм не более 55%, 1 - 3мм не более 25% и 0 - 0,1мм не более 30%). Алюминиевую крупку получают расплавлением алюминия через форсунку с сжатым воздухом или лучше инертным газом Ar или N.

Максимальная производительность пульверизации обеспечивается при температуре 710 - 750 ºС.

Игнатенко Г.Ф. разработана технология получения рудовосстановительной смеси, получаемой смешиванием концентрата железной окалины и извести с жидким алюминием в специальном смесителе, что обеспечивает повышение технико - экономических показателей производства. Максимальное количество алюминия в шихту можно задать при условии работы на холодном концентрате (температура не более 50ºС) алюминий, нагретом до 660 - 680ºС. При более высокой температуре на стенках смесителя образуются, настыли, нарушающие процесс смешения. Температура используемой, в плавку моношихты 100 - 200ºС.

В связи с образованием прочного силицида титана Ti5Si3 увеличение содержания кремния в сплаве до 5 - 5,5% приводит к значительному извлечению % титана и снижению содержания остаточного алюминия в сплаве.

Отношение титана Ti / (Si + Al) в сплаве остается практически постоянным при существенных изменениях в составе сплавов, поэтому целесообразно повысить содержание кремния в шихте. Это достигается введением крупки (не более 3мм) 45 - 75% - го

Похожие работы