книги из ГПНТБ / Розенцвейг Я.Д. Краткий справочник ферросплавщика (для рабочих)
.pdfКоком и древесный уголь. Флюсы—'магнезит и плавиковый шпат. Шлаки содержат 40—45% S1O2 при отношении MgO :
: А120 3 =1 .
Содержание углерода в сплаве ниже, чем в обычном снлИ’Ко.хроме. Извлечение хрома повышается ма 8%.
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ
Р А Ф И Н И Р О В А Н И Е Ф Е Р Р О Х Р О М А К И С Л О Р О Д О М В К О В Ш Е
‘Кислород подают сверху на расплав через водоохлаж даемую медную фурму (3,5—4,5 т феррохрома продувают в течение 30—40 мин, расход кислорода 30 м3/мин). Состав
сплава изменяется следующим образом: до продувки 70%
Сг, 6,0% С, 2,5% Si, 0,07% S; 'после городутки 62% Сг, 4,25% С, 1,0% Si, 0,03% S. Во время продувки в ковш за дают известь.
Шлак с высоким 'содержанием хрома попользуют для выплавки углеродистого феррохрома или обрабатывают в ковше ферросилицием; в этом случае содержание кремния в сплаве возрастает до 2%.
Продутый оплад отличается от обычного одпороди!остыо состава, большей плотностью и меньшей загрязненностью шлаковыми! включения..ми.
Предполагается 'проводить такую же обработку углеро дистого ферромарганца.
П Р О И З В О Д С Т В О Ф Е Р Р 0 С И Л И К 0 Х Р 0 М А
О Д Н О С Т А Д И Й Н Ы М М Е Т О Д О М
Малоуглеродистый фер’рос,иликох1ром выплавляют из хромовой руды и кварцита в печах мощностью 9000 ква.
Плавку ведут три фазовом напряжении 145 а, посадка электродов ~ 900 мм.
Состав колоши, кг:
Хромовая руда (-15% Сг.О.,) |
2-15 |
Кварцит ................................... |
230 |
Кокснк ............................................................. |
130 |
Древесная щ е п а .................................................. |
58 |
Влажность руды не более 1%, кокой,ка 10%; крупность кокенка 12—25 мм, кварцита — не более 75 .и.и. Древесная
щапа применяется для увеличения глубины посадки элект родов и повышения газопроницаемости шихты. Через каж-
14* |
241 |
Дые 2 ч 'выпускают металл (2 г) и шлак |
(1,6 т). |
Ковш, в |
который производят выпуск, футеруют шамотным .кирпичом |
||
и набивают массой из графита с глиной. |
После |
выдержки |
в ковше основную часть металла с содержанием углерода |
||
не более 0,05% выпускают через стакан |
диаметром 25 мм |
|
в изложницу, шлак сливают, а омесь шлака с остатком ме |
||
талла возвращают в печь на переплав. |
|
|
Основную массу шлака (1%С) дробят до |
лрyin.noста |
|
25 мм и после отделения корольков па гидравлической от |
||
садочной установке попользуют в качестве щебня на до |
||
рожное строительстве. Корольки идут в переплав. |
||
Металл содержит 39—41% Сг, 41—44% Si, 16—17% Fe, |
||
0,03—0,04% С. |
|
|
Технико-экономические показатели: |
|
|
Производительность печи,т/сутки ......................... |
|
27,1 |
Кратность ш л а к а ......................................................... |
|
0,8 |
Извлечение хрома, % ....................................................... |
|
89.5 |
Расход электроэнергии, квтч/т ........................... |
|
7550 |
Расход, кг/т: |
|
|
кварцита ................................................................. |
|
1330 |
коксика ................................................................. |
|
160 |
щ е п ы ........................................................................ |
|
390 |
ФЕРРОТИТАН
ТИТАН
Титан — элемент IV группы периодической системы. Обозначение Ti, порядковый .номер 22; атомная масса 47,90. Содержание в земной коре 0,61%.
По распространенности в природе титан занимает ореди металлов четвертое место, уступая лишь алюминию, желе зу и магнию. В земной коре содержится в три раза больше гитана, чем марганца, хрома, ванадия, цинка, никеля и ме ди, вместе взятых.
Элемент был открыт в 1791 г. английским химиком Гре гором, а опустя несколько лет заново открыт немецким хи миком Клапротом, который назвал новый металл в честь Титаник— .фантастической царицы эльфов (германская ми фология).
Металлический титан удалось получить лишь в 1910 г. американскому химику Хантеру.
При производстве стали титан используется как .раскислитель и как легирующая добавка. По силе раокисляюще-. го действия титан уступает только алюминию и цирконию, но образует более легкоплавкие продукты раскисления. Титан уменьшает вредное влияние на сталь азота и серы. В качестве легирующего элемента титан применяется при выплавке хромистых и хромоникелевьгх сталей. Чистый ти
213
тан -широко используется в современном самолетостроении и военной технике.
Титан легко поддается механической обработке. Он хо рошо куется, легко прокатывается в листы, ленты н даже фольгу. Некоторые соединения титана нашли применение в радиотехнике.
Ф И ЗИ КО -ХИМ ИЧЕСКИ Е СВОЙСТВА ТИТАНА
Титан — серебристый металл, обладающий следующими свойствами:
Температура: |
|
|
16G7 |
||
|
плавления. ° С ............................................................ |
|
|
||
|
то же. ° К .................................................................... |
|
|
I 9-10 |
|
|
кипения. °С ................................................................ |
|
|
3252 |
|
|
то же. ° К .................................................................... |
|
|
3525 |
|
Теплота плавления. кка.1'кмо.и> |
........................................ |
-1353 |
|||
То же, кдж/кмо.!1< ................................................................. |
ккалЦ кг-град) |
18251 |
|||
^'дельная теплоемкость, |
О , Ы В |
||||
То же. кдж/(кг град) .......................................................... |
|
|
В. 113 |
||
Валентность ........................................................................... |
|
|
2.3 и 4 |
||
Титан |
существует |
в двух |
модификациях : |
до |
882° С |
(1155°>К) в виде a -Ti, |
а при |
температурах |
выше |
882° С |
|
(1Т55° К) |
в -виде |3-Ti. |
титана: |
|
|
|
Плотность твердого |
|
|
|
||
|
a - T i |
......................... |
4,50 |
|
|
|
P - T i ......................... |
4,31 |
|
|
|
Плотность (расплавленного титана при 1710° С (1983° К) составляет 4,-11.
РУДЫ ТИТАНА
Наиболее важные минералы титана 'приведены в табл. ПО.
Ильменит распространен в Индии, Швеции, США, Нор вегии, Африке. В СССР ильменит встречается на Южном Урале.
Известны месторождения рутила в Бразилии, Австралии, Норвегии, США и других странах. В Советском Союзе ру тил имеется на Урале.
Сфен встречается в Канаде, США, на Мадагаскаре, а также во многих районах нашей страны.
Перовс-кит в больших количествах имеется на Кольском полуострове.
214
Т а б л и ц а 110
Минералы титана
Название |
Окраска |
Формула |
Плотность |
Твердость по Моосу |
Содержа ние тю», % |
Ильменит |
Бурая или |
FeOTiO. |
4,56—5,24 |
5—6 |
До 53 |
|
буро-черная с |
|
|
|
|
|
металлическим |
|
|
|
|
Рутил |
блеском |
TiO„ |
4,2 |
6 - 6 , 5 |
До 99 |
Красноватая |
|||||
Анатаз |
Красная или |
TiO„ |
3 ,8 —4, 0 |
5,5 |
— |
Брукнт |
синяя |
тю г |
3,9 |
6 |
|
Коричнево- |
|
||||
|
красная |
(ромбическая |
|
|
|
|
|
разновид |
|
|
|
Сфен |
От желтой |
ность) |
3 ,4 —3, 6 |
5—6 |
34—42 |
CaOSiO .TiOj |
|||||
(титанит) |
до черной |
СаО-ТЮ» |
4 |
5 - 6 |
58—59 |
Псровскнт |
Различная |
Из руд питана наибольшее распространение в СССР
получили так называемые титаном-агн-етиты — сложные же лезо-титановые руды, содержащие ильменит в сочетании с мапнепигшм и гематитом. Эти руды вецречаются почти на всем протяжении Уральского хребта и в других районах страны.
ВАЖ НЕЙШ ИЕ
СОЕДИНЕНИЯ ТИТАНА
Некоторые соединения титана и их свойства приведены в табл. 1Ы.
|
Свойства |
некоторых соединений титана |
Таблица 111 |
|||
|
|
|
||||
|
Температура плав |
|
Теплота образования |
|||
Соединение |
|
ления |
|
ЛН298° К |
|
|
|
|
|
|
|||
|
°c |
°K |
ккал/кмоль |
кдж/кмоль |
||
тю „ |
184 0 |
2113 |
—225 750 |
— |
945 170 |
|
Ti,63 |
2130 |
2403 |
—363 400 |
— 1 521 480 |
||
•ПО |
2020 |
2293 |
—124150 |
— |
519 790 |
|
TIC |
3150 |
3423 |
— |
43 850 |
— |
1S3 590 |
TiN |
2940 |
3213 |
— |
80 470 |
— |
336 910 |
TiFe |
1317 |
1590 |
— |
9 700 |
— |
40 610 |
TicSi3 |
2120 |
2393 |
— 138 700 |
— |
580 710 |
|
TiSi |
— |
— |
— 31 100 |
— |
130 210 |
|
TiSi„ |
— |
— |
— 32 300 |
— |
135 230 |
|
215
СОРТАМ ЕН Т Ф Е РРО Т И Т А Н А
В табл. 112 приведен сортамент ферротитана (по ГОСТ
4761—54).
|
|
|
Оорротитан |
|
Т а б л и ц а |
112 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Химический состав. % |
|
|
||
Марка |
Ti |
G |
А! : Ti |
Si : Ti |
Р |
S |
Си |
сплава |
|
|
|
|
|
||
|
ne менее |
|
|
не более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ТиО |
25,0 |
0,15 |
0,25 |
0,18 |
0,05 |
0,05 |
3,0 |
Тн 1 |
23,0 |
0,15 |
0.27 |
0,20 |
0,05 |
0,05 |
3,0 |
Тн2 |
23,0 |
0.20 |
0,40 |
0,28 |
0,08 |
0.08 |
■1,0 |
Ферротитан поставляется в кусках, причем вес отдель ных кусков не должен превышать для марок ТиО и Ти 1— 10 кг и для марки Т<и2 — 15 кг.
С Ы РЫ Е М А Т ЕРИ А Л Ы
КОНЦЕНТРАТЫ
Основное сырье для получения ферротитана — концен траты, получаемые путем обогащения титаисодержащих руд
(табл. 113—115).
|
Химический состав концентратов, % |
Т а б л и ц а |
113 |
||
|
|
|
|||
Концентрат |
т ю 2 |
SiO„ |
рообщ |
FeO |
Fe,03 |
|
|
|
|
|
|
У р а л ьс ки й .................. |
40—43 |
'2 - 4 |
3 4 ,5 —37 |
37—4 0 |
9 - 1 0 |
Богатый ильменито- |
1 - 3 |
34—36 |
43,0 |
3,5 |
|
в ы й ............................. |
46—50 |
||||
Перовскитовый |
44—49 |
2 - 3 |
33—35 |
34,5 |
13,4 |
. . 44—50 |
2, 5—4,0 |
2 ,0 —2,5 |
1 , 2 |
2 |
|
|
|
|
Продолжение табл. |
113 |
|
Концентрат
|
j |
МпО |
CaO |
|
б |
|
* |
+гоS6 |
|
О |
о” |
° Й |
|
(О |
£) |
|||
Z |
X |
с* |
< 4- |
У р а л ьс ки й .................. |
- 0 , 7 |
0—1,0 До 0,2 |
|
5—10 |
|
4 - 6 |
|
Богатый нльменнто- |
2 - 3 |
- 0 , 7 |
0, 02 |
_ |
_ |
_ |
3—4 |
в ы й ............................. |
|||||||
Перовскитовый . . . . |
0,2 |
Следы |
0,03 |
— |
— |
— |
1 5 |
0, 2 |
3 1 - 3 3 |
0,007 |
0 ,9 |
|
3,5 |
2 |
|
* Окислы редкоземельных элемситоп.
216
|
|
|
|
• Т а б л и ц а |
114 |
|
|
Химический состав |
различных |
фракций |
|
|
|
|
|
уральского |
концентрата |
|
|
|
|
|
Количест |
|
Состав, |
% |
|
Фракция |
во |
|
|
|
|
|
фракции |
|
|
|
|
||
|
|
в концен |
TiO. |
SiO„ |
Реобщ |
|
|
|
трате, % |
|
|
||
> 2 ,0 |
|
0,74 |
31,20 |
7, 06 |
33, 90 |
|
2 . 0 —0 ,6 |
' [ 1 , 16 |
38, 06 |
5, 16 |
34,0 |
|
|
0 ,6 —0,3 |
1,92 |
39,21 |
3,84 |
36,44 |
|
|
0 . 3 —0, 15 |
41,52 |
43,14 |
1,98 |
36,95 |
|
|
0 .1 5 —0,075 |
34,26 |
43,20 |
2,30 |
36,52 |
|
|
0,075 —0.05 • |
',12,30 |
41,36 |
3.23 |
35,70 |
|
|
< 0 .0 5 |
8, 10 |
37,94 |
4,08 |
33,50 |
|
|
Средни!! состав |
100,0 |
42,47 |
2,43 |
36, 12 |
||
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
115 |
|
|
Требования к титановому концентрату |
|
|
|||
Сорт |
|
|
Состав, % |
|
|
|
т ю а |
Fe,03 |
|
SiOj |
Н.О |
|
|
концент |
|
|
||||
рата |
не менее |
|
не более |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
42,0 |
53,6 |
|
2,5 |
7, 0 |
|
п |
40,0 |
53,6 |
|
2.5 |
7,0 |
|
I II |
38,0 |
53,6 |
|
4,0 |
10,0 |
|
Подготовка концентрата к плавке. Уральский титановый концентрат содержит в сыром виде 7—'10% влаги и до 0,2% S. Для 'снижения содержания серы концентрат под вергают окислительному обжигу при 1000—<1,100° С во вра щающихся обжиговых ,печа;х. В ходе обжига происходит выгорание серы и окисление закиси железа кислородом воздуха:
S -1- 0 2 = S 0 2; 4FeO + 0 2 = 2Fe20 3.
'После обжига концентрат должен содержать не более 0.04% S.. Хорошо обожженный концентрат при .пересыпании не искрится. Переход FeO в Fe20 3 (табл. 116) повышает
217
термнчность планки ферротитана и способствует более пол ному •извлечению титана из концентрата в сплав. Поэтому рекомендуется подвергать окислительному обжигу и бога тые концентраты, содержащие мало серы и обычно прохо дящие лишь сушку. Перавскитовын концентрат необходимо нагревать до 500—600° С, чтобы обеспечить нормальную термнчность плавки.
Т а б л и ц а |
116 |
Изменение состава концентрата после обжига, % |
|
Концентрат |
ТГО, |
SiO, |
МпО |
F c o G i h |
FeO |
Fd30 , |
|
До о б ж и г а .............. |
•19, 15 |
0,49 |
2,7 |
36, |
39 |
■10,0 |
10,7 |
После обжига . . . |
■18,55 |
0, -18 |
2, е5 |
35, |
95 |
20,0 |
28,2 |
АЛ Ю М И Н И Й
Для производства ферротитана используется вторичный алюминий, содержащий некоторое количество меди, крем ния, цинка и других примесей (табл. 117— 119).
Т а б л и ц а |
117 |
Алюминий для раскисления и производства ферросплавов
|
Химический состав, % |
|
|||
с |
|
|
|
|
+£» |
а |
|
|
|
|
|
о |
|
<75 |
|
|
5 .+ |
S |
|
|
|
||
|
4 |
3 |
с |
"ГП |
|
о |
а |
С 00 |
|||
о |
|
||||
<75 |
И* |
Ц« |
и |
N ;> + |
|
<пс более
В.__
1 |
месей |
всего |
Маркировка: число и цвет полос на чуш ках
Ач I |
96,5 |
1,5 |
2,0 |
3,0 |
0,05 |
0,8 |
2, 0* |
3,5 |
Одна зеленая |
Ач2ф |
92,0 |
1 , о |
— |
— |
4,0 |
8,0 |
Две зеленые, |
||
Ач2 |
91,0 |
3,0 |
|
|
■1,0*** |
0,8 |
2.0* |
9,0 |
одна черная |
— |
— |
Две зеленые |
|||||||
АчЗ |
87,0 |
— |
— |
— |
5, 0 *** |
1, 5 |
3 , 0 “ |
13,0 |
Три зеленые |
* В том числе Sn 4* РЬ не более 0,5%.
**В том числе Sn 4 РЬ не более 0,7%.
***В алюминии марки Лч2 с согласия потребителя допускается содержание меди 4,5%, а в алюминии марки АчЗ — 5,5%.
218
|
|
Сплавы |
алюминиевые литейные |
чушковые |
|
|
|
Химический состав. %‘(остальное алюминий) |
|||
|
основные компоненты |
|
|
примеси |
|
сз |
|
|
|
Fe |
Mg Si Mn Cu Zn Ni |
Si |
Мп |
Си |
прочие |
|
|
Mg |
|
||||
нс более
Т а б л и ц а |
118 |
S Маркировка:
сумма прпмсс |
число и цвет |
|
полос |
|
на чушках |
KI
ю
АЛЗч |
0,2 5 —0,8 |
4 ,0 —6,0 |
0 ,2 —0,8 |
1 , 5 - 3 , 5 |
- |
1 |
.0 |
- |
- |
- |
- |
0,4 |
0,5 |
1 .8 |
Одна черная, |
|
|
|
одна синяя |
||||||||||||||
АЛ4ч |
0 ,2 5 —0,45 |
8,0 —11.0 |
0 ,2 —0,5 |
|
|
0,8 |
|
|
|
1 .0 0,45 |
0,3 |
2,4 |
Одна черная, |
|||
|
|
|
|
" |
” |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одна корич |
|
|
|
|
|
1 |
,0 0,3 |
1 , 5 0.5 |
— |
0,45 |
0,3 |
3,8 |
невая |
|||||
АЛ7ч |
- |
- |
— |
СО 0 1 сл о |
— |
Одна черная, |
||||||||||
|
1 |
,0 |
|
|
0,6 |
1 , 5 0,45 |
0,3 |
3,6 |
одна зеленая |
|||||||
АЛ9ч |
0 ,25 —0,55 С, 0—8,0 |
— |
— |
— |
— |
— |
Одна черная, |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
две красные |
|||||||||
АЛ Юч |
0,2 5 —0,55 4 ,0 —6,0 |
— |
5,0 —7,5 |
— |
1 |
,0 |
— |
— |
0,5 |
— |
0,45 0,5 2,3 |
Одна черная, |
||||
|
|
|
|
|
— |
|
|
— |
|
— |
— |
|
|
|
одна красная |
|
АЛ 14ч |
0,2 5 —0,55 6 ,0 —8,0 |
0 ,2 —0,6 |
1 , 5—3,0 |
1, 1 |
— |
0,45 0,3 |
i ,6 |
Одна черная, |
||||||||
|
|
|
|
со сл 1 сл о |
|
|
. 1 0,5 |
|
|
|
|
|
|
одна белая |
||
АЛ 15ч |
— |
3 ,0 —5,0 |
0 ,2 —0,6 |
|
1 |
|
|
|
1 ,9 |
0,5 |
3,8 |
Одна черная, |
||||
|
|
|
|
|
Zn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
две синие |
|
АЛ 1бч |
— |
3 ,0 —5,0 |
0 ,2 —0,5 |
2 ,0 —4,0 |
1 |
.0 0,3 |
|
|
|
|
0,3 |
1 ,5 |
Две черные, |
|||
2,0 —4,0 |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Zn |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
одна синяя |
|
АЛ 17ч |
— |
3 ,0 —5,0 |
0 ,2 —0,6 |
1,5 —3,5 |
1 |
,0 0,3 |
— |
— |
— |
— |
0,^3 1 .5 |
Две черные |
||||
4 ,0 —7,0 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Fe |
|
|
|
|
|
|
0,45 |
0,5 |
|
Три черные |
|
АЛ 18ч |
|
1 ,5 —2,5 |
0 ,3 —0,8 |
7 ,5 —9,5 |
1 ,0—1 ,7 |
|
|
0,8 |
|
|
|
1 ,6 |
||||
"
ozz
Марка
АВД-1
АВД-1-1
АВД-1-2
АВД-2
АВД-3
|
|
Дюралюминий вторичный |
чушковый |
|
||||
|
Химический состав, % (остальное алюминий) |
|
||||||
основные компоненты |
|
|
|
примеси |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
остальные |
|
|
|
|
Fe |
S! |
Zn |
Ni |
примеси, |
Си |
Mg |
Мп |
в том |
|||||
|
|
|
|
числе Sn |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и РЬ |
|
|
|
|
|
|
не более |
|
|
2,5 —5.0 |
До 1,0 |
До 1,0 |
0,85 |
0. 85 |
0,5 |
0, 05 |
0, 1 |
|
2 . 5 —3,5 |
0 ,2 —0.7 |
До 0,7 |
0, 85 |
0, 85 |
0,3 |
0,05 |
0, 1 |
|
3 ,5 —4,8 |
0 ,2 —0,8 |
0 ,4 —0,8 |
0 .4 —0,8 |
0,85 |
0, 5 |
0,05 |
0, 1 |
|
to сл сл о |
До I .0 |
До |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
0, 1 |
0, 15 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2,5 —5,0 |
До 1 ,0 |
До |
1,0 |
1.8 |
1,5 |
0,6 |
0,5 |
0. 15 |
Т а б л и ц а |
119 |
Маркировка: число и цвет полос на чушках
Одна красная, одна желтая
Одна красная, одна желтая и цифра 1
Одна красная, одна желтая и цифра 2
Одна красная, две желтые
Одна красная, три желтые