книги из ГПНТБ / Розенцвейг Я.Д. Краткий справочник ферросплавщика (для рабочих)

Состав ал10м.Ц|ЦВе1вОц.щжо®ого сплава АЦВ, %

полосы.

Обычно для выплавки ферротитана используется алю­ миний марок Ач1, Ач2ф, Ач2, АчЗ, дюралюминий всех ма­ рок и сплавы марок АЛ7ч, АЛ15ч, АЛ16ч, АЛ17ч и АЦВ.

Приготовление алюминиевой крупки. Оптимальный раз­ мер зерен алюминиевой крупки 0,1—'1,0 зш; фракции с раз­ мером зер,на менее 0,1 мм и 1,0—3,0 мм должно быть не

более чем по 10%. Алюминиевую крупку готовят следую­ щим образом. Чушковый алюминий расплавляют в чугун­ ных котлах, которые вмонтированы в печь, отапливаемую углем «ли коксом. Котлы имеют крышку с тремя отверстия­ ми— 'большим ( — 300 ли!) для загрузки чушек и двумя малыми.

Через одно из .малых отверстий в .котел подается сжа­ тый воздух; во второе после наплавления полного котла алюминия вставляют специальную трубу диаметром 35— 40 3ut для распыления алюминия. Труба изошута :под уг­ лом ~|120° и имеет на конце специальную форсунку. Перед заг.рузкой в котел чушки очищают от посторонних приме­ сей и подогревают на поверхности печи до 100—ОБО0 С. За­ грузка в котел холодных чушек может привести к выплес­ ку алюминия. Шлак, образующийся при плавке алюминия, должен быть удален из мотла 'во избежание забивания тру­ бок при раздувке. После наплавления полного котла боль­ шое отверстие наглухо закрывается, а в малое вставляют прогретую в верхней своей части до красного .каления труб­ ку с форсункой.

Качество алюминиевой крупки во многом зависит от геометрических размеров форсунки, поэтому .необходимо строго контролировать размеры форсунок при их приемке.

На форсунку надевают специальную распылительную головку, фиксируемую боковыми болтами; при этом конец

алюминия через трубку и на головку для распыления струи в момент подхода ее к кромке головки.

221

Крупка распыляется в специальную камеру, где оседает на полу.

Для получения качественном алюминиевом крупки необ­ ходимо соблюдать следующие условия:

а) давление распыляющего воздуха должно быть по­ стоянным и не превышать 5 ат.и (-190 кн/.н2) *;

б) образующимся веер крупки должен быть равномер­ ным; в случае неравномерности веера необходимо отрегу­ лировать (на ходу) головку боковыми болтами;

температурой газов под котлам, так как перегрев расплав­ лениото алюминия (приводит к ухудшению качества крупки как по ситовому составу (увеличивается количество пыли), так и по химическому анализу (в результате разъедания котла в крупке увеличивается количество железа).

Плазильщнку, производящему раздувку, запрещается покидать свое рабочее место у 'вентилей. Во время работы плавильщик обязан .непрерывно следить за состоянием кот­ ла,- При обнаружении течи необходимо немедленно вычер­ пать жидкий алюминий, перелив его в соседний котел, а сгоревшим котел заменить.

Если и моменты -разаувки форсунка забивается шлаком, подачу воздуха прекращают, а форсунку «прочищают про­ волочкой. Стойкость чугунных котлов 10— 15 дней. Вслед­ ствие разъедания котлов содержание железа в алюминие­ вом порошке возрастает на 0,2—0,4%.

Более совершенным и более производительным методом приготовления крупки является комбинирование пламенной печи для -расплавления с котлами для раздувкн. Расплав­ ление осуществляется в отражательных газовых печах (температура в печи ~.1000°С), где на .подине из огнеупор; ного кирпича плавится алюминий.

Чушки загружают механически через свод печи. Рас­ плавившийся алюминий поступает через летку печи по слив­ ному желобу в котел. После заполнения котла летку заде­ лывают пробкой из огнеупорной глины.

Выдувка алюминия из котлов, иропренаамьих до 850—

222

держанию железа алюминий (меньше контакт алюминия е

•поверхностью котлов) и увеличивает стоимость котлов (благодаря отсутствию перегрева).

Характеристика одной из печей для плавки алюминия:

При .производстве алюминиевой крутки необходимо строго выполнять все требования техники безопасности, так как алюминиевая пыль, взвешенная в воздухе, взрывоопасна.

Ж ЕЛЕЗНАЯ РУДД

•При производстве фар.ротитана используют железную гематнтовую руду крушюстыо не более 3 мм\ содержание

железа не менее 60%. фосфора не более 0,015%- Можно применять в качестве железосодержащего материала маг­ нитную фракцию обогащения перовокитового концентрата, а также кузнечпую окалину (табл. 120).

Таблица 120

Химический состав железосодержащих материалов, %

.Известь применяют в свежеобожженном виде с содер­ жанием СаО не менее 90% и мрупностыо не более 3,0 ж.и; применение «пушонки» ше допускается.

223

отходы

ТИТАНОВЫХ СПЛАВО В

При выплавке ферротнтапа целесообразно .использовать отходы титановых оплавов (стружку, обрезь и т. д.), скоп­ ляющиеся на заводах, обрабатывающих титан.

Использование отходов позволяет снизить себестоимость оплава, так как 1 кг отходов стоит 10—115 коп., а I кг ти­

тана в сплаве— до 10 руб. Необходимо помнить, что от­ ходы следует тщательно .проверять, так как они могут быть загрязнены остатками обрабатывающего инструмента, а также могут быть перепутаны с другими цветными метал­ лами и сплавами титана с высоким содержанием легирую­ щих элементов.

ПРОИЗВОДСТВО

ФЕРРОТИТАНА

Схема 'производства ферротитана .приведена на рис. 55. Алюмииотермичеокий метод получения ферротитана ос­ нован на восстановлении окислов Ti02, FeO, Fe20 3 и SiC>2, находящихся в ко.нцентрате, алюминием (табл. 121). Выде­ ляющегося при этом тепла вполне достаточно как для рас­ плавления и перегрева металла и шлака, так и для покры­ тия тепловых потерь .при плавке. Удельная теплота процес­ са должна равняться 580—600 ккал на 1 кг шихты (2427—

2512 кдж/кг) .

В результате процесса в плавильной шахте образуется шлак, состоящий из глинозема и окиси кальция, а также невосстановленных окислов шихты, и оплав титана с же­ лезом, алюминием и кремнием— ферротитан. Так как оплав относительно легок и некоторое количество корольков сплава, богатых титаном, запутывается в жидком шлаке, применяют осадитель, состоящий из железной руды, алю­ миния, ферросилиция и извести (табл. 122). Тяжелые ка­ пельки железа из осадителя, проходя через шлак, способ­ ствуют дополнительному осаждению корольков фарротптана из шлака в блок сплава.

224

(вотвал)

м е тал л ур ги че ски е лаводы

Рис. 55. Схема производства ферротнтана

Кислород, теряемый при восстановлении,

гавшнйся шлак должен закрывать блок оплава слоем не менее 100—150 льи;

2) полностью проплавляют шихту и затем дают осадитель, шлак не выпускают;

3) проплавляют 3/4 шихты, выпускают после 10-.«мн вы­ держки шлак, проплавляют остальную навеску шихты, да­ ют осаднтель.

'Применение электрообогрева шлака с целью более пол­ ного осаждения корольков оплава способствует снижению расхода алюминия.

Разработан новый метод выплавки' ферротитана в ка­ чающейся закрытой ванне с раздельным выпуском метал­ ла и шлака, проверенный пока в опытном производстве. Плавку ведут с нижним запалом и дачей осаднтеля. После 5—8-мин выдержки основную массу шлака выпускают. Ос­

таток шлака обрабатывают известью, подогретой до 600— 800° С, и шлак вместе с металлом выпускают в чугунные изложницы. Применяя промежуточный ковш для обработ­ ки в нем шлака и последующего его слива, можно произ­ водить разливку металла на разливочной машине. При ра­ боте этим методом производительность труда увеличивается

При .производстве ферротитана тщательно контролируют химический состав концентрата, качество его обжига, крупность алюминиевой крупки, качество извести; точность

228

РАСЧЕТ ШИХТЫ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА

Состав получаемого сплава: 27,5% Ti; 58% Fe; 6,7% Al; 4,8% Si.

Состав исходных материалов приведен в табл. 123.

ЗТЮ2 + 4А1 = ЗТi + 2А120 3

100 • 0,42 • 0,76 • 0,45 = 14,36 кг\

6ТЮ2 + 2А1 = ЗТ1.03 + А1С0 3

100 - 0,42 • 0,12 - 0, 113 = 0,57 кг;

ЗТГО. + 2А1 = ЗТЮ + А1»03

100 • 0,42 ■0, 12 ■0,225 = 1, 14 кг;

3FeO + 2А1 = Al20 3 + .3Fe

100 ■0,18 • 0,25 = 4 ,5 кг;

Fe20 3 + 2А1 = 2Fe + A120 3

100 • 0,310 • 0,337 = 10,45 кг;

3S102 + 4A1 = 3Si + 2AI2Oa

100 ■0,04 ■0,60 = 2 .4 кг.

229

Введение извести в шихту способствует более полному восста­ новлению титана, так как СаО сдвигает реакцию восстановления, связывая продукт реакции А1.03 в соединения типа CaO-AlsOa Кроме того, добавка извести снижает температуру плавления шла­

ка. Установлено, что оптимальное количество извести —20% от на­ вески алюминия, но не более 9% от веса концентрата.

Следовательно, необходимо извести

42 ,3 ■0,2 = 8 ,5 кг.

Кремнии, связывая титан в прочные силициды, способствует его более полному восстановлению из окисла. Содержание кремния в сплаве не должно быть низким во избежание неполного извле­ чения титана и повышения содержания алюминия в сплаве. Не­ обходимо поддерживать содержание кремния близким к предель­ ному для данной марки.

Вносится кремния, кг: концентратом

100 -0,04 -0,467=1 ,87

алюминием

4 2 ,3 -0 ,0 2 = 0 ,8 5 .

Необходимо добавить кремния

3,34 — 2, 72 = 0,62 кг,

или ферросилиция

0,62

0,83 кг.

0,75

230