О

Рис. 4. Схема установки для получения титановой губки магниетермическим способом:

а  аппарат для восстанов­ления TiCl₄; б  аппарат отгон­ки магния и его хлорида из ти­тановой губки;

1  Реторта; 2  электропечь; 3  крышка;

4  Патрубок для подвода аргона; 5  патрубок для подачи TiCl4; 6  патрубок для откач­ки воздуха;

7  электронагре­ватель; 8  датчики для изме­рения температуры; 9  кана­лы для обдува реторты возду­хом; 10  слив MgCl₂; 11  решетка; 12  продукты реак­ции восстановления; 13  уп­лотняющие прокладки; 14  тепловые экраны; 15  конден­сатор; 16  конденсат; 17  патрубок к вакуумной системе

чищенный четыреххлористый титан TiCl₄ представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, содержащию не более 0,01 % элементов: железа, ванадия или кремния.

• Восстановление титана обычно производят с помощью магния в спе­циальных реакторах (рис. 4.1.). Реактор представляет собой герметич­ную реторту из коррозионностойкой стали, имеющую систему слива хлористого магния и помещенную в шахтную электропечь.

В реторту загружают слитки чистого магния, затем ее герметизируют, откачивают воздух, заполняют очищенным аргоном и помещают в печь. При темпе­ратуре около 700 °С магний расплавляется, после чего температуру в реакторе доводят до 800 °С и подают жидкий очищенный четыреххло­ристый титан, который взаимодействует с магнием по реакции:

TiCl₄ + 2Mg = Ti + 2MgCl₂ + Q.

Процесс идет с выделением тепла, поэтому электрообогрев выклю­чают. Температуру в реторте регулируют подачей четыреххлористого титана и обдувом воздуха от вентилятора. Температура не должна пре­вышать 950  1000 °С, так как иначе может начаться взаимодействие титана со стальными стенками реторты. Образующийся жидкий хлори­стый магний периодически сливают.

Восстановленный титан выделяется на стенках реактора в виде губ­чатой массы, пропитанной хлористым магнием и магнием. Она содер­жит около 55  60 % Ti, 25  30 % Mg, 10  15 % MgCl₂.

Для ра­финирования губчатой массы реторту вакуумируют при температуре 900  950 °С в течение 25  40 ч и проводят отгонку паров примесей магния и хлористого магния, которые осаждаются в конденсаторе. Затем реторту охлаждают и извлекают из нее титановую губку. Полученная титановая губка  это пористая масса серого цвета с развитой поверх­ностью, легко поглощающая кислород, азот и пары воды.

Титановая губка более высокого качества получается при использо­вании натрия в качестве восстановителя.

• Переплав титановой губки производят в вакуумных электрических дуговых печах с расходуемым электродом, который получают прессова­нием из измельченной титановой губки. Материал тигля может загряз­нять титан, поэтому плавку ведут в водоохлаждаемой медной излож­нице. Быстро затвердевая на стенках тигля, титан не сплавляется с медью. Электрическая дуга горит между расходуемым электродом и жидкой ванной расплавленного металла и постепенно оплавляет элект­род. Для улучшения качества металла производят двойную переплавку. При второй плавке в качестве расходуемого электрода используют сли­ток первой плавки.

В ывод: Применяемые в промышленности стали и чугуны отличаются по строению, а значит и по свойствам, что учитывается в их классификации и маркировке, по которой можно судить о свойствам сплавов.

Заключение.

Таким образом, в данной лекции изучены общие вопросы промышленного получения железоуглеродистых сплавов, их классификация и маркировка.