Ferrótítanframleiðsla: hráefni, endurheimt og grunntæknilegar aðferðir

Ferrotitanium (FeTi)framleitt úr hráefnum sem innihalda títan sem, eftir afoxun, eru notuð til að framleiða málmblöndu úr járni og títan. Helstu tegundir upphafsefna erutítanjárn (ilmenít, FeTiO₃),rútíl (TiO₂)Ogtítan rusl, þar á meðal títan og títan málmblöndur eins og Ti-V-Al. Ólíkt oxíðhráefnum þarf títan rusl ekki efnafræðilega afoxun og hægt er að vinna það með bræðslu.

Val á afoxunarefni skiptir miklu máli fyrir gæði endanlegs ferrótítans.TiO₂ er efnafræðilega stöðugt oxíðÞess vegna leiða mismunandi afoxunarferli til mismunandi vara og krefjast samsvarandi ferliskilyrða.

1. Minnkun TiO₂ með kolefni

Á meðan á bata stendurTiO₂ kolefniVið háan hita er ekki hægt að fá beint títan málm. Þess í stað er það myndaðtítankarbíð (TiC).

Þess vegna getur kolefnisaðferðin leitt til þess að fáferrotitanium með hátt kolefnisinnihald. Hátt kolefnisinnihald takmarkar notkun þessa efnis í stálframleiðslu þar sem C innihald verður að vera strangt stjórnað.

Þess vegna hefur kolefnis-varmaferlið sínar takmarkanir samanborið við aluminothermic aðferðina.

2. Kísilvarmaminnkun TiO₂

BatiTiO₂ sílikoní sjálfu sér er erfitt. Hins vegar bætir viðCaO sem flæðistuðlar að lækkunarviðbrögðum.

Í þessu tilviki geta títan og sílikon myndast stöðugttítan kísilefniÞess vegna einkennist ferrótítanið sem myndast af hærra sílikoninnihaldi.

Þannig er hægt að nota kísilhitaferlið til að framleiða ferrótítan þegar ákveðið magn kísils í lokaafurðinni er ásættanlegt.

3. Aluminothermic minnkun

Áler fær um að minnka TiO₂ til að mynda títan. Hins vegar, til að hvarfið gangi vel, er mikilvægt að viðhalda réttu hlutfalli afoxunarefnis og hráefnis.

Ef magn áls er undir reiknuðu stoichiometric stigi geta myndast umtalsvert magn.TiO.

TiO er stöðugra efnasamband en TiO₂ og frekari lækkun þess með áli er erfið. Í þessu tilviki getur TiO borist inn í gjallið og haft samskipti við oxíðhluta, þar á meðalAl2O3 og SiO2.

Þess vegna er það notað í aluminothermic ferlinuCaO. Það stuðlar að myndun viðeigandi gjallkerfis og hjálpar til við að koma í veg fyrir óæskilega uppsöfnun TiO í gjallinu, á sama tíma og það stuðlar að fullkomnari endurheimt hráefnis sem inniheldur títan.

4. Af hverju er þægilegra að endurheimta ilmenít en hreint TiO₂?

Þegar verið er að bera saman mismunandi gerðir af hráefnum, mikilvægur kosturilmenít (FeTiO₃)er sú að súrvarma minnkun þess er auðveldari en minnkun hreins TiO₂.

Viðbót á CaO hefur svipuð jákvæð áhrif á ferlið, stuðlar að myndun viðeigandi gjallfasa og bætir bataskilyrði.

Þess vegnaaluminothermic lækkun á títanþykknier talin helsta iðnaðarleiðin til framleiðslu á ferrótítani.

Varan sem fæst er öðruvísilágt kolefniHins vegar getur ál- og sílikoninnihald verið hærra. Þess vegna, þegar þú velur ferrotitanium, er nauðsynlegt að taka ekki aðeins tillit til Ti innihaldsins, heldur einnig magnsins.Al, Si og Cí samræmi við kröfur tiltekinnar stáltegundar.

5. Grunnaðferðir við ferrótítanframleiðslu

Byggt á eiginleikum minnkunarviðbragða er hægt að skipta iðnaðarframleiðslu ferrótítans í fjögur meginsvið:

Aluminothermic aðferð

Notað sem afoxunarefniáli, og CaO er notað til að mynda viðeigandi gjallkerfi.

Helstu eiginleikar:

• lágt kolefnisinnihald;
• tiltölulega hátt álinnihald;
• hugsanlega aukið sílikoninnihald;
• mikið notað til að framleiða ferrótítan til stálframleiðslu.

Kísil-varma aðferð

Í þessu ferli er endurreisn framkvæmd með þátttökusílikon í rafmagnsofni. Notkun CaO stuðlar að lækkunarviðbrögðum.

Helstu eiginleiki vörunnar er hæfni til að fáferrotitanium með hátt sílikoninnihald.

Rafkolefni-varma aðferð

Notað sem afoxunarefnikolefni, og ferlið er framkvæmt við háan hita í rafmagnsofni.

Þar sem minnkun TiO2 með kolefni fylgir myndunTiC, getur lokaafurðin haft hærra kolefnisinnihald.

Endurbræðsla títan rusl

Títan rusl og úrgangur úr títan málmblöndur, þar á meðal efni byggt áTi-V-Al, þarfnast ekki oxíðskerðingar.

Slíkt hráefni er hægt að vinna meðendurbræðsla, sem gerir efnum sem innihalda títan kleift að fara aftur í framleiðsluferilinn.

6. Samanburður á helstu aðferðum

Þannig hefur val á tækni bein áhrif á efnasamsetningu ferrotitanium. Ef lágmarka þarf kolefnisinnihald getur álhitaferlið verið hagkvæmt. Ef ákveðið kísil- eða kolefnisinnihald er ásættanlegt er einnig hægt að nota aðrar aðferðir eftir því hvaða kröfur gerðar eru til lokaafurðarinnar.

7. Hvað á að leita að þegar þú velur ferrotitanium?

Fyrir stálframleiðendur er ekki nóg að taka aðeins tillit til nafnverðs títaninnihalds. Þegar ferrotitanium er keypt er nauðsynlegt að athuga alla efnasamsetningu efnisins, þar á meðal:

• Ti - títan innihald;
• Al - álinnihald;
• Si - sílikon innihald;
• C - kolefnisinnihald;
• P - fosfórinnihald;
• S - brennisteinsinnihald.

Það þarf líka að samþstærð bita, pökkunarkröfur og lotueftirlitsskilyrði.

Fyrir mikilvæga stálframleiðsluferli er mælt með því að biðja um greiningarvottorð fyrir hverja lotu til að tryggja að efnasamsetningin sé stöðug og efnið uppfyllir kröfur tiltekins stálflokks.

Niðurstaða

Framleiðslaferrotitaniumbyggt á minnkun oxíða sem innihalda títan eða vinnslu á málmtítan rusl. HegðunTiO₂í samskiptum við ýmis afoxunarefni ákvarðar það eiginleika hverrar framleiðsluleiðar.

Kolefnisskerðing framleiðirTiC, sem leiðir til aukins kolefnisinnihalds. Kísilvarmaminnkun með því að nota CaO getur leitt til myndunar ferrótítans með auknu kísilinnihaldi. Við alumothermic lækkun er stjórnun á magni áls og notkun CaO mikilvægt til að koma í veg fyrir myndun og uppsöfnun TiO í gjallinu.

Síðanilmenít (FeTiO₃)er auðveldara að minnka af áli en hreint TiO₂,aluminothermic aðferðer helsta iðnaðaraðferðin til framleiðslu á ferrótítan. Ásamt því eru þeir notaðirrafkísil-hita, rafkolefni-varma aðferðir og endurbræðsla títan rusl.

Á endanum ræðst val á framleiðsluaðferð af nauðsynlegu innihaldiTi, Al, Si og C, eiginleika hráefnisins og kröfur um lokanotkun ferrótítans.