Производство черных и цветных металлов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
льшого количества тепла и в реакторе поддерживается необходимая температура 800 - 900С без дополнительного нагрева за iет регулирования скорости подачи TiCl4. Частицы восстановленного титана спекаются в пористую массу (титановая губка), пропитанную магнием и хлористым магнием. Расплав хлористого магния периодически удаляют через патрубок в дне реактора. В промышленных реакторах (емкостью до 2 т) получают титановую губку, содержащую до 60% Ti, 30 /o Mg и 10 % MgCl2.
Рафинирование титановой губки производят методом вакуумной дистилляции. Крышку охладившейся реторты снимают и вместо нее устанавливают водоохлаждаемый конденсатор; затем реторту снова устанавливают в печь. Дистилляция проводится при 950 - 1000С и вакууме около 10-3мм рт. ст. Примеси титановой губки Mg и MgCl2 расплавляются, частично испаряются и затем выделяются в конденсаторах. Получаемый оборотный магний возвращается в производство, MgCl2 используют для производства магния.
Получение титановых слитков. Титановые слитки получают переплавкой титановой губки в вакуумных электрических дуговых печах. Расходуемый электрод изготавливают прессованием из измельченной титановой губки. Электрическая дуга горит между расходуемым электродом и ванной расплавленного металла, постепенно заполняющего изложницу, затвердевающего и образующего слиток. Наличие вакуума предохраняет металл от окисления и способствует его очистке от поглощенных газов и примесей. Для получения слитков может быть использована дробленая титановая губка, загружаемая в печь дозатором. В этом случае дуга горит между расплавленным металлом и графитовым электродом, поднимаемым по мере заполнения изложницы металлом. Для обеспечения высокого качества слитков плавку повторяют два раза. При второй плавке расходуемым электродом служит слиток, полученный при первой плавке.
Титановые сплавы выплавляют в электрических дуговых вакуумных печах, аналогичных применяемым для переплавки титановой губки. В качестве шихтовых материалов используют титановую губку и легирующие элементы в соответствии с заданным химическим составом сплава. Из шихты прессованием при 280 - 330С изготавливают переплавляемый (расходуемый) электрод. Плавку ведут в вакууме или в атмосфере аргона. Перед началом плавки на поддон в качестве затравки насыпают слой стружки из сплава такого же состава. Для более равномерного распределения легирующих элементов в сплаве полученный слиток переплавляют вторично.
Натриетермический способ получения титана отличается от магниетермического тем, что титан из TiCl4 восстанавливают металлическим натрием. Этот процесс проводят при относительно невысокой температуре, и титан в меньшей степени загрязняется примесями. Вместе с тем натриетермический способ технически более сложен.
Кальциееидридный способ основан на том, что при взаимодействии двуокиси титана TiO2 с гидридом кальция СаН2 образуется гидрид титана ТiH2, из которого затем выделяется металлический титан. Недостаток этого способа состоит в том, что получаемый титан сильно загрязнен примесями.
Иодидный способ применяют для получения небольших количеств титана очень высокой чистоты, до 99,99%.
Он основан на реакции Ti+2I2 TiI4, которая при 100 - 200 С идет слева направо (образование Til4), при 1300 - 1400 С в обратном направлении (разложение ТiI4).
Рафинируемую титановую губку помещают в реторту и нагревают до 100 - 200С; внутрь реторты вводят и разбивают ампулу с йодом, взаимодействующим с титаном по реакции Ti+2I2 TiI4. Разложение TiI4 Ti+2I2 и выделение титана происходит на титановых проволоках, натянутых в реторте, нагретых до 1300 - 1400С пропусканием тока.
Порошковая металлургия - малотоннажное производство с большой перспективой. Среди многообразных способов обработки металлов порошковая металлургия занимает свое особое место, так как позволяет получать не только изделия различных форм и назначений, но и создавать принципиально новые материалы, которые другим путем получить достаточно сложно.
Устойчивый спрос на изделия из медных порошков наблюдается в машиностроении, автопроме, электротехнической промышленности, производстве нефтегазового оборудования, запорной арматуры и бытовой техники. У материалов, изготовленных методом порошковой металлургии, можно получить широчайший диапазон свойств, порой уникальных. К примеру, можно регулировать физические, механические, электрические, магнитные и др. свойства производимой продукции. И как показывает практика, эта продукция обладает высокими эксплуатационными характеристиками и более низкой себестоимостью в сравнении с аналогами, полученными методами литья, механической обработки, вырубки и, соответственно успешно конкурируют с ними. Есть целый ряд материалов и изделий, которые вне технологии порошковой металлургии не получить никаким другим способом, например, пористые бронзо-графиты и дисперсно-упрочненные композиционные материалы.
Неоспоримое, и, пожалуй, наиболее важное преимущество порошковой металлургии - это экономия металла. Например, при литье, мехобработке, вырубке из проката и прутковых заготовок коэффициент использования металла составляет от 30-60%, а у изделий из порошков он превышает 90%. Арифметика тут простая, чем больше объем производимой продукции, тем выше экономия.
Поэтому сегодня порошковая металлургия прочно занимает свою индивидуальную рыночную нишу и в России, и за рубежом. По прогнозам, емкость российского рынка порошковых изделий на медной основе составляет