Ferotitanas gaminamas aliuminoterminės redukcijos būdu, kai pačios reakcijos metu išsiskirianti šiluma ištirpdo krūvį ir atskiria metalą nuo šlako. Kadangi procesas vyksta pagal savo šiluminį biudžetą, atkūrimo greitis, ty įkrautų titano vienetų dalis, kuri faktiškai atsiskaito su lydiniu, labiau nei bet kuris kitas kintamasis lemia operacijos ekonomiką. Žemiau esančios svirtys yra tos, kurios ją judina.
Pašarų pasirinkimas: koncentratas, rutilas ir rūdos tipas
Aukštesnės kokybės pašaras elgiasi geriau. Rutilas, kuriame yra daugiau nei 90 % titano dioksido, ir titano koncentratas, kuriame yra daugiau kaip 50 % titano dioksido, suteikia žymiai didesnį išgaunamumą nei žemesnės kokybės alternatyvos, nes reikia išlydyti ir atskirti mažiau dumblių.
Rūdos rūšis yra svarbi tiek pat, kiek klasė. Aliuvinė, vietinio tipo rūda redukciniame etape paprastai reaguoja geriau nei pirminė panašaus laipsnio kietojo{1}}uolienų rūda.
Koncentrate esančių geležies oksidų forma turi įtakos skrudinimo reakcijai prieš redukciją. Didesnė geležies oksido dalis, palyginti su geležies oksidu, pagerina paruošimą ir sukuria geresnius techninius ir ekonominius rodiklius.
Mišinio stabilumas yra būtinas. Atsigavimas sumažėja, kai pašarų sudėtis keičiasi iš vienos partijos į kitą, nes aliuminio įkrova negali būti suderinta su judančiu taikiniu.
Pašarų ir reduktoriaus dalelių dydis
| Medžiaga | Praktiško dydžio juosta | Dreifo už juostos ribų pasekmė |
|---|---|---|
| Rutilas | Nuo 100 iki 160 akių | Per smulkus, jis nuskrenda ir padidina nuostolius; per grubus, aliuminoterminė reakcija yra neišsami |
| Titano koncentratas | Nuo 40 iki 100 akių | Už juostos sumažinimas yra netolygus, o titano regeneracija sumažėja |
| Aliuminio granulės | 98 % Al ar aukštesnės klasės, atitinkančios mišinį | Per grubus, mažas paviršiaus plotas ir lėta sąsajos reakcija; per smulkus, degimo nuostoliai ir aliuminio oksido perteklius šlakuose |
Aliuminio dalelių dydis nusipelno ypatingo dėmesio. Stambios granulės turi mažą paviršiaus plotą, todėl sąveikos reakcija trunka ilgiau, šiluma nėra efektyviai surenkama, o šlakas ir metalas prastai atsiskiria, todėl šlakuose lieka geležies. Per-smulkios granulės plaka ir dega, nespėjusios sureaguoti, o jų generuojamas papildomas aliuminio oksidas sunaudoja aliuminį, kuriame turėtų būti mažiau titano, todėl įkrovos centre trūks aliuminio.
Maišymo santykis ir skrudinimo režimas
Titano koncentrato ir rutilo santykio palaikymas artimas 3,5:1 yra praktiškas būdas subalansuoti titano rūšį, apkrovą ir šilumos išsiskyrimą viename mišinyje. Nukrypstant nuo šio santykio, pasikeičia ir šlakas, ir sumažinimui skirta jautri šiluma, todėl ji turėtų būti tikslingai koreguojama ir registruojama atsižvelgiant į regeneravimo rezultatą.
Skrudinimas yra kita ruošimo pusė. Darbinis diapazonas yra maždaug 750–850 laipsnių Celsijaus temperatūros langas, o išlikimo laikas nuo trijų iki penkių valandų; skrudinant per vėsiai arba per trumpai, įkrova neparengta-, sumažėja vieneto šiluminis efektas ir neleidžiama redukcijos reakcijai vykti iki galo, o tai sumažina regeneraciją.
Įrenginio šilumos balansas: pagrindinė valdymo kilpa
Įkrovos šiluminis efektas susideda iš dviejų komponentų. Cheminės reakcijos šiluma gaunama iš titano koncentrato, rutilo, kalio chlorato ir aliuminio granulių ir priklauso nuo jų rūšies ir dozės. Fizinė šiluma pernešama naudojant iš anksto-skrudintą įkrovą. Gamybos patirtis rodo du skirtingus gedimo būdus:
Įrenginio šiluma per maža: redukcijos reakcija vyksta vangiai, šlako judrumas prastas, titano{0}}guolius turintys metaliniai rutuliukai lieka įstrigę šlakuose, o šlakas ir geležis blogai išsiskiria, todėl prarandama didesnė įkrovos dalis.
Vieneto šiluma per aukšta: reakcija tampa smarki, šlakas susikaupia ir purslai, medžiaga išmetama iš tiglio, o mažėjant produkto vertei didėja nuostoliai ir sąnaudos.
Todėl tikslas yra stabili, gerai{0}}valdoma reakcija, kuri yra pakankamai karšta, kad išliktų šlako skystis, bet ne tokia karšta, kad išsitaškytų. Temperatūra prieš skrudinimą, aliuminio dozavimas ir chlorato pridėjimas yra trys rankenos, naudojamos šiam balansui išlaikyti.
Kaip ferosilicio priedas pagerina atsigavimą
Pridėjus ferosilicio, į krūvį patenka silicis, kuris jungiasi su titanu ir sudaro titano silicidus, tokius kaip Ti5Si3. Šie junginiai riboja aliuminio -titano junginių susidarymą, todėl lydinyje sulaikoma mažiau aliuminio, o likusiems titano oksidams sumažinti lieka daugiau. Rezultatas yra geresnis aliuminio panaudojimas ir didesnis titano išgaunamas kiekis, todėl silicio-guolio priedas traktuojamas kaip proceso kontrolės priemonė, o ne kaip paprastas legiravimo šaltinis.
Praktinio tobulinimo kontrolinis sąrašas
Patikrinkite ir įvertinkite visus gaunamus koncentratus ir rutilą ir atmeskite{0}}specifikacijų partijas, kol jie susimaišys.
Laikykite rutilą nuo 100 iki 160 akių, o titano koncentratą - nuo 40 iki 100 akių, ir kiekvieną pamainą patikrinkite ekrano analizę.
Naudokite aliuminio granules, kurių sudėtyje yra 98 % Al ar daugiau, kurių dydis yra toks, kad reakcijos greitis ir degimo nuostoliai išliktų pusiausvyroje.
Koncentrato ir rutilo santykį palaikykite artimą 3,5:1 ir registruokite kiekvieną nuokrypį, kad neatsigautumėte.
Kontroliuokite skrudinimą 750–850 laipsnių Celsijaus temperatūroje nuo trijų iki penkių valandų ir įrašykite tikrąjį profilį, o ne nustatytą tašką.
Stebėkite įrenginio šilumos įvedimą ir registruokite šlako būklę, purslų ir šlako metalo atskyrimą kiekvieną kartą, kad tendencijos būtų matomos prieš atsigavimą.
Dažnai užduodami klausimai
Kl.: Kas valdo fero-titano atkūrimo greitį?
Pašarų rūšis ir rūdos tipas, pašarų ir redukcijos dalelių dydis, koncentrato ir rutilo mišinio santykis, skrudinimo režimas ir, svarbiausia, įkrovos šilumos balansas.
Kl .: kokiai rutilo klasei teikiama pirmenybė?
Pirmenybė teikiama rutilai, kurių sudėtyje yra daugiau nei 90 % titano dioksido, kartu su titano koncentratu, kurio sudėtyje yra daugiau kaip 50 % titano dioksido, nes reikia išlydyti ir atskirti mažiau nuosėdų.
Kl .: koks turėtų būti rutilo ir koncentrato dalelių dydis?
Rutilas paprastai laikomas 100–160 akių, o titano koncentratas – 40–100 akių; per smulkus padidina skrydžio nuostolius, o per grubus reakcija palieka nebaigtą.
K: Kokia skrudinimo temperatūra ir laikas naudojama?
Maždaug 750–850 laipsnių Celsijaus 3–5 valandas, kad įkrovimas būtų visiškai paruoštas ir įrenginio šiluminis efektas būtų pakankamai didelis, kad sumažintų.
Kl.: Kodėl į ferotitano krūvį reikia pridėti ferosilicio?
Silicis jungiasi su titanu kaip silicidai, pvz., Ti5Si3, kuris slopina aliuminio -titano junginių susidarymą, pagerina aliuminio panaudojimą ir padidina titano atgavimą.
Kl .: Kas atsitiks, jei įrenginio šiluma per maža?
Reakcija tampa vangi, šlako sklandumas krenta, titano{0}}guolius turintys metaliniai rutuliukai lieka įstrigę šlake, o šlako metalo atsiskyrimas pablogėja, todėl atsigavimas sumažėja.
Kl .: Kaip sumažinti aliuminio suvartojimą?
Naudojant tinkamo dydžio 98 % Al arba geresnes granules, stabilizuojant mišinio santykį ir pridedant ferosilicio, kad būtų sunaudojama mažiau aliuminio formuojant intermetalinius junginius.
