Производство металлических конструкционных материалов. Казармщиков И.Т. - 87 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

дности в состав электролита вводят NaCl, CaCl
2
, KCl. Большое распространение
получил четырехкомпонентный электролит состава 10% MgCl
2
, 45% CaCl
2
, 30%
NaCl, 15% KCl с небольшими добавками NaF и CaF
2
.
Электролиз осуществляют в электролизере, футерованном шамотным
кирпичом (рисунок 46).
Анодами служат графитовые пластины, а катодамистальные пластины.
Электролизер заполняют расплавленным электролитом, через который
пропускают электрический ток. В результате разложения хлористого магния
образуются ионы хлора, которые движутся к аноду. Ионы магния движутся к
катоду и после разряда выделяются на поверхности, образуя капельки жидкого
чернового магния. Магний имеет меньшую плотность, чем электролит, поэтому
он всплывает на поверхность, откуда его периодически удаляют с помощью
вакуумного ковша. Чтобы избежать взаимодействия хлора с магнием, а также
короткого замыкания анода и катода расплавленным магнием, вверху
устанавливают специальную разделительную диафрагму.
Черновой магний содержит около 5% примесей. Поэтому его рафинируют
переплавкой с флюсами, состоящими из MgCl
2
, KCl, BaCl
2
, CaF
2
, NaCl, CaCl
2
. Для
этого черновой магний и флюс нагревают в электропечи до 700 – 750 °C и
перемешивают. В результате неметаллические примеси переходят в шлак. После
этого печь охлаждают до температуры 670 °C и магний разливают в изложницы.
8.4 Производство титана
Титан и его сплавы являются ценными конструкционными сплавами. По
сочетанию свойств они превосходят многие легированные стали и сплавы
металлов. Получение металлического титана затрудняется его очень высокой
химической активностью при повышенных температурах. Титан образует
химические соединения и твердые растворы со многими элементами. Поэтому
при производстве титана требуются особые условия, обеспечивающие
достаточную чистоту производимого металла.
Для получения титана применяют магниетермический способ, который
включает операции:
- получение титановых концентратов;
- производство титанового шлака;
- производство четыреххлористого титана;
- восстановление четыреххлористого титана магнием;
- вакуумная сепарация реакционной массы;
- плавка титановой губки в вакуумных печах.
Получение титановых концентратов. Титановые руды подвергают обо-
гащению, в результате которого получают концентраты с повышенным содер-
жанием TiO
2
. Наиболее
распространенным сырьем для получения титана являе-
тся титано-магнетитановые руды, из которых выделяют ильменитовый концен-
трат, содержащий 40 – 45% TiO
2
, 30% FeO, 20% Fe
2
O
3
и 5 – 7% пустой породы.
Производство титанового шлака. Основное назначение этого процесса
отделение оксидов железа от оксида титана. Для этого ильменитовый концент-рат
дности в состав электролита вводят NaCl, CaCl2, KCl. Большое распространение
получил четырехкомпонентный электролит состава 10% MgCl2, 45% CaCl2, 30%
NaCl, 15% KCl с небольшими добавками NaF и CaF2.
     Электролиз осуществляют в электролизере, футерованном шамотным
кирпичом (рисунок 46).
     Анодами служат графитовые пластины, а катодами – стальные пластины.
Электролизер заполняют расплавленным электролитом, через который
пропускают электрический ток. В результате разложения хлористого магния
образуются ионы хлора, которые движутся к аноду. Ионы магния движутся к
катоду и после разряда выделяются на поверхности, образуя капельки жидкого
чернового магния. Магний имеет меньшую плотность, чем электролит, поэтому
он всплывает на поверхность, откуда его периодически удаляют с помощью
вакуумного ковша. Чтобы избежать взаимодействия хлора с магнием, а также
короткого замыкания анода и катода расплавленным магнием, вверху
устанавливают специальную разделительную диафрагму.
     Черновой магний содержит около 5% примесей. Поэтому его рафинируют
переплавкой с флюсами, состоящими из MgCl2, KCl, BaCl2, CaF2, NaCl, CaCl2. Для
этого черновой магний и флюс нагревают в электропечи до 700 – 750 °C и
перемешивают. В результате неметаллические примеси переходят в шлак. После
этого печь охлаждают до температуры 670 °C и магний разливают в изложницы.


     8.4 Производство титана

     Титан и его сплавы являются ценными конструкционными сплавами. По
сочетанию свойств они превосходят многие легированные стали и сплавы
металлов. Получение металлического титана затрудняется его очень высокой
химической активностью при повышенных температурах. Титан образует
химические соединения и твердые растворы со многими элементами. Поэтому
при производстве титана требуются особые условия, обеспечивающие
достаточную чистоту производимого металла.
     Для получения титана применяют магниетермический способ, который
включает операции:
     - получение титановых концентратов;
     - производство титанового шлака;
     - производство четыреххлористого титана;
     - восстановление четыреххлористого титана магнием;
     - вакуумная сепарация реакционной массы;
     - плавка титановой губки в вакуумных печах.
     Получение титановых концентратов. Титановые руды подвергают обо-
гащению, в результате которого получают концентраты с повышенным содер-
жанием TiO2 . Наиболее распространенным сырьем для получения титана являе-
тся титано-магнетитановые руды, из которых выделяют ильменитовый концен-
трат, содержащий 40 – 45% TiO2, 30% FeO, 20% Fe2O3 и 5 – 7% пустой породы.
     Производство титанового шлака. Основное назначение этого процесса –
отделение оксидов железа от оксида титана. Для этого ильменитовый концент-рат