Ferotitano gamyba: žaliavos, regeneravimas ir pagrindiniai technologiniai metodai

Ferotitanas (FeTi)gaminamas iš titano turinčių žaliavų, kurios po redukavimo naudojamos geležies ir titano lydiniui gaminti. Pagrindiniai pradinių medžiagų tipai yratitano geležies rūda (ilmenitas, FeTiO₃),rutilas (TiO₂)Irtitano laužas, įskaitant titaną ir titano lydinius, tokius kaip Ti-V-Al. Skirtingai nuo oksidinių žaliavų, titano laužui nereikia cheminio redukavimo ir jį galima apdoroti lydant.

Redukuojančios medžiagos pasirinkimas yra labai svarbus galutinio ferotitano kokybei.TiO₂ yra chemiškai stabilus oksidasTodėl skirtingi redukcijos procesai lemia skirtingus produktus ir reikalauja atitinkamų proceso sąlygų.

1. TiO₂ redukcija anglimi

Atsigavimo metuTiO₂ anglisEsant aukštai temperatūrai, neįmanoma tiesiogiai gauti titano metalo. Vietoj to jis susidarotitano karbidas (TiC).

Todėl anglies metodas gali padėti gautiferotitanas su dideliu anglies kiekiu. Didelis anglies kiekis riboja šios medžiagos naudojimą plieno gamybos procesuose, kur C kiekis turi būti griežtai kontroliuojamas.

Štai kodėl anglies{0}}terminis procesas turi savo apribojimų, palyginti su aliuminoterminiu metodu.

2. TiO₂ šiluminis redukcija siliciu

AtsigavimasTiO₂ silicissavaime yra sunku. Tačiau pridedantCaO kaip srautasskatina redukcijos reakciją.

Tokiu atveju titanas ir silicis gali susidaryti stabiliaititano silicidaiTodėl gautas ferotitanas pasižymi didesniu silicio kiekiu.

Taigi terminis silicio procesas gali būti naudojamas ferotitanui gaminti, kai tam tikras silicio kiekis galutiniame produkte yra priimtinas.

3. Aliuminioterminis redukcija

Aliuminisgalintis redukuoti TiO₂, kad susidarytų titanas. Tačiau norint, kad reakcija vyktų sėkmingai, svarbu išlaikyti teisingą reduktorių ir žaliavų santykį.

Jei aliuminio kiekis yra mažesnis už apskaičiuotą stechiometrinį lygį, gali susidaryti dideli kiekiai.TiO.

TiO yra stabilesnis junginys nei TiO₂, ir toliau jį redukuoti aliuminiu sunku. Tokiu atveju TiO gali patekti į šlaką ir sąveikauti su oksido komponentais, įskaitantAl2O3 ir SiO₂.

Todėl aliuminoterminiame procese jis naudojamasCaO. Jis skatina tinkamos šlako sistemos susidarymą ir padeda išvengti nepageidaujamo TiO kaupimosi šlake, kartu skatina pilnesnį titano turinčių žaliavų atgavimą.

4. Kodėl ilmenitą patogiau atkurti nei gryną TiO₂?

Lyginant skirtingų tipų žaliavas, svarbus pranašumasilmenitas (FeTiO₃)yra tai, kad jo aliuminoterminis redukcija yra lengvesnė nei gryno TiO₂ redukcija.

Panašiai teigiamą poveikį procesui daro ir CaO pridėjimas, skatinantis atitinkamos šlako fazės susidarymą ir gerinant regeneravimo sąlygas.

Štai kodėlaliuminoterminis titano koncentrato redukcijayra laikomas pagrindiniu pramoniniu būdu ferotitano gamybai.

Gautas produktas yra kitoksmažai anglies dioksidotačiau aliuminio ir silicio kiekis gali būti didesnis. Todėl renkantis ferotitaną būtina atsižvelgti ne tik į Ti kiekį, bet ir į lygiusAl, Si ir Cpagal konkrečios plieno rūšies reikalavimus.

5. Pagrindiniai ferotitano gamybos būdai

Atsižvelgiant į redukcijos reakcijų ypatybes, pramoninę ferotitano gamybą galima suskirstyti į keturias pagrindines sritis:

Aliuminioterminis metodas

Naudojamas kaip reduktoriusaliuminio, o tinkama šlako sistemai suformuoti naudojamas CaO.

Pagrindinės savybės:

• mažas anglies kiekis;
• santykinai didelis aliuminio kiekis;
• galbūt padidėjęs silicio kiekis;
• plačiai naudojamas ferotitanui gaminti plieno gamybai.

Elektrosilicio-terminis metodas

Šiame procese restauravimas atliekamas dalyvaujantsilicis elektrinėje krosnyje. CaO naudojimas skatina redukcijos reakciją.

Pagrindinė produkto savybė yra galimybė gautiferotitanas su dideliu silicio kiekiu.

Elektroanglies-terminis metodas

Naudojamas kaip reduktoriusanglies, o procesas atliekamas aukštoje temperatūroje elektrinėje orkaitėje.

Kadangi TiO₂ redukciją anglimi lydi susidarymasTiC, galutiniame produkte gali būti didesnis anglies kiekis.

Perlydomas titano laužas

Titano laužas ir titano lydinių atliekos, įskaitant medžiagas, kurių pagrindą sudaroTi-V-Al, nereikia redukuoti oksidų.

Tokias žaliavas galima perdirbtiperlydant, kuri leidžia titano turinčias medžiagas grąžinti į gamybos ciklą.

6. Pagrindinių metodų palyginimas

Taigi, technologijos pasirinkimas tiesiogiai veikia ferotitano cheminę sudėtį. Jei anglies kiekį reikia sumažinti iki minimumo, aliuminoterminis procesas gali būti naudingas. Jei tam tikras silicio arba anglies kiekis yra priimtinas, gali būti naudojami ir kiti metodai, atsižvelgiant į galutiniam produktui keliamus reikalavimus.

7. Į ką atkreipti dėmesį renkantis ferotitaną?

Plieno gamintojams nepakanka atsižvelgti tik į vardinį titano kiekį. Perkant ferotitaną, būtina patikrinti visą medžiagos cheminę sudėtį, įskaitant:

• Ti - titano kiekis;
• Al - aliuminio kiekis;
• Si - silicio kiekis;
• C - anglies kiekis;
• P - fosforo kiekis;
• S - sieros kiekis.

Taip pat būtina susitartigabalų dydis, pakuotės reikalavimai ir partijos kontrolės sąlygos.

Esant svarbiems plieno gamybos procesams, rekomenduojama prašyti kiekvienos partijos analizės sertifikato, kad būtų užtikrinta, jog cheminė sudėtis yra stabili ir medžiaga atitinka konkrečios plieno rūšies reikalavimus.

Išvada

Gamybaferotitanoremiantis titano turinčių oksidų atgavimu arba metalo titano laužo perdirbimu. ElgesysTiO₂sąveikaudamas su įvairiais reduktoriais, lemia kiekvieno gamybos būdo charakteristikas.

Anglies dioksido mažinimas sukuriaTiCo tai padidina anglies kiekį. Silicio terminis redukcija naudojant CaO gali sukelti ferotitano susidarymą su padidintu silicio kiekiu. Aliuminoterminėje redukcijoje svarbu kontroliuoti aliuminio kiekį ir naudoti CaO, kad būtų išvengta TiO susidarymo ir kaupimosi šlakuose.

Kadangiilmenitas (FeTiO₃)aliuminis redukuojamas lengviau nei grynas TiO₂,aliuminoterminis metodasyra pagrindinis pramoninis ferotitano gamybos būdas. Kartu su juo jie naudojamielektrosilicio-terminiai, elektrokarboniniai-terminiai metodai ir titano laužo perlydymas.

Galiausiai gamybos būdo pasirinkimą lemia reikiamas turinysTi, Al, Si ir C, žaliavos charakteristikos ir galutinio ferotitano naudojimo reikalavimai.