اصل ذوب شدن شیری تیتانیوم

1اصول و جریان فرآیند ذوب شیری تیتانیوم

هسته یذوب فانوس الکتریکی برای شیری تیتانیومشامل مخلوط کردن ایلمنایت با یک عامل کاهش دهنده جامد، مانند آنتراسیت (یا کوک نفتی یا کوک) ، و وارد کردن این مخلوط به یک کوره الکتریکی برای ذوب کاهش است. در طول این فرآیند،اکسید آهن در معدن به طور انتخابی به آهن فلزی کاهش می یابد، در حالی که اکسید های تیتانیوم در زباله غنی می شوند. پس از جدا کردن زباله و آهن، زباله تیتانیوم و آهن فلزی فرعی حاصل می شود.غلظت تیتانیوم عمدتا از TiO2 و FeO تشکیل شده است، با اجزای اضافی مانند SiO2، CaO، MgO، Al2O3، و V2O5. فرآیند ذوب شامل واکنش اکسید آهن با کربن در دمای بالا،شرایط بسیار کاهش دهنده برای شکل گیری ذوب شده تیتانیوم و آهن فلزی، که سپس به دلیل تفاوت در گرانش خاص و نقطه ذوب موثر جدا می شوند. واکنش های شیمیایی شامل:

1.Fe2O3 + C = 2FeO + CO

2.FeO + C = Fe + CO

2ویژگی های اصلی ذوب کوره برق

شیری تیتانیوم با نقطه ذوب بالایی، خوردگی قوی، رسانایی بالا و افزایش ناگهانی لزگی در نزدیکی نقطه ذوب آن مشخص می شود.این خواص تحت تغییرات قابل توجهی با تغییرات در ترکیب در طول ذوب شدن قرار می گیرند.

2.1 رسانایی بالا و ویژگی های ذوب آرک باز

2.1.1 رسانایی بالا از شیری تیتانیوم

ایلمنیت در حالت ذوب خود هدایت الکتریکی قابل توجهی را نشان می دهد که از 2.0 تا 2.5 ks / m در 1500 ° C و افزایش به 5.5 تا 6.0 ks / m در 1800 ° C است.تغییر ترکیب ذوب، که منجر به کاهش محتوای FeO و افزایش TiO2 و اکسید های تیتانیوم با ارزش پایین تر می شود، که سرعت رسانایی را افزایش می دهد.سنگ تیتانیومی کانادایی سورل دارای هدایت 15-20 ks/m در 1750°C است، به طور قابل توجهی بالاتر از لاغری معمولی (100 s/m در همان دمای) و الکترولیت های یونی مانند NaCl مایع (حدود 400 s/m در 900 °C).تغییرات دمایی تأثیر کمی بر رسانایی زباله های تیتانیوم دارند، نشان دهنده ویژگی های رسانای الکترونیکی آن است.

2.1.2 ویژگی های ذوب شدن قوس باز

رسانایی بالا از لاغری تیتانیوم مشخص می کند که ماهیت ذوب قوس باز در کوره های الکتریکی، که در آن منبع اصلی گرما گرمای قوس بین انتهای الکترود و سطح حوضچه ذوب است,در مقابل، خشکی با مقاومت بالا به مقاومت گرما خشکی متکی است، که "ذوب شدن قوس غرق شده" نامیده می شود.ذوب شدن لاغری تیتانیوم ممکن است دارای ویژگی های قوس کوتاه مدت غرق شود.، اما با پیشرفت فرآیند، ذوب قوس باز غالب می شود، با گرمای قوس تا 97٪ در مراحل بعدی.

2.2 تاثیرات نقطه ذوب و ویسکوزیت بر فرآیند ذوب

2.2.1 نقطه ذوب

شیری تیتانیوم، که عمدتا از اکسید تیتانیوم تشکیل شده است، دارای نقطه ذوب بالایی از 1580 تا 1700 درجه سانتیگراد است که با افزایش محتوای TiO2 افزایش می یابد.ذوب دمای بالا نیاز به گرما متمرکز در منطقه کاهش دارد.

2.2.2 واسکوزیتی

خاشاک تیتانیوم دارای یک ویژگی خاشاک کوتاه است که در صورت ذوب شدن کامل بالاتر از نقطه ذوب آن، دارای لزگی پایین است.لزوم به شدت در نزدیکی نقطه ذوب افزایش می یابد به دلیل محدوده دمای باریک کریستالیزه، که منجر به بارش جامد بلوری می شود که ذوب را لزبین می کند و باعث کاهش جریان و تخلیه slag می شود.

2.3 فعالیت شیمیایی بالا و اثر کوره

تیتانیوم، که عمدتاً از TiO2 با اکسید تیتانیوم با ارزش بسیار پایین تر تشکیل شده است، فعالیت شیمیایی بالایی را نشان می دهد و بیشتر مواد فلزی و غیر فلزی را خورد می کند.یک لایه از زباله تیتانیوم در پوشش کوره در طول ذوب کاهش آویزان می شود.

2.4 جوشیدن ذوب شدن زباله تیتانیوم

واکنش کاهش عمدتا در سطح ذوب رخ می دهد،اما فروپاشی ناگهانی بار های جامد یا نزول آهن با کربن بالا از طریق ذوب می تواند واکنش های خشونت آمیز را در رابط آهن فلزی و سنگ شکن ایجاد کند، تولید مقادیر زیادی از گاز CO که باعث جوش و پاشیدن slag می شود. این می تواند الکترودها را غرق کند، جریان لحظه ای را افزایش دهد، باعث مدار کوتاه شود و ذوب را بی ثبات کند.تغذیه مداوم و روش های ذوب بسته می توانند جوش را کاهش دهند و شرایط کوره را ثبات دهند.

2.5 اثر عناصر ناخالصی

نقطه ذوب شیری تیتانیوم با افزایش محتوای TiO2 و درجه کاهش (نسبت Ti2O3 / TiO2) افزایش می یابد. نقطه نهایی ذوب مطلوب در حدود O / Ti = 1 است.76، جایی که سیستم دارای پایین ترین نقطه ی eutectic است. عناصر ناخالصی مانند FeO، MgO، CaO، MnO، و Al2O3 ترکیبات دوگانه و نقاط eutectic را با TiO2 تشکیل می دهند،کاهش نقطه ذوب در محدوده های خاصی از محتوایبا این حال، ناخالصی های بیش از حد کیفیت تیتانیوم را کاهش می دهد.

3شرایط و عملیات اصلی فرآیند

3.1 محتوای کربن

محتوای نظری کربن، بر اساس تبدیل تمام Fe2O3 به FeO محاسبه شده، کاهش 96% FeO به آهن فلزی، کاهش 30% TiO2 به Ti3O5و 2٪ کربوریزه شدن آهن را در استخر ذوب شده تشکیل می دهد، ۷٫۹۸٪ از معدن اضافه شده است. پودر کوک تبدیل شده ۹٫۸۵٪ از معدن اضافه شده را تشکیل می دهد، با محتوای کربن واقعی حدود ۱۲٪.

3.2 پارامترهای الکتریکی

به دلیل عدم تطابق بین کوره الکتریکی و ترانسفورمور و کوره های آزمایش محدود، ولتاژ فعلی ثانویه برای ذوب شدن در 100V تنظیم شده است.

3.3 عملیات ذوب

هر کوره با 1.49 تن از غلظت تیتانیوم شارژ می شود، با 0.78 تن به صورت مخلوط با آسفالت و پودر کوک اضافه شده و فشرده می شود.71 تن به طور متناوب در طول ذوب از طریق سوراخ الکترود اضافه شده است برای تنظیم درجه و جلوگیری از تبدیل slagهر کوره برای 180 دقیقه ذوب می شود و بین 150 تا 240 دقیقه نوسان می کند. پس از تخلیه، برق خاموش می شود و اکسیژن برای سوزاندن از طریق دهان کوره استفاده می شود.سنگ لاغری و آهن مخلوط شده و به یک سینی سنگ لاغری ریخته می شود، که یک سوراخ φ100mm در پایین برای حذف دارد، 5 تا 8 دقیقه طول می کشد. پس از جامد شدن، آهن ذوب شده به یک سینی شن ریخته می شود تا 80 تا 90 کیلوگرم آهن را تشکیل دهد. پس از تخلیه،خروجی کوره بسته شده، و حدود 60 کیلوگرم سنگ معدنی و 7 کیلوگرم پودر کوکس در امتداد سه سوراخ الکترود اضافه می شود، پس از آن ضربه زدن، اضافه کردن مواد، ضربه زدن با چکش، تخلیه الکترودها، بسته شدن سوئیچ،و فرستادن قدرت برای ذوب کوره بعدیزمان تغذیه برای کوره دوم حدود 10 تا 20 دقیقه است.

4ساختار فاز شیری تیتانیوم و معدن تیتانیوم

4.1 ساختار فاز ایلمنیت

ایلمنیت، با فرمول شیمیایی FeTiO3 و محتوای تئوریک TiO2 52.6٪، به طور معمول به عنوان FeTiO3 و ایلمنیت هوا در طبیعت یافت می شود.ایلمنیت با آب و هوا، ترکیبات مختلف فزیکی را تشکیل می دهد.، مانند بروکیت ، بروکیت اصلاح شده ، تیتانیوم سفید و روتیل ، با افزایش عمق آب و هوا و محتوای TiO2. در طول آب و هوا ، سایر ناخالصی های اکسید محلول های جامد با FeTiO3 تشکیل می دهند ،که با فرمول کلی m((Fe بیان شده است،Mg,Mn).TiO2).n((Fe,Cr,Al) 2O3) ، که در آن m + n = 1.

سنگ معدنی تیتانیوم با ارزش استخراج به سنگ معدنی و placer تقسیم می شود. سنگ معدنی، متشکل از ایلمنیت (FeTiO3) ، دارای محتوای TiO2 حدود 45-53٪ با آهن به شکل FeO، نسبت FeO / Fe2O3 بالا،محتوای بالای MgO، و ساختار معدنی متراکم. قرار دهنده، از سنگ معدنی که از آب و هوا تشکیل شده است، دارای محتوای بالا Fe2O3، نسبت کم FeO / Fe2O3، محتوای کم ناخالصی، ساختار معدنی آزاد،و حاوی TiO2 تا 95-100٪ در سنگروار روتیل.

4.2 ترکیب فاز شیری تیتانیوم

لاغری تیتانیومی که پس از ذوب الیمنیت در کوره الکتریکی تشکیل می شود، شامل دو مرحله اصلی است:

·

90 تا 95 درصد فاز تیتانیوم ساختگی: متشکل از (FeTi2O5) a ((MgTi2O5) b ((Al2TiO5) c ((MnTi2O5) d ((V2TiO5) e ((Ti3O5) f) ، که به عنوان فاز محلول جامد تیتانیت سیاه نیز شناخته می شود، که در آن a + b + c + d + e + f = 1.ترکیب معمولی زغال سنگ سورل (FeTi2O5) 0.31 ((MgTi2O5)0.30 ((Al2TiO5)0.06 ((MnTi2O5)0.008 ((V2TiO5)0.012 ((Ti3O5) 031.

·

·

۵ تا ۱۰ درصد سیلیکات در فاز شیشه ای: (Ca، Al، Mg، Fe، Ti) SiO3، با ترکیب معمول SiO2 60٪، Al2O3 18-20٪، CaO 9-10٪، MgO 1-4٪، FeO 2-4٪ و TiO2 3-4٪.

·

خاشاک تیتانیوم ذوب شده توسط کوره الکتریکی به خاشاک تیتانیوم محلول در اسید و خاشاک تیتانیوم کلراید تقسیم می شود.برای تولید دی اکسید تیتانیوم با روش اسید گوگرد استفاده می شود و دارای ویژگی های زیر است::

1.محلول بودن خوب در اسید، با نرخ اسیدولیز ≥94%

2.مقادیر مناسب ناخالصی های همذوب کننده FeO و MgO برای عملکرد خوب واکنش اسیدولیز.

3.کنترل محتوای تیتانیوم با ارزش پایین تر.

4.نجاست ها (کبريت، فسفر، کروم، وانيديوم) که به تولید دی اکسيد تيتانيوم مضر هستند نباید از استانداردها فراتر روند.

کندهای کلرید تیتانیوم که برای تولید دی اکسید تیتانیوم با روش کلرید استفاده می شود، دارای ویژگی های زیر است:

1.حاوی TiO2 بالا، معمولا ≥92%

2.محتوای CaO + MgO که در هنگام کلریناسیون چسبندگی ایجاد می کند، معمولا ≤1٪

3.توزیع اندازه ذرات که الزامات مایع سازی را برآورده می کند.

ما یک تولید کننده حرفه ای کوره های الکتریکی هستیم. برای سوالات بیشتر، یا اگر شما نیاز به کوره های قوس زیر آب، کوره های قوس الکتریکی، کوره های تصفیه قاشق، یا سایر تجهیزات ذوب،لطفاً از تماس با ما درsusan@aeaxa.com