Koji su procesi uključeni u topljenje i lijevanje titanskih ingota?
Proces taljenja i lijevanja titanskih ingota uglavnom uključuje više faza kao što su rafiniranje sirovina, rafiniranje, priprema kalupa, vezivanje elektroda, taljenje, lijevanje, hlađenje i čišćenje. Slijede tri glavna procesa procesa taljenja i lijevanja titanskih ingota: šarža, spajanje elektroda u snopove i uvod u lijevanje:
1. Rafiniranje sirovina:
Proces taljenja i lijevanja titanskih ingota počinje rafiniranjem sirovina. Općenito govoreći, glavne sirovine su rude titana, kao što su rutil, ilmenit itd. Ove rude moraju proći kroz procese kao što su obogaćivanje rude i drobljenje kako bi se ekstrahirao titanijev dioksid (TiO2) veće čistoće.
Dobiveni titanov dioksid se rafinira u klorirani titanat visoke čistoće pomoću metoda kao što su atmosfera, otapalo ili kemijska reakcija. Ovaj proces također uključuje niz odvajanja, pročišćavanja i kemijskih reakcija kako bi se osiguralo da konačni proizvod ima potrebnu čistoću. Legura titana određuje udio elemenata legure prema sljedećim načelima:
(1) Dopušteni raspon fluktuacija elemenata legure i sadržaja nečistoća i optimalan raspon sastava potreban da bi legura dobila optimalnu izvedbu;
(2) Metoda taljenja i broj puta taljenja;
(3) Stopa gubitka pri gorenju i brzina isparavanja elemenata legure tijekom procesa vakuumskog taljenja otpada;
(4) Adicijski postupci i fizikalna svojstva elemenata legure.
Općenito govoreći, za elemente s visokom stopom gubitka paljenjem i lakim isparavanjem, njihovi udjeli komponenata trebaju biti blizu ili premašivati gornju granicu, dok za elemente koji su manje skloni gubicima isparavanjem, njihovi udjeli komponenata trebaju biti u srednjem rasponu zahtijevanog domet.
2. Inhibicija elektrodnih blokova
Priprema kalupa:
Priprema kalupa odnosi se na pripremu kalupa za lijevanje, odnosno konačni oblik titanijskog ingota. Obično to uključuje korištenje posebnih pješčanih kalupa ili drugih materijala otpornih na visoke temperature za pripremu odgovarajućeg kalupa za oblik konačnog proizvoda. Glavni zahtjevi za elektrode u topljenju potrošnog materijala su:
(1) Dovoljna snaga;
(2) Dovoljna vodljivost;
(3) Ravnost;
(4) Elementi legure u elektrodi su razumno raspoređeni;
(5) Bez vlage i zagađenja.
Postoje dvije metode za pripremu integralnih elektroda: prešanje (također se dijeli na vertikalno prešanje i horizontalno prešanje) i ekstruzija (također se dijeli na horizontalno i vertikalno). Češće korištena metoda je metoda suzbijanja.
Gustoća bloka elektrode povezana je s prešanom sirovinom. Općenito govoreći, gustoća bloka elektroda mora biti veća od 3,2 g/cm3 kako bi se zadovoljili zahtjevi taljenja. Općenito se koristi preša s tlakom od 300 do 500 MPa.
Zavarivanje sklopa elektroda je sastavljanje i zavarivanje prešanih pojedinačnih elektrodnih blokova u elektrode potrebnog poprečnog presjeka i duljine za taljenje potrošnog luka. Zavarivanje plazmom u argonskoj oklopu, zavarivanje vakuumskom plazmom i zavarivanje elektronskim snopom često se koriste u industriji. Kako bi se spriječilo miješanje uključaka visoke specifične težine, općenito se ne koristi elektrolučno zavarivanje volframom. Čistoća plina argona za zavarivanje je 99,99%.
3. Razdoblje od početka napajanja do završetka cjelokupnog taljenja punjenja (osim čvrstog lučnog mosta iznad rastaljenog bazena) naziva se faza taljenja punjenja.
U ranoj fazi taljenja, specifični otpor novododanog šarže je velik, elektrode su u izravnom kontaktu s šaržom, a šarža se zagrijava otpornom toplinom šarže. U to vrijeme ulazna struja je mala, ali relativno stabilna, a zagrijavanje otpornika dominira u tom razdoblju. Ali nije dugo trajalo. Kada se naboj ispod elektrode topi kako bi se formirala tri "bazena rastaljenog lončića", toplina luka se stvara između elektroda i "bazena rastaljenog lončića", zagrijavajući naboj, a bazen rastaljevine se postupno širi prema van sve dok se tri elektrode ne povežu. "Veliki bazen taljenja". Tijekom prijelaza iz "bazena taline u lončiću" u "veliki bazen taline", zbog redukcije neotopljenog materijala peći, njegov specifični otpor postupno postaje manji, tako da otporna toplina materijala peći postupno opada; i toplina luka između elektrode i "bazene taline u lončiću" Udio izlaza postupno raste. Oko pola sata od početka taljenja, toplina luka postaje dominantna. Gore spomenuto "prijelazno razdoblje" je nestabilno razdoblje taljenja troske s visokim sadržajem titana. Prvo, zato što se otpor linije kroz koju prolazi struja (elektroda → bazen lončića → nerastopljeni materijal peći → bazen lončića → elektroda) mijenja s vremenom; drugo, kruti materijal iznad "bazena lončića" često kolabira u rastaljeni bazen, uzrokujući burne reakcije, uzrokujući ključanje troske. Štoviše, ovaj fenomen "kolapsa materijala-vrenja troske" je nepravilan.
