Влияние дисперсности шихтовых материалов на процессы алюмотермии при выплавке ферротитана

Abstract

Повышения качества основного конструкционного материала (стали) достигают путем введения в расплав легирующих элементов. Одним из самых распространенных и технологически эффективных легирующих элементов является ферротитан. Качество ферротитана зависит от ряда факторов (состав и масса шихты, температура процесса, предварительный подогрев шихты, форма и удельная поверхность порошков, крупность шихтовых материалов, плотность шихты, применение подогревающих и флюсующих добавок и т. д.). Показано влияние дисперсности шихтовых материалов на процесс алюмотермического получения ферротитана. Плавки проводили в тигле высотой 400 мм, диаметром 200 мм, футерованном смесью магнезитового порошка (95 %), жидкого стекла (0,7 %) и огнеупорной глины (4,3 %). Толщина футеровки составляла 15...20 мм. Экспериментально установлено, что получение максимального выхода металла достигается при размерах частиц восстановителя, близких к таковым восстанавливаемого оксида (dAl/dок ~ 1). Показано, что переизмельчение шихтовых материалов не приводит к ожидаемому повышению выхода металла из-за увеличения поверхности реагирования. В этом случае в результате снижения газопроницаемости в процессе плавки происходили выбросы расплава, полученные образцы ферротитана были пористыми. Также в шлаке оставалось большое количество корольков металла. Установлено, что размер шихтовых материалов не должен превышать 2 мм, при этом не следует измельчать их до размера менее 0,1 мм.

The improvement of quality of basic structural material (steel) is attained by adding of alloying elements into the melt. Ferrotitanium is one of the most widely spread and technologically effective alloying element. The quality of ferrotitanium depends on some factors (composition and mass of charge, process temperature, preheating of charge, shape and specific surface of powders, size of charge materials, density of charge, application of heating and fluxing additions, etc). The effect of dispersity of charge materials on process of aluminothermic producing of ferrotitanium is shown. Melting was performed in a crucible of 400 mm height, 200 mm diameter, lined with a mixture of magnesia powder (95 %), liquid glass (0.7 %) and fire-clay (4.3 %). The lining thickness was 15...20 mm. It was found experimentally that the maximum yield of metal is attained at sizes of deoxidizer particles, close to those of recoverable oxide (dAl/dox ~ 1). It is shown that extra-refining charge materials does not lead to the expected increase in metal yield due to increase of reaction surface. In this case, due to reduction in gas permeability during melting the bursts of melt were occurred, the obtained samples of ferrotitanium were porous. A large amount of shot irons remained also in the slag. It was found that the size of charge materials should not exceed 2 mm, moreover, it is not necessary to refine them to the size of less than 0.1 mm.