Care sunt procesele implicate în topirea și turnarea lingourilor de titan?
Procesul de topire și turnare a lingourilor de titan include în principal mai multe etape, cum ar fi rafinarea materiilor prime, rafinarea, pregătirea matriței, gruparea electrozilor, topirea, turnarea, răcirea și curățarea. Următoarele sunt principalele trei procese ale procesului de topire și turnare a lingoului de titan: dozarea, gruparea electrozilor și introducerea turnării:
1. Rafinarea materiilor prime:
Procesul de topire și turnare a lingourilor de titan începe cu rafinarea materiilor prime. În general, principalele materii prime sunt minereurile de titan, cum ar fi rutilul, ilmenitul, etc. Aceste minereuri trebuie să treacă prin procese precum ameliorarea și zdrobirea minereului pentru a extrage dioxidul de titan (TiO2) cu o puritate mai mare.
Dioxidul de titan obținut este rafinat în titanat clorurat de înaltă puritate prin metode precum atmosfera, solventul sau reacția chimică. Acest proces presupune, de asemenea, o serie de separări, purificări și reacții chimice pentru a se asigura că produsul final are puritatea necesară. Aliajul de titan determină proporția elementelor de aliaj conform următoarelor principii:
(1) Intervalul de fluctuație admisibil al elementelor din aliaj și conținutul de impurități și intervalul optim de compoziție necesar pentru ca aliajul să obțină o performanță optimă;
(2) Metoda de topire și numărul de timpi de topire;
(3) Viteza de pierdere prin ardere și rata de evaporare a elementelor de aliaj în timpul procesului de topire a deșeurilor în vid;
(4) Metode de adunare și proprietăți fizice ale elementelor din aliaj.
În general, pentru elementele cu viteză mare de pierdere la aprindere și volatilizare ușoară, proporțiile componentelor lor ar trebui să fie apropiate sau să depășească limita superioară, în timp ce pentru elementele care sunt mai puțin predispuse la pierderi prin volatilizare, proporțiile componentelor lor ar trebui să fie în intervalul mediu al necesarului. gamă.
2. Inhibarea blocurilor de electrozi
Pregatirea matritei:
Pregătirea matriței se referă la pregătirea matriței pentru turnare, adică forma finală a lingoului de titan. În mod obișnuit, aceasta implică utilizarea formelor speciale de nisip sau a altor materiale rezistente la temperaturi ridicate pentru a pregăti matrița potrivită pentru forma produsului final. Principalele cerințe pentru electrozi în topirea consumabilelor sunt:
(1) Rezistență suficientă;
(2) Conductivitate suficientă;
(3) Corectitudine;
(4) Elementele de aliaj din electrod sunt distribuite rezonabil;
(5) Fără umiditate și poluare.
Există două metode de pregătire a electrozilor integrali: presare (de asemenea, împărțită în presare verticală și presare orizontală) și extrudare (împărțită și în orizontală și verticală). Metoda mai des folosită este metoda suprimarii.
Densitatea blocului de electrozi este legată de materia primă presată. În general, densitatea blocului de electrozi trebuie să fie mai mare de 3,2 g/cm3 pentru a îndeplini cerințele de topire. În general, se folosește o presă cu o presiune de 300 până la 500 MPa.
Sudarea ansamblului de electrozi constă în asamblarea și sudarea blocurilor cu un singur electrod presat în electrozi cu secțiunea transversală și lungimea necesară pentru topirea cu arcul consumabil. Sudarea cu plasmă ecranată cu argon, sudarea cu plasmă în vid și sudarea cu fascicul de electroni sunt adesea folosite în industrie. Pentru a preveni amestecarea incluziunilor cu greutate specifică ridicată, sudarea cu arc de tungsten nu este în general utilizată. Puritatea gazului argon pentru sudare este de 99,99%.
3. Perioada de la începutul alimentării cu energie și până la finalizarea întregii topiri a încărcăturii (cu excepția podului cu arc solid deasupra bazinului topit) se numește stadiul de topire a sarcinii.
În stadiul incipient al topirii, rezistența specifică a încărcăturii nou adăugate este mare, electrozii sunt în contact direct cu sarcina, iar sarcina este încălzită de căldura de rezistență a încărcăturii. În acest moment, curentul de intrare este mic, dar relativ stabil, iar încălzirea rezistenței domină în această perioadă. Dar nu a durat mult. Când încărcătura de sub electrod se topește pentru a forma trei „bazine topite de creuzet”, se generează căldură de arc între electrozi și „bază de topire a creuzetului”, încălzirea încărcăturii, iar bazinul de topire se extinde treptat spre exterior până când cei trei electrozi sunt conectați. „Big Melt Pool”. În timpul trecerii de la „bazinul topit cu creuzet” la „bazinul topit mare”, datorită reducerii materialului cuptorului netopit, rezistența sa specifică devine treptat mai mică, astfel încât căldura de rezistență a materialului cuptorului scade treptat; iar căldura arcului dintre electrod și „bazinul topit al creuzetului” Proporția de ieșire crește treptat. La aproximativ o jumătate de oră de la debutul topirii, căldura arcului devine dominantă. „Perioada de tranziție” menționată mai sus este o perioadă instabilă de topire a zgurii cu conținut ridicat de titan. În primul rând, deoarece rezistența liniei prin care trece curentul (electrod → bazin creuzet → material cuptor netopit → bazin creuzet → electrod) se modifică în timp; în al doilea rând, materialul solid de deasupra „bazinului creuzet” se prăbușește adesea în bazinul topit, provocând reacții violente, provoacă fierberea zgurii. Mai mult, acest fenomen de „colaps material-fierberea zgurii” este neregulat.
