ВЫПЛАВКА ТИТАНОВЫХ ШЛАКОВ
Эту восстановительную плавку проводят в трехэлектродных круглых электропечах мощностью 3,5—20 MB А, по устройству сходных с применяемыми для плавки никеля, электротермии цинка или сталеплавильными. Температура передела 1650— 1750° С Среда должна быть умеренно-восстановительной, угольная футеровка непригодна. Подину выкладывают притертым магнезитовым кирпичом, стены защищают гарниссажем из тугоплавкого шлака, накопленным по особому режиму. Чугун выпускают через летку, поднятую над подом на 400 мм, шлак — через шлаковую летку, иногда — вместе с чугуном.
Шихту готовят из концентрата (—3 мм) и антрацита или газового угля (—0,5 мм), в которых золы не должно быть больше соответственно 10 и 4%. После перемешивания со связующим — сульфит — целлюлозным щелоком в обогреваемом смесителе шихту брикетируют на валковых прессах. Брикеты теплопроводнее порошка и снижают вынос пыли, но изготовление их обходится дорого, поэтому иногда они составляют только часть загрузки, дополняемую порошком или окатышами.
Задача плавки — получить богатый титановый шлак и чугун, переход железа в который ограничивают: FeO единственное вещество, позволяющее получить умеренно вязкий шлак, при недостатке его потребовался бы излишний перегрев. Чтобы избежать разбавления шлака и лишних расходов, флюсы применяют редко. В отличие от цветной и черной металлургии здесь над чугуном получается сплав титанатов, а не силикатов. Титанаты железа более легкоплавки, чем окислы титана, особенно ильменит (1400°С) и Fe2Ti04 (1395°С), они в основном и снижают вязкость шлака.
Восстановление FeO и ТіО до металла можно записать в общем виде уравнением, из которого легко получить:
Распределение железа и титана между чугуном и шлаком — функция разности сродства этих металлов к кислороду и зависит от парциального давления окиси углерода в порах шихты, определяемого расходом восстановителя и температурой. В действительности равновесие не достигается из-за быстрого восстановления железа, накопления чугуна в начале передела и недостатка времени для последующего выравнивания состава фаз.
Плавку ведут периодически либо непрерывно, в первом случае в шлаках удается оставить всего 5% окиси железа, а во втором 8—15%; непрерывный передел производительнее и полнее автоматизирован.
Для увеличения проплава и снижения расхода энергии шихту предварительно подогревают в трубчатых печах, сжигая мазут или газ. При этом на 1т шлака суммарно затрачивают 1750 кВт•ч. Пример состава чугуна и шлака в округленных цифрах дан ниже, % :
Элемент …. Ті Fe Si Мn СаО Аl2O3 MgO C
Шлак….. 48(80% ТiO2) 2 1,5 1,0 2,5 3,0 2,5
Чугун….. 0,5 98 0,5 0,1 — — — 2,0
Статья на тему Выплавка титановых шлаков