§ 5. Металлотермический способ производства ферротитана

Ферротитан используют для раскисления и легиро­вания стали. Шихтовыми материалами служат ильмени – товый концентрат, содержащий 50—60 % TiO2 и 40—

Та

P

S

1

К-

CL

Л

EzzB

ШШ

Рис. 114. Шахта для плавки ферротитаиа:

/ — засыпка; 2 — шахта; 3—под­дон

50% (Fe0+Fe203), в качест­ве восстановителя применяют алюминий в виде порошка с зернами <2 мм, железную ру­ду, мелкую известь. Плавку ведут в чугунной разъемной шахте, показанной на рис. 114. Шахту устанавливают на под­дон-тележку. На дно засыпа­ют и утрамбовывают слой маг­незитового порошка. Внутрь вставляют цилиндр из кровель­ного железа. Зазор между ци­линдром и шахтой засыпают магнезитовым порошком. Те­лежку закатывают в запальную камеру, снабженную вентиляцией. Около 200 кг шихты из бункера засы­пают в шахту через лоток. Зажигают шихту запаль­ной смесью, состоящей из магниевой стружки и селит­ры. Смесь помещают в лунку в центре засыпанного слоя шихты и зажигают при помощи электрической искры. От тепла сгорающей запальной смеси начинается экзо­термический процесс восстановления сначала близлежа­щей шихты, а от нее воспламеняется шихта и по всей шахте. Из бункера в шахту равномерно подсыпают ос­тальную шихту. Плавление 4 т шихты длится 12—15 мин.

ОаА. оуо

Во время плавки происходят реакции: ТЮ2+4/з Al = = 3Ti+2/3 Al2O3-195,5 кДж; Fe203+2Al = 2Fe+Al2O3- —846,4 кДж. Выделяющаяся при восстановлении окси­дов титана и железа теплота, а также подогрев шихты до 200 0C обеспечивают необходимую температуру для образования жидкого шлака. Корольки восстановленно­го металла имеют возможность пройти сквозь слой шла­ка и собраться в блок на дне шахты. Тугоплавкий шлак содержит 70 % Al2O3. По окончании плавки на поверх­ность шлака дают термитную осадительную смесь из железной руды, алюминиевого порошка, ферросилиция и извести. Дополнительное тепло от взаимодействия ок­сидов руды и восстановителей разжижает шлак. Запу­тавшиеся в шлаке корольки ферротитана получают до­полнительную возможность осесть на дно, присоединить­ся к блоку металла.

После затвердевания блок шлака снимают, а блок металла охлаждают в баке с водой, дробят на куски. Для получения 1 т ферротитана ФТи20 с 20 % Ti затра­чивается 880 кг концентрата, 190 кг железной руды, 400 кг алюминиевого порошка, 100 кг извести и 25 кг 75%-ного ферросилиция. Извлечение титана составляет 70—80 %.