2020-07-12
105
В результате магниетермического восстановления получают губчатый титан в виде неправильных цилиндрических блоков (рис. 12), это спеченный прочный и вязкий материал, неоднородный по структуре и химическому составу. Целью переработки отсепарированной губки является отделение качественного металла (крицы) и разделение губки на партии однородного металла.
Верхняя часть блока и гарниссаж имеют повышенную концентрацию кислорода, азота, хлора. Боковой слой содержит больше железа, хрома и никеля. Слой (5) выше «нижней пленки» (6) содержит больше железа, азота и кислорода. Отчетливые слои губки с повышенной концентрацией примесей, убывающей к центру блока, позволяют при разделке и сортировке губки выделить металл высокого качества. Переработка блоков включает следующие операции:
1) подрезка боковой части губки в реакторах пневматическими зубилами или отбойными молотками, так как несмотря на пористую структуру, блок обладает большой прочностью;
2) извлечение губки из реторты с помощью механических захватов, вибровстряхивающих машин или выталкивающих прессов (через ложное дно);
3) отделение низа и верха от центральной (кричной) части, очистка от поверхностных пленок;
4) разделка блока прессножницами на куски не менее 300 мм;
5) дробление кусков губки на особых зубчатых и дисковых дробилках;
6) разделение по крупности на барабанных либо вибрационных грохотах с выделением товарных фракций;
7) сортировка товарных фракций с отделением некондиции и мелких фракций (менее 2 мм);
8) усреднение товарного губчатого титана, пробоотбор и анализ состава;
9) комплектация товарной партии губчатого титана одной крупности и одного химического состава:
- из криц комплектуют партии металла высокого качества,
- из остальной губки партии металла пониженного качества.
Механическая обработка губчатого титана весьма затруднительна, он налипает на все металлические части оборудования, образует много выкрашивающихся частиц, которые затираются резцом, «схватываются» с ним, нагреваются и сильно окисляются. Кроме того, для переработки губчатого титана необходимы специальные помещения с сухим воздухом, так как остаточный хлористый магний гидратируется и превращается в окись магния.
Качество титановой губки
Как и всякое пористое тело, титановая губка имеет большую удельную поверхность, которая контактирует с газами, входящими в состав воздуха. При дроблении, прессовании и других операциях губка нагревается до 300 °С, что способствует химическому взаимодействию титана с газами. Азот и кислород попадают во время процессов восстановления, сепарации, переработки и хранения. Эти свойства губки при определенных условиях проявляются настолько резко, что из высших сортов металла может быть получено изделие низкого качества и даже брак.
Качество титановой губки определяется ее однородностью и содержанием примесей: кислорода, азота, железа, хлора, магния, хлористого магния, углерода, кремния, никеля, хрома, водорода и др. Все примеси делают титан твёрдым и хрупким, что затрудняет получение изделий с необходимыми механическими свойствами.
Параметрами качества являются: концентрация основных примесей, твердость, фракционный состав, однородность металла товарной партии. Одно из самых жестких требований — полное отсутствие в товарных партиях металла кусков, отличающихся по цвету от технически чистого титана. Различие в окраске говорит о повышенной концентрации примесей, особенно азота и кислорода. Поэтому существовал постадийный визуальный контроль: поверхности полученного блока губки; качества очистки поверхности крицы; кусков при резке крицы и гарниссажа на прессах и дробилках; дробленого губчатого титана на сортировочном конвейере; кусков из средней пробы от товарной партии, предназначенной к приемке. Опытные работники на сортировочном транспортере контролировали отсутствие дефектов, визуально сравнивая с образцами каждый кусок и вручную отбирая брак.
Кардинально вопрос качества губчатого титана по газонасыщенности был решён применением объективных методов контроля. Различия цветовых оттенков и коэффициентов отражения, термоэлектрических и магнитных свойств, явились физической основой автоматической сортировки и контроля качества каждого куска.
В зависимости от химического состава, механических свойств и твердости по Бринеллю установлено несколько марок губчатого титана согласно ГОСТ 17746-79 Титан губчатый.
Товарные партии губчатого титана упаковывают в герметичную тару емкостью 0,25 и 0,5 м3, изготовленную из стали или алюминиевых сплавов. Губку на экспорт упаковывают в герметичные стальные бочки с эластичным мешком внутри, затем бочки вакуумируют и заполняют аргоном.
Задание 10. Изучить приведённый материал и ответить на вопросы
1. Зачем необходим вакуум при очистке губки?
2. Почему третий период рафинирования самый длительный?
3. Что такое крица?
4. Критерии качества титановой губки
