Welche Prozesse laufen beim Schmelzen und Gießen von Titanbarren ab?
Der Schmelz- und Gießprozess von Titanbarren umfasst hauptsächlich mehrere Schritte wie die Raffinierung der Rohstoffe, die Raffinierung, die Formvorbereitung, das Bündeln der Elektroden, das Schmelzen, das Gießen, das Abkühlen und das Reinigen. Im Folgenden sind die drei wichtigsten Prozesse des Titanbarren-Schmelz- und Gießprozesses aufgeführt: Chargenbildung, Bündelung der Elektroden und Gusseinführung:
1. Rohstoffe veredeln:
Der Schmelz- und Gießprozess von Titanbarren beginnt mit der Veredelung der Rohstoffe. Im Allgemeinen handelt es sich bei den Hauptrohstoffen um Titanerze wie Rutil, Ilmenit usw. Diese Erze müssen Prozesse wie Erzaufbereitung und Zerkleinerung durchlaufen, um Titandioxid (TiO2) mit höherer Reinheit zu gewinnen.
Das gewonnene Titandioxid wird durch Methoden wie Atmosphäre, Lösungsmittel oder chemische Reaktion zu hochreinem chloriertem Titanat raffiniert. Dieser Prozess umfasst auch eine Reihe von Trennungen, Reinigungen und chemischen Reaktionen, um sicherzustellen, dass das Endprodukt die erforderliche Reinheit aufweist. Die Titanlegierung bestimmt den Anteil der Legierungselemente nach folgenden Grundsätzen:
(1) Der zulässige Schwankungsbereich der Legierungselemente und des Verunreinigungsgehalts sowie der optimale Zusammensetzungsbereich, der für die Legierung erforderlich ist, um eine optimale Leistung zu erzielen;
(2) Schmelzmethode und Anzahl der Schmelzvorgänge;
(3) Die Verbrennungsverlustrate und Verdampfungsrate von Legierungselementen während des Vakuumabfallschmelzprozesses;
(4) Additionsmethoden und physikalische Eigenschaften von Legierungselementen.
Im Allgemeinen sollten die Komponentenanteile von Elementen mit hoher Glühverlustrate und leichter Verflüchtigung nahe an der Obergrenze liegen oder diese überschreiten, während bei Elementen, die weniger anfällig für Verflüchtigungsverluste sind, die Komponentenanteile im mittleren Bereich der erforderlichen Werte liegen sollten Reichweite.
2. Hemmung von Elektrodenblockaden
Formvorbereitung:
Unter Formvorbereitung versteht man die Vorbereitung der Gussform, also der endgültigen Form des Titanbarrens. Typischerweise werden hierfür spezielle Sandformen oder andere hochtemperaturbeständige Materialien verwendet, um die passende Form für die Form des Endprodukts herzustellen. Die Hauptanforderungen an Elektroden beim Schmelzen von Schmelzgütern sind:
(1) Ausreichende Festigkeit;
(2) Ausreichende Leitfähigkeit;
(3) Geradheit;
(4) Die Legierungselemente in der Elektrode sind angemessen verteilt;
(5) Frei von Feuchtigkeit und Verschmutzung.
Es gibt zwei Methoden zur Herstellung integrierter Elektroden: Pressen (auch unterteilt in vertikales Pressen und horizontales Pressen) und Extrudieren (auch unterteilt in horizontales und vertikales Pressen). Die am häufigsten verwendete Methode ist die Unterdrückungsmethode.
Die Dichte des Elektrodenblocks hängt vom verpressten Rohmaterial ab. Im Allgemeinen muss die Dichte des Elektrodenblocks mehr als 3,2 g/cm3 betragen, um die Schmelzanforderungen zu erfüllen. Im Allgemeinen wird eine Presse mit einem Druck von 300 bis 500 MPa verwendet.
Beim Elektrodenmontageschweißen werden gepresste Einzelelektrodenblöcke zu Elektroden mit dem erforderlichen Querschnitt und der erforderlichen Länge für das Schmelzlichtbogenschmelzen zusammengebaut und verschweißt. In der Industrie werden häufig Argon-geschütztes Plasmaschweißen, Vakuumplasmaschweißen und Elektronenstrahlschweißen eingesetzt. Um die Vermischung von Einschlüssen mit hohem spezifischem Gewicht zu verhindern, wird im Allgemeinen kein Wolfram-Lichtbogenschweißen verwendet. Die Reinheit von Argongas zum Schweißen beträgt 99,99 %.
3. Der Zeitraum vom Beginn der Stromversorgung bis zum Abschluss des gesamten Schmelzens der Charge (mit Ausnahme der massiven Bogenbrücke über dem Schmelzbad) wird als Phase des Schmelzens der Charge bezeichnet.
Im frühen Schmelzstadium ist der spezifische Widerstand der neu hinzugefügten Ladung groß, die Elektroden stehen in direktem Kontakt mit der Ladung und die Ladung wird durch die Widerstandswärme der Ladung erhitzt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Eingangsstrom klein, aber relativ stabil, und in diesem Zeitraum dominiert die Widerstandserwärmung. Aber es dauerte nicht lange. Wenn die Ladung unter der Elektrode schmilzt und drei „Schmelztiegelbecken“ bildet, wird zwischen den Elektroden und dem „Schmelztiegelbecken“ Lichtbogenwärme erzeugt, wodurch die Ladung erhitzt wird und sich das Schmelzbad allmählich nach außen ausdehnt, bis die drei Elektroden verbunden sind. „Großer Schmelzpool“. Beim Übergang vom „Schmelztiegelbad“ zum „großen Schmelzbad“ wird durch die Reduktion des ungeschmolzenen Ofenmaterials dessen spezifischer Widerstand allmählich kleiner, so dass die Widerstandswärme des Ofenmaterials allmählich abnimmt; und die Lichtbogenwärme zwischen der Elektrode und dem „Schmelztiegelbad“. Der Leistungsanteil nimmt allmählich zu. Ungefähr eine halbe Stunde nach Beginn des Schmelzens dominiert die Lichtbogenwärme. Die oben erwähnte „Übergangsperiode“ ist eine instabile Periode des Schmelzens von Schlacke mit hohem Titangehalt. Erstens, weil sich der Widerstand der Leitung, durch die der Strom fließt (Elektrode → Tiegelbecken → ungeschmolzenes Ofenmaterial → Tiegelbecken → Elektrode), mit der Zeit ändert; Zweitens kollabiert das feste Material über dem „Tiegelbecken“ häufig in das Schmelzbad, was zu heftigen Reaktionen führt und die Schlacke zum Sieden bringt. Darüber hinaus ist dieses „Materialkollaps-Schlackesieden“-Phänomen unregelmäßig.
