Metody přípravy titanového šrotu: třídění, čištění a tavení-Hotové krmivo
Feb 06, 2024
Titan a jeho slitiny kombinují nízkou hustotu, vysokou měrnou pevnost, odolnost proti korozi a vysokou-teplotní schopnost a průmysl se rozšířil z letecké základny na trhy chemické, energetické, lékařské a námořní. Protože primární kov se vyrábí metodou Kroll z titanové houby a vyžaduje chloraci rutilu nebo ilmenitu, je regenerovaný šrot strategicky důležitou surovinou: snižuje spotřebu energie i spotřebu panenské houby.
Proč titanový šrot potřebuje vlastní cestu přípravy
Titanová houba je dodávána podle ASTM B299 a tvářený výrobek podle ASTM B265 pro plechy, ASTM B338 pro trubky a ASTM B348 pro tyče a sochory. Jakýkoli šrot, který má znovu vstoupit do těchto specifikací, musí být stejně čistý jako primární kov, který nahrazuje. Titan snadno reaguje s kyslíkem a dusíkem nad zhruba 600 °C a nelze jej rafinovat struskou nebo oxidací jako ocel, takže kontaminace vnesená během přípravy zůstává v tavenině a projevuje se vysokým intersticiálním obsahem, tvrdými alfa inkluzemi nebo pórovitostí.
Třídění podle rodiny slitin a zdroje
Prvním krokem je segregace na komerčně čisté třídy a třídy slitin. Komerčně čistý materiál je tříděn podle jakosti, protože obsah kyslíku a železa odděluje stupeň 1 od stupně 4 a řídí vlastnosti v tahu. Slitinový šrot je rozdělen podle nominálního složení, přičemž rodina Ti-6Al-4V, alfa-beta- vysokoteplotní slitiny a beta slitiny jsou odděleny. Zdroje zahrnují obrábění soustružení, odřezky desek, výkovky, vyřazené polotovary a vyřazené součásti. Ruční třídění, rentgenové fluorescenční nebo optické třídění au vysoce hodnotných toků laboratorní chemie doprovází vizuální separaci vložek, spojovacích prvků, povlaků a různých kovových nástavců.
Čištění, zmenšení velikosti a dekontaminace
Soustružení nese řeznou kapalinu, třísky mohou být smíchány s karbidem nebo úlomky rychlořezné oceli a součásti mohou nést pokovení, pájecí slitinu nebo povlaky žárovým nástřikem. Příprava proto zahrnuje odmaštění, magnetickou separaci, prosévání a v případě potřeby tepelné odolejování-. Redukce velikosti na řízenou sypnou hustotu vyhovuje napájecímu systému tavicí pece a jemné částice se odstraňují, protože jemný prášek rychle oxiduje a může vytvářet nebezpečí prachu. Vše, co se dotýká šrotu, od zásobníků po nástroje drtiče, by mělo být věnováno titanu, aby se zabránilo křížové kontaminaci.
Konsolidace před roztavením
| Trasa | Formulář krmiva | Typický účel |
|---|---|---|
| Zhutňování a svařování do elektrod | Soustružení, třísky, malé pevné látky | Podavač pro vakuové obloukové přetavení |
| Vakuové obloukové přetavení | Spotřební elektroda | Homogenní ingot pro tvářený výrobek |
| Tavení plazmového oblouku | Volný hromadný šrot | Velká tonáž-tavby |
| Tavení elektronového svazku | Hromadný šrot a houba | Odstraňování těkavých látek ve vakuu |
| Tání studeného krbu | Smíšený náboj | Odstranění inkluzí z recyklovaného krmiva |
Kontrola kvality a chemické limity
Recyklovaná surovina je přijímána nebo vyřazována podle chemického okna cílové jakosti. Pro materiál Grade 2 jsou limity 0,25 procenta kyslíku, 0,30 procenta železa, 0,03 procenta dusíku, 0,08 procenta uhlíku a 0,015 procenta vodíku a pro Grade 5 je rozmezí hliníku 5,5 až 6,5 procenta a vanadu 3,5 až 4,5 procenta s kyslíkem omezeným na 0,20 procenta. Praktickými kontrolami jsou výpočty míchání, odběr vzorků z každé připravené šarže a ultrazvuková nebo radiografická kontrola hotového ingotu, přičemž zvláštní pozornost je věnována tvrdým vměstkům alfa a inkluzím s vysokou hustotou, jako jsou fragmenty karbidu wolframu.
Často kladené otázky
Q:Proč nelze titanový šrot jednoduše roztavit jako ocelový šrot?
Odpověď: Titan má silnou afinitu ke kyslíku a dusíku a nenabízí žádný krok rafinace strusky, takže kontaminace přítomná ve šrotu zůstává v ingotu a projevuje se jako vysoký intersticiální obsah nebo tvrdé alfa inkluze.
Q:Jaký je bod tání titanu?
A: 1668 C a roztavený kov musí být chráněn vakuem nebo inertním plynem, protože při vystavení vzduchu rychle absorbuje kyslík a dusík.
Q:Jak se šrot ze soustružení připravuje k přetavení?
Odpověď: Soustruhy se odolejují, magneticky čistí, třídí na jemné částice a poté zhutňují nebo svařují do spotřební elektrody pro přetavení vakuovým obloukem.
Q:Jaké normy platí pro podávání titanového šrotu?
Odpověď: Titanová houba je pokryta normou ASTM B299 a tvářené výrobky, které musí recyklovaný kov splňovat, jsou ASTM B265 pro plechy a desky, ASTM B338 pro trubky a ASTM B348 pro tyče a sochory.
Q:Jaké typy inkluzí způsobují odmítnutí recyklovaného titanu?
Odpověď: Tvrdé vměstky alfa, což jsou oblasti bohaté na dusík nebo kyslík-, které praskají při únavovém zatížení, a vměstky s vysokou{1}}hustotou, jako jsou fragmenty karbidu wolframu nebo molybdenu.
Q:Ztrácí recyklovaný titan své vlastnosti?
Odpověď: Ne, pokud je chemie suroviny kontrolována a tavenina je řádně odebírána; správně připravený šrot splňuje stejné mechanické požadavky jako primární kov-na bázi houby.
