生產過程
鈦是用Kroll工藝生產的。所涉及的步驟包括萃取、純化、海綿生產、合金制造以及成型和成形。在美國,許多制造商專門從事這種生產的不同階段。例如,有些制造商只生產海綿,有些制造商只熔化和制造合金,還有一些制造商生產最終產品。
提取
在開始生產時,制造商從礦山中獲得鈦精礦。金紅石可以以自然形式使用,而鈦鐵礦則經過處理以去除鐵,因此它至少含有85%的二氧化鈦。這些材料與氯氣和碳一起放入流化床反應器中。這種材料被加熱到1652華氏度(900攝氏度),隨后的化學反應會產生不純的四氯化鈦(TiCl4)和一氧化碳。雜質是一個事實,純二氧化鈦沒有使用在開始。因此,必須去除所產生的各種多余的金屬氯化物。
凈化
反應后的金屬被放入大的蒸餾罐中加熱。在此步驟中,使用分餾和沉淀將雜質分離。這個作用除去金屬氯化物,包括鐵、釩、鋯、硅和鎂。
海綿的生產
接下來,經過提純的四氯化鈦以液體的形式轉移到不銹鋼的反應器容器中。然后加入鎂,將容器加熱到大約2,012華氏度(1,100攝氏度)。氬氣被泵入容器,這樣空氣就會被抽走,防止被氧氣或氮氣污染。鎂與氯反應生成液態(tài)氯化鎂。由于鈦的熔點高于反應的熔點,這使得純鈦成為固體。
通過鉆孔將鈦固體從反應器中去除,然后用水和鹽酸處理以去除多余的鎂和氯化鎂。由此產生的固體是一種叫做海綿的多孔金屬。
合金的創(chuàng)建
然后,通過自耗電極電弧爐,純海綿鈦 可以轉化為可用的合金。在這一點上,海綿與各種合金附加物和廢金屬混合。海綿與合金材料的確切比例是在生產前在實驗室制定的。然后,這些物質被壓緊并焊接在一起,形成海綿電極。
然后將海綿電極放入真空電弧爐中熔化。在這個水冷的銅容器中,電弧被用來熔化海綿電極形成錠。容器中的所有空氣要么被抽走(形成真空),要么在大氣中充入氬氣以防止污染。一般來說,鋼錠要再熔一到兩次才能生產出商業(yè)上可接受的鋼錠。在美國,大多數(shù)用這種方法生產的鋼錠重約9,000磅(4,082公斤),直徑為30英寸(76.2厘米)。
鑄錠完成后,從爐中取出,檢查是否有缺陷。表面可根據(jù)客戶要求進行調整。然后鋼錠會被運送到成品制造商那里,在那里它可以被碾磨成各種各樣的產品。
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