วิธีการถลุงโลหะผสมไททาเนียมโดยทั่วไปจะแบ่งออกเป็น: 1. วิธีการถลุงเตาอาร์คสิ้นเปลืองสูญญากาศ; 2. วิธีการถลุงอาร์คเตาหลอมแบบไม่ใช้วัสดุสิ้นเปลือง 3. วิธีการถลุงเตาเย็น 4. วิธีการถลุงเบ้าหลอมเย็น 5. Electroslag ถลุงห้าวิธี
1. วิธีการหลอมอาร์คเตาหลอมแบบใช้สูญญากาศ (เรียกว่าวิธี VAR)
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีสูญญากาศและการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์ วิธี VAR ได้กลายเป็นเทคโนโลยีการผลิตทางอุตสาหกรรมที่ครบถ้วนสำหรับไททาเนียมอย่างรวดเร็ว และไททาเนียมและแท่งโลหะผสมส่วนใหญ่ในปัจจุบันถูกผลิตขึ้นโดยใช้วิธีนี้ ลักษณะเด่นของวิธี VAR คือ กินไฟน้อย อัตราการหลอมเหลวสูง และทำซ้ำได้คุณภาพดี แท่งหลอมที่หลอมโดยวิธี VAR มีโครงสร้างผลึกที่ดีและองค์ประกอบทางเคมีที่สม่ำเสมอ โดยปกติ แท่งโลหะที่เสร็จแล้วควรได้มาจากการถลุงวิธี VAR จำเป็นต้องมีการหลอมใหม่อย่างน้อยสองครั้ง ในการผลิตแท่งไทเทเนียมโดยวิธี VAR กระบวนการที่ใช้โดยผู้ผลิตทั่วโลกนั้นโดยทั่วไปจะคล้ายกัน และความแตกต่างอยู่ที่การใช้วิธีการและอุปกรณ์การเตรียมอิเล็กโทรดที่แตกต่างกัน การเตรียมอิเล็กโทรดสามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท หนึ่งคือการใช้อิเล็กโทรดหนึ่งซึ่งถูกกดโดยส่วนต่างๆ อย่างต่อเนื่อง เพื่อขจัดกระบวนการเชื่อมอิเล็กโทรด อีกวิธีหนึ่งคือการกดอิเล็กโทรดแบบชิ้นเดียวซึ่งปรับแต่งและเชื่อมเข้ากับอิเล็กโทรดสิ้นเปลือง และผ่านการเชื่อมอาร์กอนอาร์กพลาสม่าหรือการเชื่อมสูญญากาศเพื่อเชื่อมเป็นหนึ่งเดียว วิธีที่สามคือการใช้วิธีถลุงแบบอื่นเพื่อเตรียมอิเล็กโทรดหล่อ
คุณสมบัติทางเทคนิคและข้อดีของเตาเผา VAR ขั้นสูงที่ทันสมัย:
(1) การป้อนพลังงานแบบโคแอกเซียลแบบเต็ม กล่าวคือ การโคแอกเซียลที่สมบูรณ์บนความสูงของตัวเตาทั้งหมด เรียกว่าแหล่งจ่ายไฟโคแอกเซียล ' เพื่อลดการเกิดการแบ่งแยก
(2) การปรับเทียบทางไฟฟ้าในถ้วยใส่ตัวอย่างสามารถปรับละเอียดได้ในแกน X/แกน Y
(3) มีระบบชั่งน้ำหนักอิเล็กโทรดที่แม่นยำ และอัตราการหลอมจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติเพื่อให้ได้การหลอมด้วยความเร็วคงที่ รับประกันคุณภาพการหลอม
(4) ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความสามารถในการทำซ้ำและความสม่ำเสมอของการถลุงแต่ละครั้ง
(5) ความยืดหยุ่น กล่าวคือ เตาเดียวสามารถผลิตแท่งโลหะได้หลายชนิดและแท่งโลหะขนาดใหญ่ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก
(6) มีเศรษฐกิจที่ดี วิธีการ "จ่ายไฟแบบโคแอกเซียล" สามารถหลีกเลี่ยงการรั่วไหลของอคติแม่เหล็กที่เกิดจากการจ่ายกระแสไฟที่ไม่สมดุลของเบ้าหลอม ลดทอนหรือขจัดผลกระทบจากสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำที่มีต่อผลิตภัณฑ์ถลุงแร่ และประสิทธิภาพทางไฟฟ้าก็ดีขึ้น จึงทำให้ได้แท่งโลหะที่มีคุณภาพคงที่ วัตถุประสงค์ของ "การถลุงแร่ด้วยความเร็วคงที่" คือการปรับปรุงคุณภาพของแท่งโลหะ ผ่านระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ขั้นสูงและเซ็นเซอร์น้ำหนัก เพื่อให้แน่ใจว่าความยาวส่วนโค้งคงที่และอัตราการหลอมเหลวในระหว่างกระบวนการถลุงแร่ เพื่อควบคุมกระบวนการแข็งตัว มันสามารถป้องกันการแยกอย่างมีประสิทธิภาพและรับรองคุณภาพโดยธรรมชาติของแท่งโลหะ นอกจากคุณสมบัติทั้งสองข้างต้นแล้ว เตาหลอม VAR ที่ทันสมัยสำหรับการถลุงไทเทเนียมยังทำให้เตาหลอม VAR ขนาดใหญ่อีกด้วย เตาหลอม VAR ที่ทันสมัยสามารถหลอมโลหะขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.5 ม. และน้ำหนัก 32 ตัน วิธี vAR เป็นวิธีการหลอมอุตสาหกรรมมาตรฐานสำหรับไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์สมัยใหม่ มีเทคโนโลยีต่อไปนี้ที่จะแก้ไข ขั้นแรก วิธีการเตรียมอิเล็กโทรด ขั้นตอนการเตรียมอิเล็กโทรดมีความซับซ้อนมาก จำเป็นต้องใช้แท่นกดราคาแพงเพื่อกดฟองน้ำไททาเนียม โลหะผสมระดับกลาง และวัสดุที่เหลือกลับเข้าในอิเล็กโทรดหนึ่งหรือทริกเกอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กเพียงตัวเดียว อิเล็กโทรดเดียวยังต้องเชื่อมเข้ากับอิเล็กโทรดสิ้นเปลือง ในเวลาเดียวกัน เพื่อให้มั่นใจถึงความสม่ำเสมอขององค์ประกอบอิเล็กโทรดสิ้นเปลือง จึงจำเป็นต้องกำหนดค่าสิ่งอำนวยความสะดวกที่เกี่ยวข้อง เช่น ผ้า การชั่งน้ำหนัก และการผสม ประการที่สอง มีข้อบกพร่องทางโลหะวิทยาเป็นครั้งคราว เช่น การแยกส่วน เช่นการแยกองค์ประกอบและการแยกการแข็งตัว www.lh-ti.com แนะนำว่าอดีตเกิดจากการกระจายตัวขององค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์หรือองค์ประกอบอัลลอยด์ในอิเล็กโทรดไม่สม่ำเสมอ สาเหตุหลังเกิดจากการนำการรวมความหนาแน่นสูง (HDI) และการรวมความหนาแน่นต่ำ (LDI) เข้ามาในวัตถุดิบหรือกระบวนการเป็นครั้งคราว และสิ่งที่รวมอยู่เหล่านี้ไม่สามารถละลายได้อย่างสมบูรณ์ในระหว่างกระบวนการถลุง ทำให้เกิดความบกพร่องทางโลหะวิทยา เช่น สิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายอย่างยิ่ง
2. วิธีการถลุงเตาอาร์คสุญญากาศแบบไม่ใช้วัสดุสิ้นเปลือง (วิธี Jian Mi NC)
ปัจจุบันอิเล็กโทรดทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำได้แทนที่การชุบด้วยไฟฟ้าทังสเตนทอเรียมหรือไฟฟ้ากราไฟท์ในระยะเริ่มต้นของอุตสาหกรรมไททาเนียมเพื่อแก้ปัญหามลพิษทางอุตสาหกรรมเพื่อให้วิธี NC กลายเป็นวิธีการหลอมไททาเนียมและไททาเนียมที่สำคัญ ทอง. เตาหลอม NC ได้ดำเนินการแล้วในยุโรปและอเมริกา อิเล็กโทรดทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำมีสองประเภท: แบบหนึ่งหมุนได้เอง อีกอันคือสนามแม่เหล็กหมุนซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันไม่ให้ส่วนโค้งไหม้อิเล็กโทรด เตาเผา NC ยังสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: หนึ่งคือการถลุงวัตถุดิบในเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ และหล่อเป็นแท่งในแม่พิมพ์ทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำ อีกวิธีหนึ่งคือการเทวัตถุดิบลงในเบ้าหลอมทองแดงที่ระบายความร้อนด้วยน้ำอย่างต่อเนื่อง หลอมเหลวและแข็งตัว ข้อดีของการถลุง NC คือ 1. สามารถละเว้นกระบวนการกดอิเล็กโทรดและอิเล็กโทรดได้ 2. ส่วนโค้งสามารถอยู่บนวัสดุได้เป็นเวลานานซึ่งจะช่วยปรับปรุงการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันขององค์ประกอบลิ่ม 3. สามารถใช้วัตถุดิบที่มีรูปร่างและขนาดต่างกันได้ ในระหว่างกระบวนการหลอม สามารถเพิ่มวัสดุที่เหลือได้ 100 เปอร์เซ็นต์เพื่อให้เกิดการรีไซเคิลไททาเนียม ในกระบวนการถลุง วิธีการ NC ค่อนข้างมีประโยชน์ในแง่ของการปรับปรุงอัตราการนำวัสดุเหลือทิ้งและลดต้นทุน โดยปกติ เตาหลอม NC และเตาหลอม VAR จะใช้ร่วมกันเพื่อใช้ประโยชน์จากข้อดีที่เกี่ยวข้องอย่างเต็มที่
3. วิธีการหลอมด้วยเตาเย็น (เรียกว่า วิธี CHM)
ข้อบกพร่องในการรวมโลหะของแท่งโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียมที่เกิดจากมลภาวะของวัตถุดิบและกระบวนการถลุงแร่ที่ผิดปกติได้ส่งผลกระทบต่อการใช้ไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมในด้านการบินและอวกาศเสมอ เพื่อที่จะกำจัดสิ่งเจือปนทางโลหะวิทยาในส่วนที่หมุนได้ของเครื่องยนต์อากาศยานโลหะผสมไททาเนียม เทคโนโลยีการหลอมด้วยเตาเย็นจึงเกิดขึ้น คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดของวิธี CHM คือการแยกกระบวนการหลอม การกลั่น และการทำให้แข็งตัว กล่าวคือ ประจุที่หลอมละลายจะละลายในครั้งแรกหลังจากเข้าสู่เตาหลิง แล้วจึงเข้าสู่เขตการกลั่นของเตาเย็นเพื่อกลั่น และสุดท้ายแข็งตัว เป็นแท่งโลหะในเขตการตกผลึก ข้อได้เปรียบที่สำคัญของเทคโนโลยี CHM คือสามารถก่อเปลือกคอนเดนเสทบนผนังเตียงของเตาเย็น และ "โซนหนืด" ของมันสามารถจับการรวมตัวที่มีความหนาแน่นสูง (HDI) เช่น WC, Mo, Ta ฯลฯ ที่ ในเวลาเดียวกัน ในเขตการกลั่น การรวมที่มีความหนาแน่นต่ำ เวลาพำนักที่เพิ่มขึ้นของอนุภาค (LDI) ในของเหลวที่มีอุณหภูมิสูงสามารถรับประกันการละลายของ LDI ได้อย่างสมบูรณ์ จึงช่วยขจัดข้อบกพร่องในการรวมได้อย่างมีประสิทธิภาพ กล่าวคือ. กลไกการทำให้บริสุทธิ์ของการถลุงเตาเย็นสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การแยกด้วยแรงโน้มถ่วงและการแยกการหลอม
3.1 Electron Beam Cold Hearth Melting Method (EBCHM สำหรับระยะสั้น) การหลอมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EB สำหรับระยะสั้น) เป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานของอิเล็กตรอนความเร็วสูงเพื่อทำให้วัสดุสร้างความร้อนสำหรับการหลอมและการกลั่น เตาหลอม EB ที่มีเตาเย็นเรียกว่า EBCHM วิธี EBCHM มีฟังก์ชันที่ยอดเยี่ยมซึ่งวิธีการถลุงแบบดั้งเดิมไม่มี:
(1) ขจัดสิ่งเจือปนที่มีความหนาแน่นสูง (HDI) อย่างมีประสิทธิภาพ เช่น แทนทาลัม โมลิบดีนัม ทังสเตน ทังสเตนคาร์ไบด์ และไททาเนียมไนไตรด์ การรวมตัวที่มีความหนาแน่นต่ำ (LDI) เช่น ไททาเนียมออกไซด์
(2) สามารถรับวิธีการป้อนที่หลากหลาย และการกู้คืนของสารตกค้างไทเทเนียมค่อนข้างง่าย นั่นคือ เศษที่ไม่สามารถใช้วิธีถลุงอื่น ๆ ที่ไม่สามารถใช้ และยังสามารถรับแท่งไทเทเนียมบริสุทธิ์ ซึ่งช่วยลดอย่างมาก ต้นทุนของผลิตภัณฑ์
(3) สามารถสุ่มตัวอย่างได้โดยตรงจากของเหลวโลหะเพื่อวิเคราะห์และทดสอบ
(4) สามารถผลิตแท่งรูปทรงพิเศษ ลดกระบวนการผลิต ลดการใช้วัตถุดิบ และปรับปรุงผลผลิต
วิธี EBCHM ยังมีข้อเสียดังต่อไปนี้:
(1) การถลุงต้องดำเนินการภายใต้สภาวะสุญญากาศสูง ดังนั้นฟองน้ำไทเทเนียมที่มีปริมาณคลอไรด์สูงจึงไม่สามารถนำมาใช้สำหรับการถลุงโดยตรง
(2) องค์ประกอบของโลหะผสมมีความผันผวนและควบคุมองค์ประกอบทางเคมีได้ยาก
3.2 วิธีการถลุงห้องเย็นแบบพลาสม่า (เรียกว่า วิธี PCHM)
วิธี PCHM ใช้พลาสมาอาร์คที่เกิดจากไอออไนเซชันของก๊าซเฉื่อยเป็นแหล่งความร้อน และสามารถดำเนินการหลอมให้เสร็จสิ้นในช่วงความดันกว้างตั้งแต่สุญญากาศต่ำไปจนถึงความดันบรรยากาศใกล้ ลักษณะเด่นของวิธีนี้คือสามารถรับประกันส่วนประกอบโลหะผสมที่มีแรงดันไอที่แตกต่างกัน และไม่มีความแตกต่างที่ชัดเจนในกระบวนการหลอม วิธีนี้มีความสามารถในการปรับปรุงคุณสมบัติของโลหะแบบดั้งเดิม และสามารถหลอมโลหะผสมที่หลากหลายได้ เป็นวิธีที่ประหยัดกว่าวิธีการถลุงแบบดั้งเดิม วิธีการถลุง การใช้วิธีการหลอมนี้ สำหรับไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์ สามารถรับแท่งโลหะในอุดมคติได้ในการหลอมครั้งเดียว ข้อดีของวิธี PCHM ที่ทันสมัยคือ:
①อุปกรณ์การลงทุนต่ำ ใช้งานง่าย ปลอดภัย และเชื่อถือได้
② สามารถใช้วัตถุดิบประเภทต่างๆ และรูปแบบต่างๆ ได้ และอัตราการฟื้นตัวของวัสดุเหลือใช้สูง
③ ตรวจสอบองค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมที่หลากหลาย
④ นำก๊าซเฉื่อยกลับมาใช้ใหม่ซึ่งมีราคาแพง ลดต้นทุนการผลิต ข้อเสียของวิธี PCHM คือประสิทธิภาพทางไฟฟ้าต่ำ EBCHM และ PCHM มีความคล้ายคลึงกันในการที่ทั้งคู่สามารถกำจัด HDI และ LDI ได้ โดยทั่วไปแล้ว แบบเดิมเหมาะสำหรับการถลุงไทเทเนียมบริสุทธิ์มากกว่า สำหรับโลหะผสมหลังนั้นเหมาะสมกว่า เช่นเดียวกับวิธี VAR สองวิธีข้างต้นตระหนักถึงการควบคุมกระบวนการอัตโนมัติที่หลากหลาย รวมถึงพารามิเตอร์กระบวนการ (ความเร็วหลอม การกระจายอุณหภูมิระหว่างการหลอมและการแข็งตัว การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบระหว่างการหลอม ระดับของการกำจัดการรวมที่ไม่ละลายน้ำ ฯลฯ) และคุณภาพ . .
4. วิธีการหลอมเย็นเบ้าหลอม (วิธี CCM สั้น ๆ )
ในช่วงปี 1980 บริษัท American Ferrosilicon ได้พัฒนากระบวนการหลอมด้วยการเหนี่ยวนำโดยปราศจากตะกรัน และผลักดันวิธี CCM ไปสู่การประยุกต์ใช้ในการผลิตทางอุตสาหกรรมสำหรับการผลิตแท่งไทเทเนียมและการหล่อแบบแม่นยำของไทเทเนียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ในประเทศที่พัฒนาแล้วทางเศรษฐกิจบางประเทศ วิธี CCM ได้เริ่มเข้าสู่ระดับการผลิตภาคอุตสาหกรรม เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของแท่งโลหะคือ 1 ม. และความยาว 2 ม. และโอกาสในการพัฒนาก็สะดุดตา กระบวนการถลุงของวิธี CCM ดำเนินการในเบ้าหลอมโลหะซึ่งเป็นการรวมกันของบล็อกอาร์คระบายความร้อนด้วยน้ำหรือท่อทองแดงที่ไม่นำไฟฟ้าซึ่งกันและกัน ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของการรวมกันนี้คือช่องว่างระหว่างแต่ละบล็อกสองช่วงตึกคือสนามแม่เหล็กที่ได้รับการปรับปรุง และสร้างสนามแม่เหล็กแรงสูง การกวนทำให้องค์ประกอบทางเคมีและอุณหภูมิสอดคล้องกัน ซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ วิธี CCM รวมคุณสมบัติของวิธี VAR และการหลอมเหนี่ยวนำเบ้าหลอมของวัสดุทนไฟ ไม่ต้องใช้วัสดุทนไฟหรืออิเล็กโทรดเพื่อให้ได้แท่งโลหะคุณภาพสูงที่มีองค์ประกอบสม่ำเสมอและไม่มีมลพิษเบ้าหลอม เมื่อเทียบกับวิธี VAR วิธี CCM มีข้อดีคือต้นทุนอุปกรณ์ต่ำและใช้งานง่าย แต่จากมุมมองปัจจุบัน เทคโนโลยียังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา
5. วิธีการถลุงด้วยไฟฟ้า (เรียกว่าวิธี ESR)
วิธี ESR แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อนโดยใช้การชนกันของอนุภาคที่มีประจุเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านอิเล็กโทรสแลกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า นั่นคือพลังงานความร้อนที่เกิดจากความต้านทานตะกรันจะใช้ในการหลอมและปรับแต่งประจุ วิธี ESR ใช้อิเล็กโทรดสิ้นเปลืองสำหรับการถลุงอิเล็กโตรแลกกลาสในตะกรันที่ไม่ใช้งาน (CaF2) ซึ่งสามารถหล่อหลอมเป็นแท่งที่มีรูปร่างเหมือนกันได้โดยตรง และมีคุณภาพพื้นผิวที่ดี ซึ่งเหมาะสำหรับการแปรรูปโดยตรงในกระบวนการถัดไป ข้อดีของวิธีนี้คือ:
(1) การโคแอกเชียลที่สมบูรณ์ของเตาเผา ESR ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำซ้ำของแท่งที่มีคุณภาพดีที่สุด
(2) แท่งโลหะตกผลึกในทิศทางตามแนวแกนและโครงสร้างมีความหนาแน่นและสม่ำเสมอ
(3) ระบบชั่งน้ำหนักอิเล็กโทรดและระบบควบคุมอัตราการหลอมที่มีความแม่นยำสูงมาก
(4) อุปกรณ์นั้นเรียบง่ายและใช้งานได้สะดวก ข้อเสียคือไม่สามารถระบายการปนเปื้อนของแท่งโลหะโดยตะกรัน
ติดต่อเราสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม. ขอขอบคุณ
นิโคล
บริษัท: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
ประเทศ:จีน
เพิ่ม: ถนนเป่าติ จินไถ เมืองเป่าจี ส่านซี ประเทศจีน
เซลล์: บวก 86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
เว็บไซต์:www.jm-titanium.com
