Producerea lingourilor de titan sub forma masiva

Producerea lingourilor de titan sub forma masiva

Pentru obtinerea lingourilor de Ti si a aliajelor de titan exista mai multe procedee utilizate in practica industriala.Tehnologia optima de topire se alege in functie de calitatea si cantitatea materialului care urmeaza a fi obtinut,de destinatia si gradul de utilizarea deseurilor.

a)Topirea in cuptor cu arc cu electrod consumabil

Pornind de la materiile prime constituite din burete de titan,prealiaje si eventual cantitati moderate de deseuri de dimensiuni reduse,de compozitie chimica cunoscuta si curatite in prealabil;principalele operatii tehnologice sunt: amestecarea,compactizarea si dubla topire sub vid.

Amestecarea: materiile prime sunt amestecate manual sau mecanic astfel incat sa se obtina compozitia chimica globala a aliajelor de elaborat.

Compactizarea: in vederea pregatirii electrodului de prima fuziune are loc compactarea pe prese hidraulice,iar bara unitara se obtine prin sudarea cu electrod refractar a compactelor in vid sau gaz inert sau in aer cu protectie locala contra poluarii atmosferice.

Fig.1.2 Schema de principiu a cuptorului cu electrod consumabil in vid

Procesul se desfasoara in vid sau atmosfera inerta la temperatura de 1700^oC.

Topirea se realizeaza prin arcul format intre cristalizor si electrodul consumabil.Utilizarea cuvei din cupru,racit initial cu apa si in prezent cu aliaj Na-K,permite eliminarea problemelor puse in reactivitate deosebita a Ti topit,datorita crustei de titan formata pe peretii creuzetului.Creuzetul de cupru este plasat intr-ul "water jacket" si constituie catodul unei alimentari electrice de joasa tensiune.

Electrodul care constituie anodul este fixat de portelectrod care culiseaza in partea superioara a cuptorului.O infasurare asigura omogenizarea topiturii.

Lingourile obtinute din prima fuziune au diametrul 400-600 mm.Ele sunt curatate si din nou asamblate pentru a constitui electrozii celei de-a doua retopiri cu electrod consumabil in creuzet cu diametrul superior de 100 mm,fata de prima topire.

Prima topire constituie o operatiune prin care se obtine lingoul si de purificare prin eliminarea Mg,Cl₂,H₂,MgCl₂,a doua topire fiind condusa astfel incat sa asigure calitatile metalurgice ale aliajului si omogenizarea chimica si fizica a lingoului.

Pentru asigurarea unei puritati si omogenizarii cat mai avansate sau pentru realizarea cerintelor de tenacitate la rupere a pieselor masive se poate face si o a treia retopire.

b)Topirea in cuptor cu arc cu electrod neconsumabil

Electrodul neconsumabil este confectionat din cupru si racit cu apa.Materiile prime sunt introduse progresiv in cuptor in timpul topirii sarjei.Dezavantajul metodei este impurificarea baii lichide cu materialele electrodului,principalul avantaj fiind ca se poate topi o sarja cu un continut de deseuri sub 80%.

c)Topirea in cuptor cu fascicol de electroni

Cuptoarele de topire in vid pentru obtinerea titanului si a aliajelor sale functioneaza pe baza transformarii in caldura a energiei unui fascicol de electroni,accelerati intr-un camp electric care bombardeaza suprafata incarcaturii metalice,care urmeaza a fi topita.

Dezavantajul procedeului consta in supraincalzirea locala a materialului si pierderi prin evaporare a elementelor de aliere.

d)Topirea in cuptor cu plasma

Aceasta metoda se bazeaza pe utilizarea energiei termice a plasmei la topirea incarcaturii metalice.

Fig .1.3. Schema de principiu a cuptorului cu electrod neconsumabil in vid