Производство титана.

Промышленные способы получения титана и его основных соединений базируются на использовании в качестве исходного сырья титановых концентратов, содержащих не менее 92-94 % TiO2 в рутиловых концентратах, 52-65 % TiO2 в ильменитовых концентратах из россыпей и 42-47 % TiO2 в ильменитовых концентратах из коренных месторождений. В России ильменитовые концентраты используются главным образом в качестве сырья для выпуска диоксида титана и металла, а также выплавки ферросплавов и карбидов, а рутиловые – для производства обмазки сварочных электродов. Как правило, исходным материалом для производства титана и его соединений служит диоксид титана со сравнительно небольшим количеством примесей. В частности, это может быть рутиловый концентрат, получаемый при обогащении титановых руд. Однако запасы рутила в мире весьма ограничены, и чаще применяют так называемый синтетический рутил или титановый шлак, получаемые при переработке ильменитовых концентратов. Для получения титанового шлака ильменитовый концентрат восстанавливают в электродуговой печи, при этом железо отделяется в металлическую фазу (чугун), а невосстановленные оксиды титана и примесей образуют шлаковую фазу. Богатый шлак перерабатывают хлоридным или сернокислотным способом.

Концентрат титановых руд подвергают сернокислотной или пирометаллургической переработке. Продукт сернокислотной обработки — порошок диоксида титана TiO₂. Пирометаллургическим методом руду спекают с коксом и обрабатывают хлором, получая пары тетрахлорида титана TiCl₄: TiO₂+ 2C + 2Cl₂ =TiCl₄ + 2CO

Образующиеся пары TiCl₄ при 850 °C восстанавливают магнием: TiCl₄+ 2Mg = 2MgCl₂+ Ti

Полученную титановую «губку» переплавляют и очищают. Рафинируют титан иодидным способом или электролизом, выделяя Ti из TiCl₄. Для получения титановых слитков применяют дуговую, электроннолучевую или плазменную переработку.

3. Содержание

   • Цель, задачи и содержание дисциплины. Значение в технологической подготовке инженеров.
   • Виды современных конструкционных материалов.
   • Методы получения заготовок и их обработки
   • Технологические свойства конструкционных материалов.
   • Пути повышения качества и эффективности использования конструкционных материалов.
   • Основы металлургии. Производство чугуна в домнах. Продукция доменного производства и области ее применения.
   • Основы производства стали. Особенности процесса. Влияние процесса плавки на качество и свойства стали.
   • Производство стали в конверторах.
   • Производство стали в мартеновских печах.
   • Производство стали в электропечах.
   • Раскисление стали.
   • Способы разливки стали.
   • Строение и дефекты слитка кипящей стали.
   • Строение и дефекты слитка спокойной стали.
   • Ликвация. Химические неоднородности в стали.
   • Производство меди.
   • Производство титана.
   • Основы технологии литейного производства. Общая характеристика. Литейные сплавы и их свойства.
   • Ручная и машинная формовка. Формовочные и стержневые смеси.
   • Заливка литейных форм. Выбивка отливок. Очистка и обрубка отливок.
   • Специальные способы литья.
   • Литье по выплавляемым моделям.
   • Литье в оболочковые формы.
   • Центробежное литье. Получение труб литьем.
   • Литье в металлические формы.
   • Электрошлаковое литье.
   • Обработка металлов давлением. Упругая и пластическая деформация. Горячая и холодная обработка металлов давлением.
   • Прокатка. Сущность процесса. Продукция прокатного производства.
   • Прессование. Технологические процессы прессования.
   • Волочение. Понятие о технологическом процессе волочения.
   • Ковка. Сущность процесса и основные операции ковки.
   • Листовая штамповка.
   • Объемная штамповка.
   • Сущность процесса сварки, условия образования межатомных и межмолекулярных связей при сварке.
   • Классификация способов сварки. Строение и структурно-фазовые превращения при сварке.
   • Классификация способов сварки по состоянию металла в зоне соединения
   • Сварочная дуга, строение и условия устойчивости горения.
   • Сварочные материалы. Сварочная проволока. Электроды для ручной дуговой сварки, виды покрытий, типы и марки.
   • Источники питания сварочной дуги. Классификация и требования к источникам питания.
   • Технологические возможности способов электрической сварки плавлением. Ручная дуговая сварка. Области применения.
   • Полуавтоматическая дуговая сварка. Область применения.
   • Автоматическая дуговая сварка под флюсом. Область применения.
   • Анодно-механическая обработка заготовок.
   • Электрохимическая обработка заготовок.
   • Ультразвуковая обработка заготовок.
   • Способы нанесения покрытий.
   • Основные виды покрытий. Износостойкие и антикоррозионные покрытия.
   • Современные неметаллические конструкционные материалы. Разновидности и области применения.
   • Пластмассы. Классификация и область применения.
   • Способы изготовления изделий из термопластов. Экструзия, литье и штамповка.
   • Способы изготовления изделий из реактопластов. Формообразование, горячее прессование, методы литья, обработка в твердом состоянии, сварка и склеивание.
   • Порошковая металлургия. Сущность процесса получения деталей. Область применения.