Тема дипломной работы: Исследование получения комплексного сплава на основе титана из отечественных титановых руд

В настоящее время, главное направление в развитии черной металлургии связано не с наращиванием объема производства материалов,  как это происходило на протяжении ряда лет, а с повышением качества продукции при относительно невысоких темпах увеличения физических объемов производства. То есть производить конструкционный материал с меньшей металлоемкостью, но с более высоким уровнем механических свойств за счет введения в расплав легирующих элементов. Иногда эти элементы вводят в чистом виде, но, как правило в виде ферросплавов – сплавов железа с легирующими элементами. В условиях устойчивого дефицита металлургического сырья, особую актуальность приобретает вопрос получения ферросплавов с высоким содерджанием основных элементов из природных концентратов путем применения нетрадиционных технологий.

Ферросплавы – это сплавы железа с кремнием, марганцем, хромом, вольфрамом и другими элементами, применямые в производстве стали для улучшения ее свойтсв и легирования. Вводить в сталь нужный элемент не в виде чистого металла, а в  виде его сплава с железом удобнее вследствие более низкой температуры его плавления и выгоднее, так как стоимость ведущего элемента в сплаве с железом ниже по сравнению со стоимостью  технически  чистого металла. Основными потребителями ферросплавов являются металлургические предприятия – производители низколегированных марок сталей, а также металла, обладающего специальными свойствами, используют в технологическом цикле значительное количество различных легирующих и модифицирующих присадок. 

Для получения требуемых показателей при выплавке сталей используют значительные количества ферросплавов, влияющих на расход и состав основных компонентов шихты, энергоносителей, вспомогательных материалов, а, кроме того, на технологический цикл производства. Поэтому большое значение имеет содержание основного компонента в используемом ферросплаве. Чем выше этот показатель, тем ниже расход ферросплава на единицу готовой продукции и соответственно меньше примесей в нем, влияющих на структуру получаемых сплавов. Например, при производстве трубной стали марки 09-10Г2БТ конвертерным способом, в ковш с металлом, при массе плавки 330 тонн, присаживают до 16 тонн ферросплавов, что в значительной степени влияет на материальный и тепловой баланс, а также расход энергоносителей. В этом случае определяющую роль играет содержание основных элементов в используемых ферросплавах в части ограничения суммарной массы присадки, обеспечения максимальной степени их усвоения и уменьшения времени усреднения расплава по температуре и химическому составу. 

Одной из основных тенденций развития металлургияеской промышленности является использование так называемых чистых компонентов шихты и ферросплавов с высоким содержанием основных элементов. Это позволяет значительно снизить себестоимость готовой продукции и обеспечить требуемые эксплуатационные показатели. Одним из самых расспрастраненных и эффективных ферросплавов является ферротитан.

Титан, как правило, в виде ферротитана применяют при производстве стали для раскисления, легирования и дегазации [2]. При производстве нержавеющих и жароупорных сталей титан связывает углерод в карбид титана, что улучшает свариваемость и сопротивляемость коррозии. Стали, обработанные титаном или содержащие некоторое количество его, обладают повышенными механическими свойствами. Благодаря высокому сродству к кислороду и азоту титан применяют для раскисления стали и очистки от растворенного в ней азота (с азотом титан образует нерастворимый в сталях нитрид). Очистка стали от примесей кислорода и азота способствует образованию тонкой и плотной структуры стали, обладающей повышенными механическими свойствами. Титан связывает не только кислород и азот, но также и серу, образуя прочные сульфиды. Этим устраняется образование в структуре стали межзерновых прослоек легкоплавкой эвтектики Fe-FeS, вызывающей красноломкость стали. Наряду с этим титан входит в состав марганцовистых, хромистых, хромомолибденовых и хромоникелевых сталей предохраняя их от межкристаллитной коррозии карбидов (МКК). Карбид титана (TiC), обладает высокой твердостью и тугоплавкостью, входит в состав титановольфрамовых инструментальных твердых сплавов. В цветной металлургии некоторое количество титана в чистом виде добавляют в состав сплавов цветных металлов, улучшая их физико-механические и антикоррозионные свойства.