производство ферротитана из руды

Когда говорят про производство ферротитана, часто представляют чёткую схему: руда → плавка → сплав. На деле, между этими стрелочками — масса подводных камней, особенно когда речь идёт именно о работе с сырьём, а не с готовым титаномагнетитом или шлаками. Многие, особенно те, кто только заходит в тему, думают, что главное — это температура в печи. А на самом деле, всё начинается гораздо раньше, с подготовки шихты, и здесь кроется первая ошибка, которая потом аукается низким выходом и нестабильным составом.

Сырьё: не всякая руда годится

Итак, руда. Казалось бы, ильменит, титаномагнетит — бери и плавь. Но содержание TiO2 — это ещё не всё. Важна структура. Помню, на одном из старых участков пытались использовать руду с, казалось бы, приличным содержанием, но она была сильно окисленной, с большим количеством глинозёма. В печи всё ?заплывало?, шлак получался вязкий, титан уходил в него, а не в сплав. Пришлось срочно менять поставщика, потому что свои карьеры такой руды не давали. Это был дорогой урок.

Сейчас, в рамках нашей работы в ООО Аньян Гаосинь Огнеупорные Материалы, подход к сырью системный. Мы не просто покупаем руду по паспорту, а обязательно делаем пробные плавки на небольшой печи. Смотрим на поведение шихты, на спекаемость, на летучесть. Для производства ферротитана важна восстановимость, а она сильно зависит от мелких, на первый взгляд, примесей. Иногда выгоднее взять руду с чуть меньшим содержанием титана, но более чистую по фосфору и сере — себестоимость конечного продукта в пересчёте на полезный компонент оказывается ниже.

И ещё момент — гранулометрия. Слишком мелкая фракция улетучивается, слишком крупная — не успевает полноценно восстановиться. Приходится искать баланс и, часто, дробить и классифицировать сырьё самостоятельно. Это дополнительные затраты, но без них стабильного качества не добиться.

Восстановление: уголь — это не просто топливо

Основной восстановитель — кокс или антрацит. Здесь тоже полно тонкостей. Зольность — враг номер один. Зола — это дополнительные оксиды, которые переходят в шлак, меняют его основность и физические свойства. Приходится подбирать восстановитель под конкретную руду. Иногда идём на смешивание, например, часть кокса, часть древесного угля для повышения пористости шихты.

Важнейший параметр — количество восстановителя. Недостаток — титан останется в шлаке в виде оксидов. Избыток — он начнёт восстанавливаться до карбидов, сплав получится хрупким, ?грязным?. Расчёт шихты — это всегда компромисс, основанный на опыте и данных предыдущих плавок. Ни одна формула из книги не даст точного ответа, потому что сырьё всегда имеет колебания. Мы в Аньян Гаосинь часто ведём журналы плавок, куда записываем не только составы шихты, но и, например, влажность угля на конкретную партию — это влияет на тепловой баланс.

Сама плавка в рудовосстановительной печи — процесс не мгновенный. Нужно выдержать определённый температурный профиль, дать время на реакции. Слишком быстро — недовосстановление. Слишком долго — перегрев и повышенный угар. По цвету пламени, по виду шлака (когда его берут пробником) опытный мастер может сказать, как идёт процесс. Это та самая ?ручная? работа, которую автоматикой не заменишь до конца.

Шлаковый режим и огнеупоры

Это, пожалуй, самый критичный для долговечности агрегата этап. Шлак при производстве ферротитана агрессивен — он обладает высокой химической активностью и хорошей текучестью. Если неправильно подобрать основность (отношение CaO к SiO2), шлак разъест футеровку печи за несколько плавок.

Здесь наш профиль в ООО Аньян Гаосинь Огнеупорные Материалы как производителя огнеупоров становится ключевым. Мы не только делаем сплавы, но и сами разрабатываем и испытываем материалы для футеровки. Для таких процессов часто идёт периклазохромитовая кладка. Но важно не просто купить кирпич, а понимать, как он поведёт себя под нагрузкой именно с этим типом шлака. Мы проводим тесты на стойкость, моделируя условия в печи. Иногда приходится добавлять в шихту флюсы (известь, доломит) не только для получения нужного состава сплава, но и для ?привязки? шлака, снижения его агрессивности по отношению к футеровке.

На одном из проектов была проблема с быстрым прогаром стен в зоне шлакового пояса. Стали анализировать. Оказалось, в руде был повышенный глинозём, и шлак ?потерял? текучесть, стал более вязким, но при этом активно налипал на стенки, образуя настыли, которые потом отслаивались и уносили за собой куски огнеупора. Решение нашли в корректировке шихты и небольшом увеличении температуры — шлак стал более однородным и менее липким.

Получение и разливка сплава

Когда процесс пошёл правильно, ферротитан скапливается на лещади. Тут важно правильно организовать выпуск. Температура сплава высокая, он склонен к повторному окислению. Выпускаем вместе со шлаком, чтобы он меньше контактировал с воздухом. Потом — в ковш, и на разливку.

С разливкой свои сложности. Ферротитан — не чугун, он застывает иначе. Нужны специальные изложницы, часто с покрытием, чтобы слиток легче отделялся. Скорость разливки, температура металла в ковше — всё это влияет на внутреннюю структуру слитка, на отсутствие раковин и трещин. Если поторопиться, получится брак, который потом придётся переплавлять, а это прямые убытки.

После остывания — дробление, классификация по фракциям. Для разных потребителей нужна разная крупность: сталеплавильщикам — покрупнее, для порошковой металлургии — почти песок. Дробить нужно аккуратно, чтобы минимизировать образование мелочи, которую потом сложно продать. Всё это — звенья одной цепи, где каждое влияет на экономику всего производства.

Контроль качества и обратная связь с потребителем

Готовый ферротитан — это не просто куски металла. Это продукт с жёсткими требованиями по составу: Ti, Al, Si, C, P, S. Каждую партию мы обязательно анализируем в собственной лаборатории. Спектрометр — наш главный судья. Бывает, по всем параметрам сплав в норме, но потребитель жалуется на плохое усвоение титана в его стали. Значит, что-то упустили. Может, неметаллические включения, может, газонасыщенность.

Поэтому для нас, как для производителя, который также глубоко погружён в тему огнеупоров и металлургических процессов, важен не просто факт продажи. Важен диалог с заводом-потребителем. Понимание, в каких марках стали он использует наш ферротитан, с какими проблемами сталкивается. Эта обратная связь позволяет нам возвращаться к началу цепочки — к подготовке шихты — и вносить точечные корректировки. Например, чуть уменьшить содержание алюминия в восстановительной смеси или добавить раскислитель на этапе выпуска сплава.

Производство ферротитана из руды — это не конвейер. Это живой технологический процесс, где многое зависит от опыта, внимания к деталям и готовности постоянно учиться и адаптироваться. На сайте ООО Аньян Гаосинь Огнеупорные Материалы мы стараемся отражать не просто список продуктов, а именно этот комплексный подход, когда знание о поведении материалов в агрессивных средах помогает делать не просто ферросплавы, а именно те ферросплавы, которые решают конкретные задачи металлургов. Ведь в конечном счёте, ценен не сам слиток, а тот эффект, который он даёт в готовой стали.