Металотермія

МЕТАЛОТЕРМÍЯ  — металургійні процеси отримання металів з їхніх сполук (оксидів, галідів, комплексних тощо) шляхом відновлення більш активними металами (Al, Mg, Si та іншими), що супроводжуються виділенням тепла. В основі цього процесу лежать окиснювально-відновлювальні реакції. Узагальнену металотермічну реакцію можна представити рівнянням

p/n МnХm + mМ’ = рМ + m/n М’nХр — ΔН0T,

Залежно від теплового балансу металотермічного процесу метали виготовляють у злитковому, губчастому чи дисперсійному виглядах. Відповідно до вимог щодо чистоти отримуваних металів відновлювальне плавлення проводять на повітрі, у вакуумі чи в середовищі інертного газу. Попереднє нагрівання здійснюють в електричних печах опору, індукційних або газових печах. Для отримання хімічно активних металів використовують герметичні метал. тиглі, які іноді вміщують у герметичні метал. реторти. Реактор (тигель) для проведення відновлювального плавлення є пересув. ємністю, яку футерують вогнетрив. матеріалами, напр., магнезитчною цеглою. Вихідні компоненти для відновлювального плавлення попередньо подрібнюють та завантажують у бункер, звідки вони надходять у барабан. змішувач для створення однорід. за складом шихти. Отриману шихту направляють за допомогою завантажувального пристрою у тигель. Пил, який утворюється при цьому, уловлюють та направляють на газоочищення. Тигель нагрівають за допомогою електропечі, в шихту опускають електроди та запалюють електричну дугу для ініціювання металотермічної реакції. Після закінчення відновлювального плавлення з тигля зливають утворені продукти у футеров. виливницю, в якій здійснюють їхнє охолодження. Злиток металу формують тоді, коли тепла, що виділяється, достатньо для розплавлення та розшарування метал. і шлак. фаз в умовах інтенсив. тепловідведення через стінки, дно тигля та з відкритої поверхні розплаву. На практиці отримання злитка металу металотермічним способом обмежене т-рою плавлення найтугоплавкішого та т-рою кипіння найлеткішого продуктів металотерміч. реакції. Зазвичай умови проведення відновлювальних плавлень визначають на основі термодинаміч. аналізу металотерміч. реакцій. Їх обирають після встановлення залежності складу продуктів металотерміч. реакції від температури нагрівання. Надлишок відновлювача призводить не лише до зниження температури продуктів унаслідок затрат тепла на його нагрівання, але й до зміни температури їхнього плавлення та кипіння. У цьому випадку вивчають діаграми стану, які описують залежність температури фазових перетворень від складу системи. Позапіч. процес проводять у тиглях, які не обігрівають, у тих випадках, коли тепла, що виділяється унаслідок перебігу реакції відновлення, достатньо для отримання продуктів взаємодії у рідкому стані та досягнення у повній мірі розшарування метал. і шлак. фаз. Відповідно пічний процес застосовують тоді, коли тепла, що виділяється, недостатньо для розплавлення та необхід. перегрівання рідких продуктів відновлювал. плавлення. Для отримання чистих металів вміст домішок у компонентах металотерміч. шихти має бути мінімальним. Під час відновлювального плавлення використовують остружини, гранули, порошок металу-відновлювача та порошок відновлювальної сполуки з визначеним складом фракції. З метою покращення контакту між компонентами металотермічної суміші, зменшення поверхні теплообміну, а також для збільшення маси завантажуваної в тигель металотермічної суміші іноді шихту брикетують. Для видалення сорбов. газових домішок з поверхні вихідних речовин і футерівки тигель з шихтою вакуумують, після чого створюють у системі інертну атмосферу.

Найпоширеніший спосіб отримання метал. урану — металотермічне відновлення оксидів і тетра­фториду урану. Кальцій і магній практично нерозчинні в урані, ок­сиди та фториди урану — термічно стійкі речовини. Під час відновлення оксидів урану кальцієм або магнієм теплові ефекти реакцій

UO2 + 2Са = U + 2СаО,

UO3 + 3Са = U + 3СаО,

UO2 + 2Mg = U + 2MgO,

UO3 + 3Mg = U + 3MgO

є достатніми лише для розплавлення урану. Шлак, що утворюється унаслідок реакцій, перебуває у твердому стані. За цих умов уран отримують у вигляді дріб. гранул. Температура продуктів металотермічних реакцій

UF4 + 2Са = U + 2СаF2, UF4 + 2Mg = U + 2MgF2,

навпаки, перевищує температуру плавлення не лише урану, але й шлаку. Завдяки цьому у повній мірі забезпечується розшарування метал. і шлак. фаз, що дозволяє отримувати уран у вигляді компакт. злитка. Вартість магнію, а також його питомі затрати на одиницю маси отриманого урану менші, ніж кальцію. Однак, унаслідок кальцієтерміч. процесу маємо переважно вищий вихід урану в злиток і тому простіше видобувати метал із шлаку. Крім того, отримання злитка урану за допомогою магнію можливе лише за умови поперед. нагрівання шихти, а через високий тиск парів магнію металотерміч. процес проводять тільки у герметич. реакторі. Кальцієтерміч. процес здійснюють в апараті відкритого типу без поперед. нагрівання шихти, тобто позапіч. способом. За аналогією з ураном, кальцієтерміч. відновленням діоксиду або тетрафториду плутонію отримують й метал. плутоній. Унаслідок реакції РuO2 + 2Са = Рu + 2СаО виробляють гранули плутонію, а внаслідок реакції РuF4 + 2Са= = Рu + 2СаF2 — плутоній у компакт. вигляді. З метою збільшення розміру частинок торію, які виникають при відновленні його діоксиду, в металотермічну шихту (як і при відновленні оксидів урану та плутонію) додають хлорид кальцію, що у розплавленому стані розчиняє на поверхні метал. частинок тугоплав. ок-сид кальцію. На відміну від кальцієтерміч. відновлення тетра­фторидів урану та плутонію, тепл. ефект реакції ТhF4 + 2Са = =Тh + 2СаF2 недостатній для розплавлення тугоплав. торію та отримання його у вигляді злитка. Для зменшення температури плавлення металу та збільшення тепл. ефекту в металотермічну шихту додають хлорид цинку. Сплав торію з 6–7 % цинку, який виникає унаслідок відновлювал. плавлення за реакцією

ТhF4 + (2 + х)Са + хZnСl2 = Тh + хZn + 2СаF2 + +хСаСl2,

нагрівають у вакуумі для відганяння легколеткого цинку. При цьому торій лишається у вигляді губки, яку переплавляють для отримання компакт. металу.

Осн. пром. способи виробництва метал. титану — магніє- і натрієтермічне відновлення тетра­хлориду титану. Магнієтермічне відновлення тетрахлориду титану проводять у герметич. метал. реакторі в атмосфері інерт. газу. В реактор завантажують розплавлений магній, а зверху подають рідкий тетрахлорид титану. Реакція відновлення відбувається ступінчасто — через утворення нижчих хлоридів титану.

Сумарне рівняння реакції: ТіСl4 + 2Мg = Ті + 2MgСl2.

Для запобігання взаємодії з продуктами металотерміч. реакції стінки реактора охолоджують. Рідкий шлак періодично зливають з реактора. Після проведення металотерміч. процесу в реакторі залишається реакційна маса, що складається з титан. губки, пропитаної хлоридом магнію з надлишк. кількістю метал. магнію та невеликою кількістю нижчих хлоридів титану. Для ві­докремлення легколеткого магнію та його хлориду від титан. губки застосовують вакуумну ди-стиляцію. Продукти реакції можна також відділити гідрометалург. методом — вилуговуванням реакцій. маси розбавленою хлористою кислотою. Як пром. відновник тетрахлориду титану застосовують і натрій. Унаслідок розчинення натрію та нижчих хлоридів титану в хлориді натрію зменшується час їхнього переходу в газову фазу. Тому ступінь використання натрію досягає 98–99,5 %, що дозволяє проводити процес без надлишку металу-відновника. Через ни-зьку температуру плавлення натрію його легше порівняно з магнієм подавати у реактор. Вироб-во губчастого цирконію або гафнію також здійснюють магніє- або кальцієтерміч. відновленням. Осо-бливістю магнієтерміч. відновлення тетрахлоридів цирконію та гафнію є завантаження відразу відновлювал. сполуки у твердому вигляді у кількості потрібній на весь процес. Відновлення розпочинається після розплавлення магнію в нижній частині герметич. реактора та випаровування хлориду зі стакану, що розташ. над відновлювачем. Як і при відновленні титан. губки, реакції відновлення вирізняються багатьма стадіями.

Сумарні рівняння реакцій: ZrСl4 + 2Мg = Zr + 2МgСl2, НfСl4 + 2Mg = Hf + 2MgСl2.

Цирконієва та гафнієва губки більш пірофорні, ніж титанова. Водночас цирконієва губка має меншу пористість, ніж титанова, тому її важче сепарувати. Після вакуум. дистиляції губку переплавляють для отримання компакт. металу. Гафній і цирконій отримують також у вигляді дрібнозернистих порошків унаслідок відновлення їх діоксидом кальцію або гідридом кальцію:

МеO2 + 2Са = Ме + 2СаО, МеO2 + 2СаН2 = МеН2 + 2СаО + Н2, де Ме — Zr або Hf.

Для проходження реакції шихту нагрівають в атмосфері аргону в герметич. сталевому апараті. Продукти реакції подрібнюють, обробляють водою та розбавленою соляною кислотою для видалення оксиду кальцію.

Метал. ванадій можна отримати унаслідок відновлення його оксидів і галогенідів кальцієм, алюмінієм, літієм, натрієм, калієм, цирконієм. Найпоширеніші кальціє- і алюмінієтермічні способи відновлення ванадію. Тепл. ефект реакції V2O5 + 5Са = 2V + 5СаО є достатнім для розплавлення ванадію, який утворюється. Для отримання великих корольків ванадію у металотермічну шихту додають флюс — хлорид кальцію. Процес проводять у печі в герметич. футеров. тиглі. Унаслідок алюмінієтерміч. відновлення V2O5 утворюється сплав ванадію з алюмінієм:

3V2O5 + (10 + х)Аl = 6V + хАl + 5Аl2O3.

Алюміній відганяють від ванадію розплавом, витриманим у вакуумі. Пром. способом отримання ніобію і танталу є натрієтермічне відновлення їхніх комплекс. фторидів:

5Na + К2NbF7 = Nb + 2КF + 5NaF, 5Na + К2ТаF7 = Та + 2КF + 5NаF.

Відновлення здійснюють у сталевому тиглі. Зверху металотермічну шихту засипають шаром хлориду натрію, який утворює зі шлаком легкоплавну суміш, що захищає метал. порошок від окислення. При такому позапіч. процесі отримують тонкодисперсні порошки металів. Більш крупнозернистий порошок металів з меншим вмістом кисню утворюється після нагрівання тигля з продуктами взаємодії в печі. Вищі тех.-екон. показники характерні процесу алюмінієтерміч. відновлення оксиду ніобію. Відновлювал. плавлення ніобію проводять позапіч. способом у сталевому футеров. тиглі в атмосфері аргону. Унаслідок проходження реакції 3Nb2O5 + (10 + х)Аl = 6Nb + xА1 + 5Аl2O3 отримують компакт. злиток сплаву ніобію з алюмінієм. Після відганяння алюмінію нагріванням сплаву у вакуумі ніобій рафінують за допомогою електронно-променевого переплавляння. Алюмінієтерміч. спосіб застосовують і для отримання танталу з його оксидів Та2O5. Однак, унаслідок вищої (порівняно з ніобієм) температури плавлення танталу та його сплавів з алюмінієм для отримання металу у вигляді злитка необхідне додатк. підведення тепла.

Легкоплавкі рідкісноземельні метали (РЗМ) виробляють кальцієтерміч. відновленням їхніх хлоридів: 2LuСl3 + 3Са = 2Lu + 3СаСl2. Відновлювал. плавлення проводять у сталевих футеров. тиглях в атмосфері аргону, шихту нагрівають до ініціювання реакції. Під час проведення процесу в малому масштабі в шихту додають іод (домішка для виділення тепла), функції флюсу виконує іодид кальцію, який утворюється унаслідок реакції Са + I2 = СаI2. За допомогою цього способу виготовляють РЗМ у вигляді щільного злитка, який добре відділяється від шлаку. Кальцій (до 2 %), який у них міститься, видаляють переплавлянням металів у вакуумі. Висока леткість хлоридів слугує перешкодою для формування злитків більш тугоплавких металів. Скандій і тугоплавкі РЗМ (Y, Gd, Тb, Dy, Но, Еr, Тm, Lu) отримують у компакт. вигляді в результаті кальцієтерміч. відновлення їхніх фторидів. Металотерміч. процес здійснюють у тантал. тиглі в атмо­сфері аргону. Тепл. ефект реакції 2LuF3 + 3Са = 2Lu + 3СаF2 недостатній для розплавлення продуктів, що утворюються. Тому після проходження реакції нагрівають тигель у печі та витримують метал і шлак у рідкому стані для забезпечення пов­ного розслоювання фаз. Фториди самарію, європію та ітербію відновлюють кальцієм лише до двовалент. стану, напр., 2SmF3 + Са = 2SnF2 + СаF2. Метал. самарій, європій і ітербій отримують відновленням їхніх оксидів лантаном:

Sm2O3 + Lа = Sm + Lа2O3.

Спосіб ґрунтується на значно вищому тиску парів цих металів, ніж лантану, що дозволяє зрушувати рівновагу металотерміч. реакції в напрямку утворення необхід. продукту. Замість лантану як відновник оксидів самарію, європію й ітербію можна використовувати церій або мішметал. Оксиди самарію, європію, ітербію можна відновлювати до металів також і кальцієм, якщо в шихту ввести метал, який утворює з ними сплав. Відомий спосіб отримання самарій-кобальт. сплаву за реакцією Sm2O3 + хСо + 3Са = 2Sm + хСо + 3СаО. Через високу температуру плавлення шлаку продуктами взаємодії є дрібні частинки сплаву.

Пром. спосіб отримання метал. берилію — металотермічне відновлення його фториду за реакцією ВеF2 + Mg = Ве + MgF2. Процес здійснюють в атмосфері аргону в графіт. тиглях, які нагрівають в індукц. печах. Уміст відновника в шихті складає лише 75 % від кількості, необхідної за стехіометрією реакції. Це необхідно для досягнення ефекту використання у повній мірі магнію, для якого при т-рах перебігу металотерміч. реакції властивий високий тиск парів. Надлишк. кількість фториду берилію виконує функції флюсу. Унаслідок проходження реакції берилій утворюється у твердому стані, тому після її завершення продукти відновлювал. плавлення нагрівають у печі для розплавлення берилію. Корольки берилію, які мають меншу густину, ніж шлак, плавляться, спливають на поверхню шлаку та формують на ній злиток металу. Під час охолодження тигля метал кристалізується швидше від шлаку, що дозволяє вилучати злиток берилію з розплавів солей. Солі з поверхні злитка берилію розчиняють у воді. Фторид берилію вилучають зі шлаку в процесі вилуговування розчином фториду амонію. Нерозчин. осад, який складається з фториду магнію, після перероблення використовують як флюс у процесі відновлення. На завершал. стадії берилій рафінують переплавлянням злитків у вакуумі.

Характер. особливістю металотерміч. процесів отримання кольорових металів, а також феросплавів і лігатур (на відміну від виробництва рідкіс. металів) є відновлення не чистих солей, а рудних концентратів, що складаються як з цінних компонентів, так і зі знач. кількості домішок. Як відновник під час їхнього виробництва найчастіше використовують алюміній. Алюмінієтермічні реакції переважно супроводжуються знач. тепл. ефе-ктами, що дозволяє отримувати кольор. метали та феросплави у вигляді компакт. злитків.

Осн. матеріал для виробництва метал. хрому алюмінієтерміч. способом — оксид хрому. Хром у компакт. вигляді отримують позапіч. способом. До складу металотерміч. шихти входять сухий оксид кальцію (флюс) і натрієва селітра (домішка для виділення тепла). Спочатку частину шихти (10–15 % від заг. маси) завантажують у футеров. реактор, а на неї розміщують запалюв. суміш. Після загоряння запалюв. суміші на поверхню розплаву, що почав утворюватися, поступово завантажують ін. частину шихти.

Якщо металотермічну суміш нагрівати в печі, то можна не використовувати домішку для виділення тепла. Для отримання хрому у вигляді злитка є достатнім перегрівання продукту реакції Сr2O3 + 2Аl + хСаО = 2Сr + Аl2O3 + хСаО вище температури їхнього плавлення. Удосконалення виробництва метал. хрому по-в’язане з розробленням електропіч. способу проведення відновлювал. плавлення. За цим способом на поч. алюмінієтерміч. процесу на дно футеров. тигля завантажують металотермічну суміш (запалюв. частину шихти), склад якої не відрізняється від шихти для позапіч. плавлення хрому та яка містить 10 % від усієї кількості алюмінію й оксиду хрому. Після загоряння суміші в розплавлений шлак опускають електроди електропіч. агрегата та завантажують рудну частину шихти, яка становить 20 % від заг. маси оксиду хрому. Потім з реактора видаляють електроди, а на поверхню розплаву подають суміш із залишку алюмінію та всього флюсу (відновлювал. частина шихти). Після перебігу реакції (Сr2O3 + СаО + + MgО)ж + (Аl + Сr2O3)тв — Сrж + + (Аl2O3 + СаО + MgOж) метал і шлак мають розплавлений стан.

Метал. марганець отримують позапіч. алюмінієтерміч. способом. Початк. матеріалом для відновлювал. плавлення слугують піроксидні руди, які містять лише 84–94 % MnO2. Тому мета­лотерміч. спосіб отримання мар­ганцю застосовують у тих випадках, коли домішки, які переходять у метал, цьому не перешкоджають. Якщо відновлювати хімічно чистий оксид марганцю, то можна отримати метал з вмістом 99,5 % Мn. Тепл. ефект реакції між оксидом марганцю та алюмінієм настільки великий, що обумовлює бурхливий перебіг металотерміч. процесу, який призводить до викидань шихти із реактора. Тому піроксидні руди попередньо обпалюють для переведення МnO2 в нижчі оксиди марганцю. Для отримання марганцю з вмістом алюмінію не більше 0,5 % кількість відновника в шихті не повинна перевищувати 90 % від значення, необхідного за стехіометрією для реакції хМn2O3 + уМn3O4 + (2х + 8/3у)Аl = (2х + 3у)Мn + (х + 4/3у)Аl2O3. Як флюси використовують вапно (СаО) та плавик. шпат (СаF2).

Легувальні сплави призначені для введення до складу металів і сплавів легувал. елементів, що покращують властивість матеріалу. Як легувальні у знач. мірі використовують рідкісні метали. Для кращого засвоєння легувал. елементу його вводять в осн. матеріал у вигляді допоміж. сплавів (лігатур). У чорній металургії лігатури відрізняють від феросплавів, що застосовують не тільки для легування, але й для розкислення металів.

Осн. матеріали для проведення відновлювал. плавлення фероніобію — пірохлор. концентрат і тех. оксид ніобію. Піро­хлор. концентрат складається з мінералу пірохлору — (Са, Nа)2 (Nb, Тi)2О6 (О, ОН, F). Для проведення алюмінієтерміч. процесу вміст сукупності оксидів Nb2O5 та супутнього йому Та2O5 у тех. оксиді ніобію має бути не менше 85 %. Для отримання сплаву ніобію з залізом встановленого складу та покращення тепл. умов проведення процесу застосовують залізну руду, яка взаємодіє з алюмінієм зі знач. тепл. ефектом. У пром. масштабах фероніобій виробляють з тех. оксиду ніобію в нахил. футеров. реакторі. Шихту, яка містить флюси, поступово завантажують на розплав продуктів, які утворюються за реакцією Nb2O5 + Fе2O3 + + Аl + СаО + MgO → (Nb + Fе) ++ (Аl2O3 + СаО + MgO). Вміст ніо­бію в отриманому сплаві досягає 70 %. На відміну від тех. оксиду ніобію, пірохлор. концентрат містить підвищену кількість сполук (тепл. баласту), на нагрівання яких потрібно затрачати тепло. Тому відновлювал. плавлення фероніобію із застосуванням пірохлор. концентрату проводять електропіч. методом. Зовн. нагрівання дозволяє не завантажувати в шихту домішок-окиснювачів, що виділяють теп­ло. На першій стадії електропіч. процесу на дно реактора завантажують залізотермітну суміш, що складається із заліз. руди, алюмінію та вапна. Опускаючи у суміш електроди та запалю­ючи між ними електр. дугу, ініціюють металотермічну реакцію та витримують продукти, що утворюються, у розплавленому стані. На другій стадії на поверхню розплаву завантажують шихту, яка складається з пірохлор. концентрату, алюм. порошку, заліз. руди та частинок метал. заліза. Після завершення процесу продукти відновлювал. плавлення витримують у розплавленому стані для доосадження метал. крапель у злиток і зливають з реактора у виливницю. Фероніобій, який отримують унаслідок алюмінієтерміч. відновлення пірохлор. концентрату, містить (%): (Nb + Та) — 56–62, Si — 10–13, Аl — 2–6, Тi — 3–8. Для зменшення вмісту кремнію у сплаві існує спосіб з додатк. стадією окиснення продукту плавлення. За цим способом після закінчення відновлювал. процесу шлак зливають з реактора, а на поверхню розплавленого металу завантажують суміш вапна та ніо­бієвого концентрату, після чого барботують через рідкий метал кисень. Унаслідок продування розплаву киснем утворюється переважно оксид кремнію, який переходить у шлак. Однак при цьому відбувається й часткове окиснення ніобію. Для зменшення ступеню окиснення ніобію продування проводять при невеликій швидкості закачування кисню. Періодично подачу кисню взагалі припиняють для запобігання кристалізації металу.

Під час алюмінієтерміч. виробництва феротитану як сировину застосовують ільменіт. концентрат з вмістом мінералу ільменіту (FеТiO3) не меше 96,5 %. У шихту також додають залізну руду, кухонну сіль, вапно, кварцит і феросиліцій. Підвищення вмісту кремнію в алюмінієтерміч. шихті сприяє кращому вилученню титану в сплав. Це зумовлено тим, що титан утворює з кремнієм міцніші сполуки, ніж з алюмінієм. Для покращення тепл. балансу металотерміч. процесу ільменіт. концентрат подають на стадію шихтування безпосередньо після окислювал. обпалювання при т-рі 300–450 °С. Операцію шихтування поєднують з операцією подрібнення металу-відновника. В обертову змішувал. машину із завантаженим у неї ільменіт. концентратом під тиском нагнітають рідкий алюміній. Подрібнення алюмінію відбувається унаслідок стирання між шарами концентрату, що обертаються. Під час відновлювал. плавлення титану позапіч. способом спочатку на дно реактора завантажують та запалюють частину шихти, що складається із заліз. руди, алюмінію, феросиліцію та вапна. Потім на розплав порціями подають осн. частину шихти. Після завершення процесу в реактор вводять суміш із заліз. руди, алюм. порошку та вапна (залізотерміт. осаджувач). При цьому краплі заліза, що утворюються за реакцією Fe2O3 + 2Аl + СаО → 2Fe + Аl2O3 + + СаО, опускаючись у рідкому шлаці, коалесціюють з легшими краплями сплаву, що полегшує їхній перехід у злиток. Після витримання продуктів у розплавленому стані для досягнення кінцевого розслоювання метал зливають у ємність з нагрітими до 100–150 °С відходами титан. сплавів для отримання фериту титану відповід. складу. Шлак, що залишився в реакторі, зливають у виливницю або використовують для довідновлення оксиду титану, що у ній міститься. Отриманий феротитан містить 26–35 % Ti. Відношення вмістів алюмінію та кремнію до вмісту титану в сплаві (%): Al/Ti — 0,07–0,4, Si/Ti — 0,012–0,28. Шлак відновлювал. плавлення феротитану містить 12–16 % ТiO2. У промисловості феротитан отримують електропіч. способом, що дозволяє зменшити кількість заліз. руди або взагалі вилучити зі складу осн. частини шихти, й, відповідно, зменшити витрати алюмінію на відновлення. Електропіч. процес розпочинають з отримання на дні реактора рідкої ванни. Для цього в електр. печі плавлять частинки заліза, використовуючи розплав від поперед. відновлювал. плавлення, або запалюють металотермічну суміш, склад якої ідентичний залізотерміт. осаджувачу для позапіч. плавлення. Потім на поверхні рідкої ванни розплавляють рудну частину шихти, що складається з ільменіт. концентрату та вапна, після чого піднімають з розплаву електрод, дозовано завантажують осн. частину шихти на його поверхню та проводять відновлювал. плавлення. На завершал. стадії процесу для досягнення у повній мірі розслоювання металу та шлаку використовують залізотерміт. осаджувач і витримують шлак у електропечі в розплавленому стані.

Для отримання феровольфраму алюмінієтерміч. способом застосовують шеєліт. концентрат CaWO3 з вмістом WO3 не менше 55 %. Оскільки тепл. ефект реакцій недостатній для розслоювання металу та шлаку феровольфрам виробляють електропіч. способом. Відновлювал. плавлення проводять у реакторі з вугіл. футеруванням. Після завершення процесу зі стінок реактора видаляють утворені охолоді (залишки незлитого закристалізов. металу), а на поверхню рідкого шлаку невиликими порціями завантажують алюм. порошок для довідновлення сполук вольфраму. Залежно від марки феровольфрам містить (%): W — 71–85, Аl — 1,7–6, Мо — 0,3–7,0.

Металотермічні реакції використовують також для зварювання металів терміт. способом (див. Термітне зварювання).

Завантажити статтю