ВВЕДЕНИЕ
Вольфрам как элемент был открыт в 1781 г., а через два года из руды впервые была выделена вольфрамовая кислота и получен порошок вольфрама. С конца 19 века вольфрам начали широко использовать в качестве легирующей добавки к вольфрамовым сталям
С 1927 г. вольфрам в виде карбида начали использовать в производстве твердых сплавов, играющую важную роль в современной технике в качестве материала для изготовления режущего инструмента.
Порошкообразный вольфрам можно получить восстановлением его соединений, главным образом WO3 , различными восстановлениями. Наибольшее распространение в промышленной практике получил метод воcстановления WO3 в среде водорода.
Аналог данного производства существует в цехе №8 на предприятии ОАО «КЗТС».
Порошкообразный вольфрам получают в печах сопротивления косвенного действия, которые являются самыми массовыми электрическими печами с широким диапазоном параметров, разнообразным техническим назначением, как следствие разным уровнем техноэкономическим показателей. Для промышленных печей сопротивления косвенного действия коэффициент полезного теплоиспользования КПТ колеблется от 15% до 70%.
Работа любой электрической печи и степень совершенства ее конструкции характеризуется такими показателями, как КПД, производительность и удельный расход электроэнергии на единицу обрабатываемого металла. Эти характеристики связаны с мощностью печи, ее геометрическими размерами, емкостью и другими параметрами. Анализ этих взаимосвязей позволяет установить пути усовершенствования конструкции печи и режима ее работы. Анализ показывает, что чем больше подводимая к печи мощность, тем короче будет время нагрева и выше ее производительность при данной емкости печи. Производительность печи при данной мощности возрастает при сокращении неизбежных периодов простоя и технической выдержки.
При конструировании электрических печей необходимо обеспечивать такую величину тепловых потерь, которая приведет к ƞт >0,8. Величина тепловых потерь пропорциональна теплоотдающей поверхности печи, поэтому с увеличением емкости печи, когда соотношение между теплоотдающей наружной поверхностью и массой садки уменьшается, снижается удельный расход электроэнергии. Однако емкость печи следует выбирать совместно с ее мощностью, так как при взаимно-противоположном изменении этих двух параметров можно получить одну и туже производительность. Поэтому в каждом отдельном случае необходимо проведение подобного технико-экономического анализа, задачей которого должно быть отыскание таких величин мощности и емкости, которые бы обеспечивали заданную производительность рассматриваемой печи и соответствовали бы наименьшим суммарным расходам, приходящимся на единицу продукции.
1. ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1.1 Теоретические основы процесса восстановления тугоплавких металлов
Известны следующие способы получения вольфрама из его соединений:
1.Восстановление трехокиси вольфрама водорода
2.Восстановление трехокиси вольфрама или вольфраматов (CaWO4 и др.) углеродом.
3. Восстановление галогенидов (WF6, WCI6) водородом.
4. Металлотермическое восстановление окислов или вольфраматов (магнием, алюминием и др.)
5. Термическая диссоциация карбонила вольфрама.
6. Электролитическое получение вольфрама в расплавленных средах.
Наиболее распространен в промышленной практике способ восстановления WO3 водородом. Получаемый в результате восстановления порошкообразный вольфрам используют для производства компактного металла, получения карбида вольфрама и ряда сплавов. Порошки вольфрама, востановленные из WO3 углеродом, непригодны для производства пластичного вольфрама, так как они содержат включения его карбидов, что приводит к хрупкости и ухудшению обрабатываемости заготовок. Порошки углеродного восстановления иногда используют в производстве твердых сплавов ( для получения карбида вольфрама), однако и в этой области предпочитают применять вольфрам водородного восстановления. Разработаны и начинают применяться методы получения порошков вольфрама восстановлением водородом паров галогенидов. Получаемые при этом порошки с различной крупностью частиц (тонкодисперсные или крупные сферические порошки) отличаются высокой чистотой, в частности низким содержанием кислорода.
Метод термической диссоциации карбонила, а также восстановление галогенидов водородом используется для получения вольфрамовых покрытий на других металлах, графите или изделиях из керамики. Металлотермические способы получили распространение преимущественно в производстве ферровольфрама. Электролитические способы получения вольфрама неоднократно исследовались и продолжают изучаться. Однако они в настоящее время еще не нашли практического применения.
Было установлено, что в интервале температур 600-900° С восстановление проходит в четыре стадии соответстенно существованию четырех окислов вольфрама:
WO3+0,1H2=WO2,9+0,1H2O, (1)
WO2,9+0,18H2=WO2,27+0,18H2O, (2)
WO2,27+0,72H2=WO2+0,72H2O, (3)
WO2+2H2=W+2H2O, (4)
К порошкам вольфрама, предназначенным для производства ковкого металла методом порошковой металлургии, предъявляются определенные требования в отношении их гранулометрического состава. На практике используют порошки со средним размером частиц 2-3 мкм при колебаниях размеров от десятых долей микрона до 5-6 мкм. В производстве твердых сплавов на основе карбида вольфрама в зависимости от марки сплава используют тонкодисперсные, средней зернистости и крупнозернистые вольфрамовые порошки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
