Postępowanie z resztkami prętów tytanowych: sortowanie, czyszczenie i recykling

Dlaczego warto odzyskać resztki pręta tytanowego

Odcinki prętów, prętów i rur tytanowych należą do cenniejszych pozostałości metali wytwarzanych w zakładach produkcyjnych. Metal przeszedł już przez redukcję Krolla i co najmniej jedną operację topienia próżniowego, a przetapianie czystych, posortowanych pozostałości kosztuje znacznie mniej niż rozpoczęcie od gąbki. Ta luka ekonomiczna jest powodem, dla którego każdy poważny warsztat oddziela pozostałości tytanu od złomu zmieszanego i identyfikuje je według gatunku, i dlatego też zanieczyszczenie gatunku jest traktowane jako poważne naruszenie jakości, a nie problem porządkowy.

Pozostałość dociera do dwóch fizycznie różnych strumieni, a każdy z nich potrzebuje własnej trasy. Pozostałości-podobne do okruchów, czyli wiórów i wiórów po obróbce, są zanieczyszczone płynem obróbczym i mogą zawierać fragmenty narzędzi. Pozostałości luzem, czyli końcówki prętów,-odcięte kawałki, kute bloki i odpady płyt, są w dużej mierze czyste, ale ich tożsamość jest niepewna i mają zanieczyszczone powierzchnie. Obydwa strumienie są obsługiwane zgodnie z wymaganiami specyfikacji materiału, z którego pochodzą, zazwyczaj ASTM B348 dla prętów i kęsów, ponieważ przetopiony produkt musi nadal spełniać wymagania chemiczne pierwotnego gatunku.

Droga pierwsza: przetwarzanie okruchów-jak pozostałości

Standardowy przebieg obróbki wiórów i wiórów obejmuje: zbieranie i sortowanie, kruszenie, czyszczenie, suszenie, przesiewanie, usuwanie-wtrąceń o dużej gęstości, mieszanie, kontrola, a następnie pakowanie i przechowywanie.

Dwa praktyczne punkty decydują, czy na tej trasie powstaje materiał nadający się do sprzedaży. Pierwszą z nich jest dyscyplina segregacji na maszynie: mieszanie wiórów klasy 5 z komercyjnie czystymi kawałkami powoduje obniżenie jakości całej partii i może sprawić, że nie będzie ona nadawała się do użytku w przypadku stopu o ograniczonej specyfikacji. Drugim jest kontrola wtrąceń, ponieważ pojedynczy fragment wkładki węglikowej, który przetrwa w wymiennej elektrodzie, staje się twardym defektem alfa w gotowym produkcie.

Droga druga: przetwarzanie pozostałości masowych

Końce prętów, przetarte krople, odrzucone odkuwki i pozostałości płyt podlegają krótszemu, ale wymagającemu{0}}ocenie procesowi: identyfikacja gatunku, cięcie na kontrolowaną długość, usuwanie zanieczyszczonej lub popękanej warstwy powierzchniowej, kontrola, następnie pakowanie i przechowywanie.

Identyfikacja stopnia. Przenośne analizatory fluorescencji rentgenowskiej lub emisji optycznej bezpośrednio mierzą skład chemiczny, natomiast mierniki przewodności-prądów wirowych i specjalne przyrządy do sortowania-stopów umożliwiają szybkie oddzielanie gatunków o czystości komercyjnej od stopów. Każdy element jest identyfikowany przed połączeniem z partią, a zapis jest prowadzony wraz z partią.

Cięcie na długość. Nożyce gilotynowe, nożyce krokodylkowe lub metody cięcia ściernego i termicznego pozwalają na uzyskanie nadwymiarowych pozostałości do długości odpowiadającej prasie elektrodowej i piecowi do topienia, a powierzchnia cięcia termicznego jest następnie ponownie przycinana, aby utlenianie i zanieczyszczenia nie przedostały się do stopu.

Czyszczenie powierzchni. Czyszczenie alkaliczne lub czyszczenie ultradźwiękowe usuwa plamy oleju i żelaza z płyty, pręta i rury. Trawienie lub śrutowanie usuwa zgorzelinę tlenkową, warstwę alfa i zanieczyszczenia z kutych bloków, końcówek kęsów i powierzchni ciętych termicznie.

Usuwanie usterek. Pęknięcia, zakładki i porowatość są szlifowane lub jakość elementu jest degradowana, ponieważ defekty powierzchniowe działają jako miejsca inicjacji podczas topienia i mogą powodować odrywanie się fragmentów od elektrody.

Kontrola i przechowywanie. Z każdą partią dostarczane są zweryfikowane zapisy dotyczące składu chemicznego, wymiarów i czystości, a materiał jest przechowywany w pomieszczeniu, suchy i segregowany według gatunku.

Przetapianie łuku próżniowego i przygotowanie elektrod

Przetapianie łukiem próżniowym materiałów eksploatacyjnych jest główną metodą przemysłową recyklingu pozostałości tytanu z powrotem do certyfikowanych wlewków. Trudność ma raczej charakter mechaniczny niż metalurgiczny: elektroda topiąca się musi mieć wystarczającą wytrzymałość w stanie surowym, aby pozostać nienaruszona po podaniu do łuku, tak aby luźne wióry nie mogły zostać po prostu wrzucone do pieca. Powszechnie stosowane są cztery metody przygotowania elektrod.

Zmieszaj okruchy lub drobne pozostałości z gąbką tytanową i dodatkami stopu zaprawy, wciśnij mieszankę w bloki elektrod na prasie hydraulicznej, a następnie zespawaj bloki w elektrodę topliwą. Jest to najpowszechniej stosowana metoda, w której zazwyczaj przyjmuje się do 40% ładunku pochodzącego z recyklingu.

Połącz pozostałości masowe tego samego-rodzaju w ustalonej proporcji, aby utworzyć-samospawalną elektrodę, która może osiągnąć 100% ładunku pochodzącego z recyklingu.

Użyj sprasowanego bloku elektrody jako rdzenia i owiń wokół niego określoną proporcję pozostałości płytowych i rurowych, uzyskując około 80% ładunku pochodzącego z recyklingu.

Wytwarzaj elektrody zużywalne z wlewków tego samego gatunku-o odpowiedniej specyfikacji, metodą spawania łukiem plazmowym argonem, uzyskując 100% wykorzystania pozostałości.

Frakcję pochodzącą z recyklingu, którą może przyjąć dany stop, ustala się na podstawie składu chemicznego pozostałości i specyfikacji gotowego produktu, a nie samego sprzętu do topienia. Pozostałości przy ścisłej kontroli składu chemicznego i czystych powierzchniach można przesunąć do górnej granicy zakresu, podczas gdy materiał zmieszany lub utleniony ogranicza się do zmieszania się z elektrodami-gąbkowymi.

Zasady bezpieczeństwa i porządkowania pozostałości tytanu

Drobne wióry i pył tytanowy są palne i mogą być piroforyczne. Przechowuj je w zamkniętych metalowych pojemnikach, trzymaj z dala od źródeł zapłonu i nigdy nie gromadź suchych cząstek na podłogach lub w kanałach wyciągowych.

Nigdy nie polewaj wodą płonącego stosu wiórów tytanowych; użyj specjalnego środka gaśniczego-z metalem klasy D i suchego piasku lub obojętnego proszku.

Trzymaj pozostałości tytanu oddzielnie od innych metali, aby uniknąć zanieczyszczenia i zachować wartość odsprzedaży.

Mokre wióry z chłodziwa na bazie wody-należy natychmiast wysuszyć, ponieważ wilgoć i drobne cząstki sprzyjają nagrzewaniu i wychwytywaniu wodoru.

Utrzymuj udokumentowany łańcuch dostaw dla każdej partii, aby operacja przetapiania mogła wykazać identyfikowalność aż do pierwotnego numeru wytopu.

Zamiana utylizacji pozostałości w zaletę

Warsztat, który traktuje pozostałości jako kontrolowany strumień materiałów, a nie śmieci, zyskuje trzy rzeczy: wartość odzyskiwalną, która rekompensuje koszt surowca, możliwy do obrony zapis identyfikowalności, który przetrwa audyty klientów i certyfikacje oraz mniej incydentów związanych z jakością spowodowanych mieszanym lub zanieczyszczonym wsadem. Minimalny wykonalny system jest wystarczająco prosty dla małego warsztatu: oznakowane pojemniki przy każdej maszynie, jedna przeszkolona osoba odpowiedzialna za weryfikację gatunku, udokumentowany zapis identyfikacyjny części masowych oraz jeden zatwierdzony podmiot zajmujący się recyklingiem, który raportuje skład chemiczny przetopu w każdej partii.

Często zadawane pytania

P: Czy wióry obróbkowe tytanu można poddać recyklingowi?
Tak. Pozostałość pokruszona jest kruszona, myta, suszona, przesiewana, przepuszczana przez powietrze i separację magnetyczną w celu odrzucenia fragmentów węglików i innych wtrąceń-o dużej gęstości, mieszana w celu uzyskania jednorodności, sprawdzana, a następnie pakowana w celu przetopienia.

P: W jaki sposób identyfikuje się gatunki pozostałych prętów tytanowych?
Przenośne analizatory fluorescencji rentgenowskiej i emisji optycznej bezpośrednio mierzą skład chemiczny, natomiast mierniki przewodności-wirowej i sortowniki stopów umożliwiają szybkie oddzielanie gatunków o czystości komercyjnej od stopów. Każdy element jest identyfikowany i nagrywany, zanim połączy się w wiele elementów.

P: Ile tytanu pochodzącego z recyklingu może przyjąć przetapianie łukiem próżniowym?
Zależy to od metody elektrodowej. Mieszanie zmielonych pozostałości z gąbką w sprasowanych blokach elektrod zazwyczaj pozwala na uzyskanie około 40% ładunku pochodzącego z recyklingu, wiązanie wokół sprasowanego rdzenia osiąga około 80%, a wiązanie-lub plazmowe-elektrody tego samego gatunku z pasujących pionów wlewków może osiągnąć 100%.

P: Dlaczego wióry tytanowe muszą być czyszczone i suszone przed stopieniem?
Płyn obróbkowy, wilgoć i drobne cząstki wprowadzają wodór i tlen, które są pierwiastkami śródmiąższowymi kontrolującymi skład chemiczny, a mokre cząstki drobne również stwarzają ryzyko pożaru i-samonagrzania podczas przechowywania.

P: Czy przechowywanie złomu tytanu jest niebezpieczne?
Drobne wióry i pył są palne i mogą wykazywać właściwości samozapalne. Powinny być przechowywane w suchym miejscu, w krytych metalowych pojemnikach, z dala od źródeł zapłonu, a każdy pożar należy gasić środkiem gaśniczym-z metalu klasy D, a nie wodą.

P: Czy należy przechowywać razem różne gatunki tytanu?
Nie. Mieszanie gatunków powoduje obniżenie jakości pozostałości i może sprawić, że wiele z nich nie będzie nadawać się do-ograniczonego zgodnie ze specyfikacją topienia, więc każdy gatunek potrzebuje własnego, oznakowanego pojemnika i własnego rejestru identyfikacyjnego.

P: Jakie zapisy należy prowadzić w przypadku pozostałości tytanu?
Klasa, pierwotny numer rujowy, jeśli jest dostępny, ilość, forma, data segregacji i wynik zastosowanego testu identyfikacyjnego. Zapisy te pozwalają operacji przetapiania wykazać zgodność ze specyfikacją gotowego produktu, taką jak ASTM B348 dla prętów i kęsów.