Алюмінотермія

Алюмінотермі́я (від алюміній і грец. ϑέρμη ― тепло, жар) ― металургійні процеси, за допомогою яких добувають розплавлені метали без підведення зовнішньої енергії з використанням алюмінію як відновника.

Історична довідка

Алюмінотермічний процес добування металів і сплавів розробив 1859 у Харківському університеті (тепер Харківський національний університет імені В. Н. Каразіна) вчений М. Бекетов (1827–1911).

Характеристики

Алюмінотермічний процес ґрунтується на виділенні значної кількості тепла внаслідок відновлення оксидів металічних елементів алюмінієм. Цим досягають високих температур (плюс 2050–2500 °С), що уможливлює добування рідких металів і шлаків, їхнє добре розділення, високу швидкість процесу. Основним показником алюмінотермічного процесу є його питома теплота, тобто сумарний тепловий ефект реакцій відновлення оксидів алюмінієм у розрахунку на шихту масою 1 кг. Згідно з правилом, сформульованим С. Жемчужним, алюмінотермічний процес іде самочинно, якщо питома теплота не менша за 2300 кДж.

Залежно від кількості тепла, що виділяється внаслідок екзотермічних окисно відновних реакцій, алюмінотермічні процеси поділяють на три групи:

  • які відбуваються самочинно;
  • які потребують компенсації теплових витрат;
  • які потребують надходження значної кількості тепла ззовні.

Процеси першої групи здійснюють у спеціальних горнах, футерованихвогнетривами. У процесах другої групи попередньо нагрівають шихту або використовують термічну добавку до неї (суміш алюмінієвого порошку з оксидами і селітрою). У процесах третьої групи попередньо розплавляють оксиди шихти в дугових електропечах. Електропічним методом добувають 75 % усіх алюмотермічних феросплавів.

Застосування

Алюмінотермічним способом виробляють хром, феросплави ― ферохром, феротитан, феробор, фероніобій, феромолібден, феровольфрам.

В алюмінотермії використовують подрібнений алюміній, розплав якого розпилюють водяною парою, повітрям, азотом або виливають на швидкообертовий диск. Зазвичай розмір частинок алюмінію становить 0,1–0,8 мм.

До переваг алюмінотермічних процесів відносять:

  • можливість добування сплавів і технічно чистих металів з низьким умістом вуглецю та домішок кольорових металів;
  • простоту апаратурного оформлення процесу, невеликі капітальні витрати;
  • простоту добування, зберігання та використання алюмінієвого порошку;
  • можливість утилізування в шихті значної кількості відходів металів і сплавів.

Алюмінотермія в Україні

В Україні немає спеціалізованих алюмінотермічних підприємств (станом на 2019), однак алюмінотермію використовують на металургійних заводах: на Запорізькому заводі «Дніпроспецсталь» алюмінотермічним способом виплавляють феромолібден для власних потреб, на Донецькому хіміко-металургійному заводі (м. Волноваха) виготовляють комплексні лігатури для легування спеціальних сталей.

Джерела

ДСТУ 3753 98. Алюміній для розкислення, виробництва феросплавів та алюмінотермії. Технічні умови. Київ : Держстандарт України, 1999. 11 с.

Література

  1. Гасик М. И., Лякишев Н. П. Фізикохімія і технологія електроферосплавів. 3 є вид., перероб. і допов. Дніпро : Системні технології, 2009. 494 с.
  2. Червоный И. Ф., Бредихин В. Н., Грицай, В. П. и др. Цветная металлургия Украины : в 3 т. Запорожье : Запорожская государственная инженерная академия, 2014. Т. 1. Ч. 1: Металлы и их классификация, обогащение руд цветных металлов, легкие цветные металлы. 380 с.

Автор ВУЕ

В. С. Ігнатьєв


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Ігнатьєв В. С. Алюмінотермія // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/%D0%90%D0%BB%D1%8E%D0%BC%D1%96%D0%BD%D0%BE%D1%82%D0%B5%D1%80%D0%BC%D1%96%D1%8F
Дата звернення: 7.12.2019.


Оприлюднено

Оприлюднено: 01.12.2019