Техника безопасности при выплавке титана

Поскольку печи для плавки титана представляют собой взрывоопасные агрегаты, для нормальной работы их необходимо строго соблюдать разработанную на предприятиях технику безопасности.
Основная опасность при дуговой вакуумной плавке — прожигание стенки кристаллизатора электрической дугой. Это приводит к попаданию воды в плавильное пространство и ее взаим9действию с жидким или раскаленным титаном с образованием водорода (кислород воды поглощается титаном). Однако водород сам по себе еще не вызывает взрыва. Если же в результате бурного парообразования в стенке водоохлаждаемого кристаллизатора или в других местах (плавильной камере, поддоне, резиновых вакуумных уплотнениях) появятся разрывы или неплотности, трещины и через них в печь проникнет воздух, то образуется гремучая смесь (источником тепла является жидкий или раскаленный титан), при взрыве которой может быть разрушена вся печь, так как давление взрывной волны может достигать более 1000 МПа.
С целью обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала на случай прожога и возможного взрыва, печи для плавки титана помещают в броневые камеры и оснащают предохранительными возвратными клапанами для выпуска газов при повышении давление в плавильном пространстве, а сам процесс плавки автоматизируют, чтобы не допустить перемещения дуги на стенку кристаллизатора.
Изучение взрывов дуговых печей показало, что не всегда их причиной является прожигание стенки кристаллизатора. Недостаточная подача воды или ее прекращение в охладительную рубашку (кессон кристаллизатора) может вызвать расплавление медного кристаллизатора. Причиной взрыва может быть попадание в печь масла из вакуумных насосов при их случайной остановке (отключении), а также углеводородных паров в результате разложения резиновых уплотнений под влиянием местного перегрева. Поэтому на случай внезапной остановки вакуумных насосов на вакуум-проводах устанавливают предохранительные клапаны, которые предотвращают попадание вакуумного масла из насоса в печь.
Взрывоопасную смесь с воздухом могут образовывать и пылевидные осаждения титана и магния, получающиеся в результате конденсации их паров во время плавки на внутренних холодных поверхностях кристаллизатора и вакуумной камеры. Во избежание этого вскрытие печи после очередной плавки производят с операцией медленного (небольшими дозами) впуска воздуха в печь. Вследствие этого происходит постепенное окисление дисперсных возгонов титана и магния кислородом воздуха.
За последние годы осуществлен целый комплекс технических мероприятий, который позволил практически полностью исключить случаи взрывов вакуумных дуговых печей плавки титана. Основные из них — надежная автоматика, управляющая электрической дугой, оригинальная конструкция соленоидов, надежное и интенсивное охлаждение кристаллизатора водой, установка на печах вакуум-насосов, обладающих высокой скоростью откачки, производительность которых растет с повышением давления в откачиваемом пространстве и др.
При механической обработке титана основную опасность представляет титановая стружка, которая может воспламеняться при соприкосновении ее с открытым огнем. Для исключения случаев загорания титановой стружки на предприятиях, обрабатывающих титан, специальными инструкциями оговаривается порядок накопления, транспортировки и хранения ее, порядок применения открытого огня в местах хранения стружки, а также порядок проведения электросварочных и газосварочных работ.