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海綿鈦的制成方法及新工藝

來源:鈦棒,鈦板,鈦合金,鈦設備,鈦管 發布時間:2014-5-13 14:47:06

目前全世界制取鈦材傳統的工藝是將海綿鈦經熔鑄成錠,而海綿鈦是由采礦得到的金紅石經過富集而來的。利用鈦鐵礦中的鈦首先是要富集制取富鈦料,即人造金紅石和渣。從鈦鐵礦富集制取富鈦料的方法很多,其中主要的是電爐法生產鈦渣,目前鈦渣廠的生產能力最大已達1100kt/a。制取人造金紅石的方法主要是酸浸法和銹蝕法,其生產規模較小,一般在20~200kt/a。目前鈦渣生產普遍采用大型和超大型的密閉矩形電爐,如魁北克鐵鈦公司電爐容量已達24~60MV.A,南非理查茲灣礦物公司電爐容量達110MV.A。

目前全世界金屬鈦的熔煉能力已達160~190kt/a,其中美國75kt/a,前蘇聯100kt/a,歐洲13kt/a,其生產能力已超過海綿鈦的生產能力。生產方法以真空白耗電弧爐熔煉為主,產量占總量的90%以上。鈦的熔煉有以下發展趨勢:

(1)生產設備日益大型化。以真空自耗電弧爐為主導設備的鈦錠生產,工藝不斷完善,設備不斷更新和不斷大型比。1962年蘇聯批量生產的鈦錠重5t,1967年為8.3t,1977年為26t,1978年采用鈉鉀冷卻的爐子產出重達30t的鈦錠,尺寸為1500×4000。美國生產的鈦錠一般單重為3~5t,最大達23t。

(2)新工藝的研究進展很快,一些已達到了工業生產規模。如美國西屋公司“約束電弧”法和斯奇勒思格公司“電極旋轉”法等真空非自耗電弧熔煉工藝正以工業生產規模進行試驗和鑒定。前蘇聯采用等離子電弧爐已生產出5t的鈦合金錠。日本不銹鋼公司的空心陰極等離子束爐已熔煉出尺寸為275mm×1100mm×2500mm重3t的扁錠,它不經鍛造開坯就可直接軋制,達到了工業規模。

人們在改造老工藝的同時,對許多新工藝進行了研究,力圖尋找一種產品成本更低廉的工藝方法。如對鈦化合物電解的研究,目前認為進展最快的是TiCl4的熔融鹽電解法;對太鈦化合物等離子氫還原的研究;對鎂還原和鈉還原過程的連續化研究;對錳還原法和氟鹽法的研究,對鎂法、鈉法或電解法共還原制取海綿鈦合金的研究等。

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