日本钛工业的现状和将来的发展

日本于1950年开始生产海绵钛,至今已有近三十年的历史了。现在生产海绵钛的厂家有:大阪钛(株),东帮钛(株),采用镁法生产海绵钛,年产量分别为5443吨,4173吨;新金属工业(株)(1969年成立,1971年投产),采用钠法生产,年产量为1633吨,总年产量为11249吨的生产能力,据79年报导,大阪钛(株)和东帮钛(株)的海绵钛的生产能力,分别增加到700吨/日和550吨/日,年产量可达到15000吨。     

用钠法钛研制TA_7合金

前言目前,国内外工业生产海绵钛的主要方法有两种,即四氯化钛中钛的镁热还原法和钠还原法。用这两种方法生产的海绵钛我们分别叫做“镁法钛”和“钠法钛”。与镁法钛相比,钠法钛杂质含量除了氯偏高以外,硅、碳和氮等都偏低。从长远来看由于钠法钛比镁法钛工业生产成本低,而且在我国钠又比镁     

海綿钛质量的改善

由于对钛的质量的要求日趋严格,所以评价钛质量的合理方法就有着重要的意义。文中首先指出,鉴定海绵太质量的可靠方法,是测定其硬度,因为它在很大程度上能反映海绵钛的化学成分。影响硬度的主要因素是:铁、氮和氧。文中着重指出,改善海绵钛的关键在于:提高四氯化钛和镁的纯度;改善镁热法的设备和操作;改善海绵钛的均质性。文中就这方面的问题做了较详尽的探讨和建议。     

镁热法生产海绵钛还原过程中的强化传热

在分析镁热法还原海绵钛的主要规律、探讨Mg一Ti Cl4系统相互作用的热交换和气相组成的基础上,对还原反应器内温度场分布、Ti Cl4加料速度、致密钛生成机理、热传导过程、强化传热措施等问题的研究进展进行了综述。     

海绵钛中铁元素杂质来源分析

对Kroll法海绵钛生产过程中海绵钛铁杂质来源进行了分析,发现海绵钛中铁元素杂质主要来自于钢制反应器、原料液镁及精制Ti Cl4,其中来自钢制反应器的铁主要通过还原时向液镁溶解及蒸馏时热扩散与海绵钛生成合金而进入。文中并结合具体I型炉还原蒸馏生产工艺对海绵钛铁杂质的引入流出进行了平衡计算,还原罐、液镁、Ti Cl4引入的铁杂质分别占总引入量的77.3%、22.4%、0.3%。为生产铁含量较低的优质海绵钛,除了应降低入炉液镁中的铁含量,更要严格将还原蒸馏温度控制在工艺范围内。     

反应带对钛坨结构的影响

钛作为一种重要的稀有金属，具有质量轻、耐腐蚀、耐磨损的特点，广泛用于航空、航海、化工、石油等工业部门。在工业化生产海绵钛的工艺中，镁还原-真空蒸馏是最有竞争力的工艺，在海绵钛生产中占主导地位。随着设备的大型化和自动化程度的提高，镁法生产海绵钛的成本已接近民用的范围，产品质量亦逐渐提高。因此钛的应用具有广阔的前景。镁法生产海绵钛是在高温和惰性气体保护下，在密闭的反应器中用镁还原四氯化钛，得到钛和氯化镁，最后用真空蒸馏或浸出的方法除去钛坨中残留的镁和氯化镁杂质，得到纯净的海绵钛。还原过程中被镁从四氯…     

按残余氯含量研究镁热法生产的海绵钛的质量

在镁热法生产的海绵钛中,残余氯含量是金属质量的重要特征之一。从钛厂的工作实践中知道,海绵钛中残余氯含量增高与海绵钛的结构有关,而它的结构又决定于还原过程的工艺制度。本文系从形成的海绵钛的结构(按图表     

钛(Ti)在现代军事上的应用

<正> 钛,1 791年英国人格雷戈尔在研究钛铁矿时发现了它,1795年奥地利人科拉普罗特在研究金红石时也发现了它,并以希腊神话中的“巨人”泰坦神命名。1910年美国人亨特用钠还原四氯化钛制得较纯的钛。1932年卢森堡人克劳尔用钙还原四氯化钛也制得纯钛;随后他在1940年又在氩气保护下用镁还原四氯化钛制得纯钛,此法一直成为70年代工业化生产钛的基础。目前纯钛的生产方法有碘化法和镁热法。碘化法钛的纯度可达99.9％,又称高纯度钛;镁热法钛的纯度仅达99.5％,又称为工业纯钛。工业纯钛是大量供应的纯钛。     

多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体的基础研究

目前Ti6Al4V合金粉体的生产方法主要有雾化法、机械合金法和氢化脱氢法,它们都以Kroll法生产海绵钛为基础。使用钛的氧化物作为原料的熔盐电解法和金属热还原法仍处于研究阶段。本文依据变价金属Ti和V的氧化物在还原过程中逐级还原的特性,提出使用金属氧化物(TiO₂, V₂O₅)作为原料的多级深度还原法制备Ti6Al4V合金粉体的新思路。首先计算了TiO₂-V₂O₅-Mg-Ca体系的吉布斯自由能变,结果表明先进行镁热自蔓延反应,后进行钙热深度还原反应制备Ti6Al4V合金粉体在热力学上具备可行性。然后通过实验进行了的验证。镁热自蔓延反应产物酸浸后除去MgO可得到氧含量为15.84%的多孔Ti-Al-V-O前驱体。配入金属Ca后进行深度脱氧可得到低氧Ti6Al4V合金粉体(Al: 6.2wt.%, V: 3.64wt.%, O: 0.24wt.%, Mg: 0.01wt.%, Ca: < 0.01wt.%)。     

海绵钛中锰的来源及走向研究

以Kroll法"I"型炉海绵钛生产装置为平台研究了海绵钛中Mn的来源及走向。结果显示:Mn主要由原料引入(占94.59%),90%以上的Mn进入海绵钛,以金属Mn的形式存在,蒸馏过程中难以除去;海绵钛中Mn分布不均匀,底皮中含量高,钛坯中含量低;镁锭中Mn含量高于冷凝镁和电解液镁,是海绵钛中Mn的主要来源。因此对于无镁电解工序的海绵钛企业应提高镁锭采购标准,降低镁锭使用比例,对镁锭精炼除杂,降低Mn含量。钛坨加工过程中应切去底皮和边皮,单独破碎包装,避免其污染高品质海绵钛。     

熔融钠的过滤

用镁热法和钠热法还原四氯化钛是生产金属钛的工业方法。目前钠热法发展较快,在国内外获得了广泛的工业应用。钠热法的基本工艺是将金属钠在120℃下熔化,然后送入还原炉还原四氯化钛而得到海绵钛。一般熔融钠的含渣量为0.5—10％,它将影响还原钛的质量。所以,熔融钠     

关于海绵钛润湿对钛锭硬度的影响

镁热法生产的海棉钛有很发达的气孔表面,因而富于吸附空气中的水分。海绵钛中存在吸附水分以及氧化镁水解物的水分,在熔炼时,由于水分与熔融钛相互作用而使钛沾污,致使由海绵钛熔成的钛锭硬度增高。同时也确定出,氯和氧的含量与硬度之间不是正比关系。因此,研究海绵钛中     

国外耐腐蚀钛合金的发展历史与现状

1940年W.J.Kroll提出用镁还原四氯化钛制取海绵钛的新工艺,以及真空电弧熔炼技术的迅速进展,这为钛的工业化生产奠定了基础。在1948年美国杜帮公司首先开始以工业规模生产海绵钛。随后苏联、英国、日本也分别在50、51、52年相继开始半工业性或工业性生产。这样在40年代末50年代初国外钛工业就建立起来了。由于钛及其合金具有     

钛的低成本电化学生产

最近 ,英国剑桥大学开发了一种低成本电化学生产钛的方法 ,可将金红石型的 Ti O2颗粒 ,在 95 0℃的熔盐中 ,几个小时内直接还原成多孔金属钛。钛颗粒尺寸约 12μm,有轻微烧结。相比之下 ,Kroll工艺是将 Ti O2 和碳在 5 0 0℃的氯气中反应 ,制取 Ti Cl4,然后再在真空中用镁将 Ti Cl4还原成海绵钛 ,整个工艺一次可生产 4t,要 1周时间。该电化学方法是在钛坩埚中 ,以熔融的Ca Cl2 作电解液、石墨作阳极电解生产钛。Ti O2 颗粒中的氧在石墨电极上与碳结合生成 CO2 。据报道 ,用该工艺 ,钛的成本可降低40 %。该工艺生产周期短 ,产品适于粉…     

生产中海绵钛对钛铸锭质量的影响

海绵钛是真空自耗电极电弧法熔炼钛铸锭的重要原料,海绵钛的质量直接影响了钛合金铸锭的质量,杂质含量是海绵钛质量判定的重要依据。文章综述了镁还原法生产海绵钛过程中,杂质元素的来源,以及控制杂质含量的方法,并说明了海绵钛质量对钛铸锭外观、组织和加工性能的影响。     

还原液位控制对海绵钛生产的影响研究

分析研究了镁热还原四氯化钛制备海绵钛的生产过程中,还原液位控制对还原温度、还原周期、海绵钛质量的影响,并考察了两次加镁对还原液位控制与海绵钛质量影响。结果表明:还原炉1区温度随还原液位的升高而升高,还原液位偏高会引起海绵钛产品的布氏硬度与Cl、Fe含量增加;爬壁钛比例随还原液位降低而增加,平均增加约2.8%。     

钛及钛合金的新型多级深度热还原技术

提出了"多级深度热还原"的理念,即镁/铝热自蔓延-多级深度还原制备钛及钛合金技术,利用该技术成功制备出纯度为99.69%的高纯还原钛粉,氧含量<0.15%的Ti6Al4V合金粉;制备出20 kg级的Ti Al合金铸锭,其Ti/Al原子比为1∶1,氧含量为0. 09%。该研究成果已在山东淄博傅山企业集团推广应用,所建成的200 t/a钛粉生产线于2019年12月全线贯通投产。实践证明,该技术有效解决了传统金属热还原无法彻底还原TiO_2直接制备钛及钛合金的难题,可使钛材生产成本降低30%左右,为钛材低成本清洁制备与应用奠定了工业化基础。     

海绵钛的生产技术

工业化生产海绵钛的历史已有50年以上,虽然人们提出过种种的冶炼方法,但大都仅在试验阶段.现今在工业上实际采用的只是四氯化钛的镁还原法(克罗尔法)和钠还原法(亨特法),而采用钠还原法的美国活性金属工业公司(RMI)以及英国狄赛德钛公司的工厂已于1992～1993年关闭,所以现在仅存镁还原法.目前日本各公司实施的镁还原—真空分离法分为三道工序:生产TiCl_4、生产海绵钛、电解MgCl_2.     

抚顺铝厂钛分厂在加速改造

抚顺铝厂是我国第一家轻,稀有色金属冶炼企业,是中国铝、镁、硅、钛产品的摇篮,迄今已有近60年的历史。新中国的第一吨海绵钛就诞生在这个厂。该厂海绵钛于1958年10月投产,现年产能力为800t。 为提高海绵钛产品质量,降低钛的成本,近年来钛分厂不断地采用炼钛新工艺、新技术.为进一步提高单炉产量,该分厂已有2台套2t/炉优化型联合炉投人生产。2t/炉联合法炼钛为国内首创,海绵钛质量超过美国ASTM和日本JIS一级海绵钛标准。     

铝—钛—硼中间合金的两步生产法

本文介绍的是金属热还原-重熔稀释两步法生产铝-钛-硼中间合金的工艺。该工艺只要在金属热还原法冶炼过程中控制硼、钛、铝三元合金的成分比例,就能控制铝-钛-硼中间合金中Ti与B的含量。还可以提高Ti和B的实收率。并可利用钛的氧化物代替价格昂贵的海绵钛,大幅度降低生产成本,有利于工业化生产。本文研究的铝-钛-硼中间合金两步生产法工艺简单,产品质量稳定。