Shen·
(Guizhou Zunyi Titanium Industry Co., Ltd. 563004)
En la reducción de la producción de titanio esponjoso Durante el proceso, se producirá una gran cantidad de titanio anular en la pared superior del reactor. La cantidad de titanio producida en un horno oscila entre 500 kilogramos y 800-1000 kilogramos. No sólo es difícil sacar el producto, sino que también aumenta la intensidad de mano de obra del operador y la calidad es mala, lo que provoca grandes pérdidas económicas. . Este artículo analiza el mecanismo de formación de la fluencia del titanio en el titanio esponjoso y las razones del aumento de la fluencia del titanio durante el proceso de producción. Propone un límite máximo de velocidad de alimentación en las etapas media y tardía de reducción, que es la forma principal de reducir la fluencia. Generación de fluencia de titanio en el proceso de producción para aliviar reacciones violentas y controlar. Pequeñas fluctuaciones en el nivel del líquido de reacción dentro del rango de 1# previenen la formación de nuevos centros activos.
Palabras clave: producción de esponja de titanio, velocidad de alimentación, altura del nivel del líquido de reacción
Investigación sobre la formación de titanio en la pared del tubo durante la producción de esponja de titanio mediante el método del magnesio
, Shen
(Guizhou Zunyi Titanium Industry Co., Ltd. 563004)
Resumen: Durante el proceso de reducción y destilación, se producirá una gran cantidad de titanio cíclico en la pared superior del reactor. La producción por lote oscila entre 500 kg y 800 o 1.000 kg. Al operador le resulta difícil retirar el producto, lo que también afecta a la calidad. Por tanto, colgar titanio no sólo aumenta la intensidad del trabajo, sino que también provoca grandes pérdidas. Este artículo analiza el mecanismo de formación del titanio colgante y las razones de su mayor producción. Al mismo tiempo, para moderar la fuerte reacción de modo que el nivel del líquido de la onda de reacción no supere 1 ″ y evitar la formación de nuevos centros activos, este artículo presenta el método principal para reducir la formación de titanio en la pared, que es decir, reajustar la velocidad de alimentación máxima en las etapas media y tardía de la destilación reductora.
Palabras clave: esponja de titanio producción de pared de titanio velocidad de alimentación nivel de líquido reacción
1 Introducción
En el proceso de producción de reducción de titanio esponjoso, el reactor generará una gran cantidad de titanio anular en la pared superior, como se muestra en la Figura 1. La fluencia del titanio tendrá las siguientes consecuencias adversas: Primero, debido al uso actual En los reactores de doble brida, la pérdida de calor en la parte superior del reactor es grande (hay tres camisas de agua en la parte superior y la reacción es La altura del reactor es de aproximadamente 300 mm fuera del horno de calentamiento), el cloruro de magnesio en la parte superior del titanio es difícil de evaporar, por lo que el titanio contiene un elemento de alta impureza cloro, y cuando se elimina el producto, una gran cantidad de magnesio y cloruro de magnesio se adherirá a la boca del reactor (la parte superior de la esponja de titanio). En segundo lugar, el reactor de destilación de reducción de esponja de titanio está hecho de hierro. Debido a la fuerte adhesión del titanio a la pared del reactor, la pérdida de calor es grande en la parte superior del reactor de doble brida. , los cables de resistencia de calentamiento del horno de calentamiento 1# y 2# frecuentemente se energizan durante mucho tiempo, lo que hace que el titanio generalmente brille. En tercer lugar, el titanio en el espacio superior del reactor se filtra fácilmente. La contaminación del aire hace que el contenido de impurezas. nitrógeno y oxígeno en el producto son relativamente altos. Como se puede ver en la Tabla 1, el grado de calidad del pantitanio es básicamente de grado 3-5 (algunas partes están por encima del grado 2), y también hay algunas partes debido a impurezas. El contenido de elementos es demasiado alto y se convierte en un producto de calidad inferior. La producción de titanio en un horno oscila entre 500 y 800-1000 kilogramos, lo que provoca enormes pérdidas económicas. Además, el exceso de titanio también dificulta la eliminación del producto. y aumenta la carga de trabajo del operador. Para reducir la aparición y pérdida de escalada de titanio, realizamos experimentos para controlar el nivel de líquido y ajustar la velocidad de alimentación.
Tabla 1 Estadísticas de calidad del pantitanio. en la segunda mitad de 2007
Analizar el número de lote (lote) de productos de nivel 2, el número de lote (lote) de productos de nivel 3 ~ 5, el número de lote (lote) de nivel 2, los factores que influyen en el producto, nivel 3 ~ 5 productos y factores que influyen fuera de nivel
75 12 51 12 Hemoglobina, hierro, cloro, oxígeno, nitrógeno hemoglobina, hierro, cloro
2 Mecanismo de formación del titanio trepador
La principal reacción de reducción de TiCl4 con magnesio es: TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2. Al comienzo de la reacción de reducción, la mayor parte del TiCl4 agregado se vaporiza, lo que da como resultado TiCl 4 en fase gaseosa o Mg en fase gaseosa. Reacción de fase TiCl 4-Mg líquido Al mismo tiempo, parte del TiCl4 líquido se vaporiza en magnesio líquido, lo que da como resultado una reacción de TiCl 4 líquido - Mg líquido. La reducción comienza en el ángulo entre la pared de hierro del reactor. y la superficie del magnesio fundido una vez que aparecen los cristales de titanio, quedan expuestos sobre la superficie del magnesio fundido. El pico o borde se convierte en el centro activo. La reducción de TiCl4 por el magnesio ocurre principalmente en este centro activo.
El magnesio líquido sube a lo largo de los poros de la pared de hierro y el cristal de titanio a través de la tensión superficial, se adsorbe en el centro activo y reacciona con el vapor TiCl4_4 para generar partículas esponjosas iniciales de titanio. A medida que avanza la reacción, las partículas de esponja de titanio generadas crecen gradualmente a lo largo de la pared del reactor y flotan en la superficie de la masa fundida, dependiendo de su adhesión a la pared del reactor y del apoyo de la flotabilidad de la masa fundida. A medida que el bloque de esponja de titanio generado se vuelve más grueso y más grande y se descarga el cloruro de magnesio, la mayor parte del bloque de esponja de titanio que pierde el soporte de flotabilidad de la masa fundida se hundirá hasta el fondo de la masa fundida, provocando que el bloque de esponja de titanio anular se adhiera al pared del reactor. De hecho, esta parte también es la primera vez que se sube al titanio. Además, en la etapa inicial de la reacción de reducción, la superficie de evaporación del magnesio líquido es grande y la presión espacial es baja, por lo que la tasa de evaporación del magnesio es alta. En medio de la reacción de reducción, cuando la temperatura de reacción es alta y el fondo del reactor se calienta, algo de magnesio se evaporará. Después de que el vapor de magnesio se volatiliza, se condensa en la pared del reactor y en el fondo de la cubierta grande, y reacciona con TiCl4_4 gaseoso para generar algo de titanio que trepa por las paredes. Después de que el bloque de esponja de titanio se hunda hasta el fondo de la masa fundida, la superficie libre del magnesio líquido quedará expuesta nuevamente a la superficie de la masa fundida y la reacción de reducción volverá a una velocidad más alta. A medida que avanza la reacción, los puentes de esponja de titanio se regeneran en la superficie fundida. Al expulsar el cloruro de magnesio y destruir el puente de titanio, el bloque de esponja de titanio se hunde por su propio peso, creando las condiciones para el crecimiento de la siguiente capa de esponja de titanio. Durante este proceso, se formará titanio gradualmente y la reacción de reducción continuará repitiéndose hasta que la tasa de utilización del magnesio alcance el 65% -75%.
Análisis de las razones del aumento en la producción de titanio de Pangang
3.1 Velocidad de alimentación en las etapas media y tardía
A medida que avanza la reacción de reducción, especialmente después de entrar En la etapa intermedia, aumenta gradualmente. Añadiendo velocidad, la reacción es muy intensa. La temperatura máxima en el centro de la zona de reacción en la superficie fundida puede alcanzar más de 1200°C, mientras que el punto de ebullición del magnesio es sólo 1105°C. En este momento, el magnesio está en estado de ebullición. Además, la velocidad de avance de la operación de reducción se compara actualmente con un sistema de alimentación automático basado en la calibración real del rotámetro de vidrio. Dado que el caudalímetro con rotor de vidrio se calibra con agua cuando sale de fábrica, cuando el medio medido es TiCl4, el coeficiente de corrección debe ser 1,13 después del cálculo. Cuando la escala del rotor de vidrio muestra que la capacidad máxima de alimentación es 150 kg/0,5 h, la velocidad de alimentación real ha alcanzado 160~170 kg/0,5 h. Esto agrava aún más la gravedad de la reacción. El magnesio líquido en ebullición se adsorberá continuamente en una pequeña cantidad de titanio anular formado en la pared del reactor inicial, subirá a través de los poros del cristal de titanio y reaccionará con la fase gaseosa TiCl4_4 para generar nuevo titanio, aumentando el titanio anular original. . grueso. Además, la vaporización del magnesio líquido también se intensifica debido al aumento de la intensidad de la reacción. Después de que el vapor de magnesio líquido se evapora, se condensa y se adhiere a la parte superior de la pared del reactor y al fondo de la cubierta grande. Reacciona con el vapor TiCl4 para formar titanio, que se adhiere principalmente a la parte superior de la pared del reactor y al fondo. de la gran cubierta. Por lo tanto, cuanto más tiempo se mantenga la velocidad de alimentación máxima, más titanio trepador se producirá (Tabla 2).
Tabla 2 Estadísticas de algunas producciones de titanio para escalar paredes de alta velocidad a gran escala
Velocidad de alimentación máxima
(kg/0,5 horas) duración
(h) Producción total de Pangyuan Titanium
Proporción (%)
Horno de producción-1 155 ~ 165 35 12,75
Horno de producción-2 145 ~ 155 40 13.55
Horno de producción-3 155 ~ 165 36 15.67
Horno de producción-4 155 ~ 165 40 10.35
Horno de producción-5 155 ~ 165 35 10.75
p>3.2 Altura del nivel del líquido de reacción
Cuando el nivel del líquido de reacción es demasiado bajo y la amplitud de fluctuación es demasiado grande, la cantidad de fluencia del titanio aumentará. Las razones son las siguientes: primero, cuando el nivel del líquido de reacción es demasiado bajo, el TiCl_4 está relativamente lejos de la superficie del magnesio líquido, la reacción entre el TiCl_4 líquido y el Mg líquido es relativamente reducida y la reacción entre el TiCl_4 gaseoso y el vapor de magnesio aumenta relativamente, por lo que aumenta la cantidad de titanio que sube. En segundo lugar, debido a la descarga cuantitativa inoportuna e inexacta de MgCl2, el nivel del líquido de reacción fluctúa mucho y es fácil formar nuevos centros activos fuera de los centros activos de los cristales de titanio. El magnesio líquido trepa a lo largo de los poros de la pared de hierro y del cristal de titanio a través de la gravedad superficial y se adsorbe en el centro activo, adhiriéndose así a la pared del reactor para formar nuevo titanio trepador. Por lo tanto, si el nivel del líquido no se controla bien y el MgCl2 se descarga de manera oportuna y precisa, la producción de ascenso de titanio también aumentará (Tabla 3).
Tabla 3 Tabla estadística de grandes fluctuaciones en la altura del nivel del líquido de reacción
Producción total de ascenso de titanio dentro del rango de fluctuación del nivel del líquido de reacción
Proporción (%)< /p >
Horno de producción-6 1 # ~ 2 11,88
Horno de producción-7 1 # ~ 2 # 12,82
Horno de producción-8 1 # ~ 2 # 13,67< /p >
Horno de producción-9 1 # ~ 2 # 15.02
Horno de producción-10 1 # ~ 2 # 14.02
Horno de producción-11 1 # ~ 2 # 12.4438 +0
4 medidas
A través del análisis anterior, se puede ver que inevitablemente se formará titanio durante el proceso de producción de la esponja de titanio, pero su producción se puede controlar. Por lo tanto, ajustamos la velocidad de alimentación y el nivel del líquido de reacción. Con base en la producción real, se tomaron dos medidas: primero, la velocidad máxima de alimentación del horno en la etapa intermedia de la reducción, que está mal ventilada y afecta la disipación de calor, se limitó a 135 ~ 140 kg/0,5 h para aliviar el gravedad de la reacción. Dado que la temperatura de reacción del horno especial es demasiado baja, se puede aumentar adecuadamente a 160 ~ 170 kg/. La velocidad máxima de alimentación en el último período se limita a 105 ~ 110 kg/0,5 h. En segundo lugar, el nivel del líquido de reacción se controla para que fluctúe ligeramente dentro del rango de 1# para evitar la formación de nuevos centros activos, a fin de reducir la generación. de fluencia del titanio (Tabla 4).
Tabla 4 Tabla comparativa de experimentos de ajuste de alimentación y descarga del sistema de cloruro de magnesio
Velocidad de alimentación y descarga del sistema de MgCl2, relación promedio de ascenso de titanio a producción total (kg), el promedio peso del bloque de titanio (kg) y tiempo medio de alimentación.
(h) La tasa de alimentación máxima promedio en el período medio (kg/0,5 h) y la tasa de alimentación máxima promedio en el período posterior (kg/0,5 h)
Antes del ajuste , 11,56 5291,89 160 120
Ajustado 8,28 5483 87 138 107.
Se puede ver en los datos estadísticos de la Tabla 4 que al controlar el volumen máximo de alimentación, controlar el nivel de líquido y descargar el cloruro de magnesio de manera rápida y precisa, la proporción de titanio producida por el producto en el total La producción se reduce considerablemente antes del ajuste. El aumento promedio del titanio es del 11,56%, ajustado al 8,28%, y la disminución promedio es del 3,28%. En el experimento de ajustar la cantidad de alimentación, se realizó nuevamente el experimento de aumentar la cantidad de alimentación a 155 ~ 165 kg/0,5 h para el primer lote de productos del horno de producción 59. Como resultado, la fluencia del titanio aumentó al 14,93% de la producción total, lo que también demostró el impacto de la velocidad de alimentación en la formación de la fluencia del titanio. Además, antes del ajuste, el peso medio del bloque de titanio era de 5.291 kg. Después del ajuste, el peso medio del bloque de titanio era de 5.483 kg. El peso bruto medio no se vio afectado. El tiempo medio de alimentación antes del ajuste fue de 89 horas, y después del ajuste, el tiempo medio de alimentación fue de 87 horas, y el tiempo de alimentación también se redujo ligeramente. La prueba redujo la producción de pantitanio, acortó el ciclo de producción de reducción, redujo el consumo de energía de reducción y logró buenos resultados.
5 Conclusiones
5.1 La velocidad máxima de alimentación del horno donde la mala ventilación afecta la disipación de calor se limita a 135 ~ 140 kg/0,5 h en la etapa intermedia de reducción y 105 ~ 110 kg /0,5h en la etapa posterior.
5.2 Controle el nivel del líquido de reacción para que fluctúe ligeramente dentro del rango de 1#.
Este experimento ha logrado resultados al reducir la cantidad de fluencia del titanio y al mismo tiempo consolidar la producción de bloques de esponja de titanio, sentando las bases para futuras investigaciones y exploraciones en la producción de esponjas de titanio.
Datos de referencia
[1], Deng, Luo Fangcheng. Metalurgia del titanio[M]. Edición (Segunda Edición). Beijing: Metallurgical Industry Press, 1998: 281-293.