Koji je princip i tehnički status rafiniranja-odstranjivanja vanadija za cijevi od legure titana Gr5?

Gr5 (Ti‑6Al‑4V) legura titanamože se pohvaliti izvrsnim sveobuhvatnim svojstvima i služi kao glavni cijevni supstrat za sektore vrhunske opreme. Kao legirajući element, vanadij može optimizirati učinak materijala. Ipak, nečistoće slobodnog vanadija i vanadida imaju tendenciju stvaranja tijekom taljenja, što pogoršava rad cijevi. Stoga je visokoučinkovito rafiniranje uklanjanjem vanadija ključno za jamčenje kvalitete cijevi.

 

 

Gr5 cijevi od legure titana proizvode se korištenjem sirovog titan tetraklorida kao sirovine putem kloriranja, rafiniranja, redukcije, kovanja i valjanja. Nečistoće vanadija uglavnom postoje u obliku VOCl3 i VCl4, a potječu iz sirovog titanovog tetraklorida.

 

Razlika u vrelištu između nečistoća vanadija i TiCl₄ je samo oko 10 stupnjeva, s koeficijentom razdvajanja od 1,22. Konvencionalna rektifikacija teško može postići njihovo odvajanje, tako da su metode kemijske modifikacije široko prihvaćene u industriji za uklanjanje vanadija.

 

1. Princip procesa

Reducirajuća sredstva, sredstva za stvaranje kompleksa ili sredstva za taloženje dodaju se kako bi se visokovalentni vanadij pretvorio u slabo topljive precipitate vanadija s visokim vrelištem. TiCl₄ se zatim pročišćava odvajanjem kruto-tekuće kako bi se kontrolirale nečistoće na izvoru.

 

2. Cilj procesa

Cilj nije potpuno skinuti vanadij, već zadržati kemijski vezani vanadij potreban za leguru i stabilizirati ukupni sadržaj vanadija unutar 3,5%-4,5%. Štetni slobodni vanadij i vanadidi moraju se ukloniti kako bi se spriječilo pucanje cijevi kao i pogoršanje čvrstoće i otpornosti na koroziju uzrokovano izdvajanjem nečistoća.

 

 

1. Uklanjanje vanadija od bakrene žice

Tradicionalni postupak fine obrade primjenjiv na Gr5 titanske cijevi male serije vrhunske kvalitete. Na 80-120 stupnjeva, bakrene žice reduciraju VOCl₃ i VCl₄ kako bi se stvorio talog vanadija, a nečistoće se uklanjaju odvajanjem kruto-tekuće.

Prednosti: Dobra selektivnost, visoka preciznost uklanjanja vanadija; proizvodi zadovoljavaju zrakoplovne standarde; jednostavna i stabilna oprema.

Nedostaci: Visoki trošak potrošnog materijala, mali kapacitet proizvodnje; nusproizvodi opasnog otpada; prikladno samo za vojnu i zrakoplovnu proizvodnju malih serija.

 

2. Uklanjanje vanadija mineralnim uljem

Glavni industrijalizirani proces prikladan za kontinuiranu proizvodnju velikih razmjera. Lako mineralno ulje dodaje se na 90-110 stupnjeva kako bi se smanjio visokovalentni vanadij i istovremeno uklonilo više metalnih nečistoća, nakon čega slijedi pročišćavanje rektifikacijom i filtracijom.

Prednosti: Niska cijena sirovina, kontinuirana proizvodna sposobnost, veliki kapacitet i niska sveobuhvatna cijena.

Nedostaci: Strogi zahtjevi za kontrolu parametara; rizik od ostataka ulja, kamenca i začepljenja cijevi; naširoko prihvaćen od strane velikih i srednjih domaćih proizvođača titana.

 

3. Uklanjanje vodikovog sulfida vanadija

Proces redukcije u plinovitoj fazi primijenjen na sirovine i cijevi od titana srednjeg do niskog stupnja. H₂S se uvodi na 80-100 stupnjeva kako bi se istaložio vanadij i djelomične metalne nečistoće.

Prednosti: Jednostavno rukovanje, brza reakcija, mala ulaganja u opremu.

Nedostaci: Visoko toksičan i korozivni H₂S, visoki troškovi zaštite okoliša; gubitak sirovina titana, osrednje performanse gotovog proizvoda; postupno se ukidaju u vrhunskim područjima.

 

4. Uklanjanje vanadija masne kiseline

Novi proces smanjenja stvaranja zelenih kompleksa. Nezasićene masne kiseline daju veću aktivnost uklanjanja vanadija. Visokovalentni vanadij pretvara se u slabo topljive taloge vanadijevog kompleksa.

Prednosti: Nisko zagađenje, nema visokotoksičnih proizvoda, sirovine koje se mogu reciklirati, povoljna izvedba uklanjanja vanadija.

Nedostaci: Nezrela tehnologija, skupi reagensi, osjetljivi reakcijski uvjeti, sklonost zgrudnjavanju; još uvijek u fazi industrijskih ispitivanja.

 

 

1. Industrijski tehnički krajolik

Višestruki procesi uklanjanja vanadija istovremeno postoje za domaću proizvodnju Gr5 titan cijevi. Veliki proizvođači usvajaju metodu mineralnog ulja za masovnu proizvodnju; metoda bakrene žice primjenjuje se za vojno orijentirane vrhunske proizvode kako bi se postigla visoka čistoća; mala i srednja privatna poduzeća primjenjuju metodu vodikovog sulfida s općenito osrednjim rezultatima. Industrijalizacija procesa proizvodnje zelenih masnih kiselina još uvijek se istražuje. Inozemni vrhunski procesi imaju inteligentnu kontrolu i vrhunsku točnost uklanjanja vanadija. Stalna optimizacija domaćih procesa na bazi mineralnih ulja smanjuje tehnički jaz.

 

2. Postojeća tehnička uska grla

Ne postoji savršen proces i svaki tehnički put ima svoje nedostatke. Sadašnje tehnologije mogu samo ukloniti elemente vanadija, a ne regulirati specijaciju vanadija, što dovodi do nestabilnih performansi cijevi. Slabo obnavljanje nusproizvoda kao što je vanadijeva troska predstavlja veliki pritisak za zaštitu okoliša. Mala i srednja poduzeća uglavnom se oslanjaju na ručno podešavanje parametara, što dovodi do izraženih fluktuacija proizvoda od serije do serije.

 

3. Trendovi tehničkog razvoja

Postupno ukinuti proces sumporovodika koji jako zagađuje i razviti zelene redukcijske agense koje predstavljaju masne kiseline; uspostaviti on-line sustave detekcije i automatske zatvorene petlje; promicati obnovu resursa nusproizvoda; razviti kompozitne procese za ravnotežu između kapaciteta masovne proizvodnje i kvalitete visoke čistoće, kako bi se ostvarila velika proizvodnja visokokvalitetnih titanskih cijevi.

 

 

 

Kao izravni proizvođač bez posredničkih troškova, Ruihang je specijaliziran za istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju. Uglavnom proizvodimo proizvode od titana, kao što su ploče od titana, limovi, šipke, žice, cijevi, otkovci. Dostupan je cijeli niz proizvoda od titana, uključujući razred 1-4, stupanj 5, stupanj 7, stupanj 9, stupanj 12, stupanj 23 itd. Naš prodajni tim stoji vam na raspolaganju kako bi vam pružio prilagođenu podršku. Ako imate potrebe za kupnjom, slobodno nas kontaktirajte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com