Quin és el principi i l'estat tècnic del refinament d'eliminació de-vanadi per als tubs d'aliatge de titani Gr5?

Aliatge de titani Gr5 (Ti-6Al-4V).compta amb excel·lents propietats integrals i serveix com a substrat de tub principal per als sectors d'equips de gamma alta. Com a element d'aliatge, el vanadi pot optimitzar el rendiment del material. No obstant això, durant la fosa tendeixen a formar-se impureses de vanadi i vanadi lliure, que degraden el rendiment dels tubs. Per tant, el refinament d'eliminació de vanadi d'alta eficiència és fonamental per garantir la qualitat del tub.

 

 

Els tubs d'aliatge de titani Gr5 es fabriquen utilitzant tetraclorur de titani cru com a matèria primera mitjançant cloració, refinació, reducció, forja i laminació. Les impureses de vanadi existeixen principalment en les formes de VOCl₃ i VCl₄, provinents del tetraclorur de titani brut.

 

La diferència de punt d'ebullició entre les impureses de vanadi i el TiCl₄ és només d'uns 10 graus, amb un coeficient de separació d'1,22. La rectificació convencional difícilment pot aconseguir la seva separació, de manera que els mètodes de modificació química s'adopten àmpliament a la indústria per a l'eliminació de vanadi.

 

1. Principi de procés

S'afegeixen agents reductors, complexants o precipitants per convertir vanadi d'alta valent en precipitats de vanadi d'alt punt d'ebullició poc solubles. A continuació, el TiCl₄ es purifica mitjançant la separació sòlid-líquid per controlar les impureses a la font.

 

2. Objectiu del procés

L'objectiu no és eliminar el vanadi completament, sinó retenir el vanadi enllaçat químicament necessari per a l'aliatge i estabilitzar el contingut total de vanadi en un 3,5%-4,5%. S'han d'eliminar el vanadi i les vanàdides lliures nocius per evitar el trencament del tub, així com el deteriorament de la resistència i la resistència a la corrosió causada per la segregació d'impureses.

 

 

1. Eliminació de vanadi de filferro de coure

Un procés tradicional de tractament fi aplicable a tubs de titani Gr5 de gamma alta de lots petits. A 80-120 graus, els cables de coure redueixen el VOCl₃ i el VCl₄ per generar precipitats de vanadi i les impureses s'eliminen mitjançant la separació sòlid-líquid.

Avantatges: Bona selectivitat, alta precisió d'eliminació de vanadi; els productes compleixen els estàndards d'aviació; equips senzills i estables.

Desavantatges: alt cost de consumibles, baixa capacitat de producció; subproductes de residus perillosos; només apte per a la producció militar i aeroespacial de lots petits.

 

2. Eliminació de vanadi d'oli mineral

Procés industrialitzat principal adequat per a la producció contínua a gran escala. S'afegeix oli mineral lleuger a 90-110 graus per reduir el vanadi d'alta valent i eliminar simultàniament múltiples impureses metàl·liques, seguit de purificació mitjançant rectificació i filtració.

Avantatges: matèries primeres de baix cost, capacitat de producció contínua, gran capacitat i baix cost integral.

Desavantatges: Requisits estrictes per al control de paràmetres; riscos de residus d'oli, incrustació i bloqueig de canonades; àmpliament adoptat pels fabricants nacionals de titani grans i mitjans.

 

3. Eliminació de sulfur d'hidrogen vanadi

Procés de reducció en fase gasosa aplicat a matèries primeres i tubs de titani de grau mitjà a baix. L'H₂S s'introdueix a 80-100 graus per precipitar el vanadi i les impureses metàl·liques parcials.

Avantatges: Operació senzilla, reacció ràpida, baixa inversió en equip.

Desavantatges: H₂S altament tòxic i corrosiu, alt cost de protecció del medi ambient; pèrdua de matèries primeres de titani, rendiment mediocre del producte acabat; eliminant-se gradualment en camps de gamma alta.

 

4. Eliminació de vanadi d'àcids grassos

Nou procés de reducció de complexació verda. Els àcids grassos insaturats proporcionen una major activitat d'eliminació de vanadi. El vanadi d'alta valent es converteix en precipitats de complexos de vanadi poc solubles.

Avantatges: baixa contaminació, sense productes altament tòxics, matèries primeres reciclables, rendiment favorable d'eliminació de vanadi.

Desavantatges: tecnologia immadura, reactius cars, condicions de reacció sensibles, tendència a l'aglomeració; encara en fase de proves industrials.

 

 

1. Paisatge Tècnic Industrial

Coexisteixen múltiples processos d'eliminació de vanadi per a la producció domèstica de tubs de titani Gr5. Els grans fabricants adopten el mètode d'oli mineral per a la producció en massa; el mètode de fil de coure s'utilitza per a productes de gamma alta orientats a l'exèrcit per aconseguir una puresa elevada; les petites i mitjanes empreses privades apliquen el mètode del sulfur d'hidrogen amb resultats generalment mediocres. La industrialització del procés basat en àcids grassos verds encara està en investigació. Els processos de gamma alta a l'estranger compten amb un control intel·ligent i una precisió superior en l'eliminació de vanadi. L'optimització contínua dels processos nacionals basats en oli mineral està reduint la bretxa tècnica.

 

2. Colls d'ampolla tècnics existents

No hi ha un procés perfecte disponible i cada ruta tècnica té els seus inconvenients. Les tecnologies actuals només poden eliminar elements de vanadi en lloc de regular l'especiació de vanadi, donant lloc a un rendiment inestable del tub. La mala recuperació de subproductes com l'escòria de vanadi comporta una forta pressió de protecció del medi ambient. Les petites i mitjanes empreses depenen majoritàriament de l'ajust manual dels paràmetres, la qual cosa provoca fluctuacions importants del producte lot a lot.

 

3. Tendències de desenvolupament tècnic

Eliminar el procés de sulfur d'hidrogen altament contaminant i desenvolupar agents reductors verds representats pels àcids grassos; establir sistemes de detecció en línia i de control automàtic de llaç tancat; promoure la recuperació de recursos de subproductes; desenvolupar processos compostos per equilibrar la capacitat de producció en massa i la qualitat d'alta puresa, per tal de realitzar la fabricació a gran escala de tubs de titani de gamma alta.

 

 

 

Com a fabricant directe sense costos d'intermediari, Ruihang està especialitzat en R+D, producció i vendes. Principalment fabriquem productes de titani, com ara plaques de titani, làmines, barres, cables, tubs, forja. Hi ha disponible tota la gamma de productes de titani, inclosos els graus 1-4, 5, 7, 9, 12, 23, etc. Si teniu necessitats de compra a mà, no dubteu a contactar amb nosaltres:Sam.Rui@bjrh-titanium.com