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年第期轻金属· ·
· 镁硅钛·
海绵钛结构致密与控制还原、蒸馏过程的关系
王小龙
遵义钛厂,贵州遵义
摘要:从还原、蒸馏控制过程论述了海纬杖结构致密的形成机理,认为采用合理的设备配置、加料速度及适当的缩短
蒸馏高恒汪时间可以改善海纬钛结构。
关簟调:海纬杖;结构致密;烧蛄硬心;蒸馏高恒温时间
中囝分类号:.’文献标识码: 文章编号:———
镁还原生产海绵钛的基本原理是在氩气保护义。
下,向反应器内加入四氯化钛使与镁反应,生成海绵
海绵钛结构致密形成机理分析
钛和氯化镁。主要反应是:
. 还原过程形成烧结硬心
放热镁还原四氯化钛反应初期,加入反应器内的液
还原结束后,产物为钛%~%、镁%~%、体四氯化钛进入高温区会吸热汽化,在液镁表面之
氯化镁% ~ %,及少量的三氯化钛和二氯化上的反应器壁上和液镁反应。初期形成的海绵钛粘
钛。为得到纯净的海绵钛用真空蒸馏法,将海绵钛附在反应器壁上,随着反应的进行海绵钛逐渐长大。
中的镁和氯化镁分离除去【。海绵钛真空蒸馏的经过至小时,还原反应进入中期,由于熔体
基本原理是基于镁和氯化镁在高温下有较大的饱和内存在充足的镁,反应速度加大,加料速度逐渐提高
蒸汽压。而钛在相同温度下的饱和蒸汽压则很小。到允许的最大值。由于反应剧烈,造成很大的温度
例如在℃时,镁的饱和蒸汽压为.,氯梯度。
化镁的饱和蒸汽压为.,而此时钛的蒸汽在此期间,反应液面高,由于存在液态镁的自由
压接近为零。因此,,反应加的四氯化
期恒温在℃下,‘镁和氯化镁通过海绵钛表面和钛液体距液镁表面行程短,四氯化钛液体大部分未
毛细孔扩散被蒸发出去,被冷凝在用水冷却的回收来得及汽化即与液镁发生反应,因镁法生产海绵钛
镁和氯化镁的容器器壁上循环使用,使海绵钛得到还原过程中,镁还原四氯化钛为放热反应,还原四氯
净化。在整个控制过程中,会发生一系列复杂的物化钛料速越大,反应越剧烈,产生的热量越多,反应
理化学变化,海绵钛结构致密与疏松均取决于这一温度也越高,而液态四氯化钛和液态镁反应最为剧
过程的变化。。目前还原采用的是中心
明显的烧结硬心和海绵钛坨整体较硬如图。海加料方式如图,加入的四氯化钛集中在中心区
绵钛结构致密会带来以下问题:由于形成海绵钛域,中心区域向反应器壁散热行程较远,加之海绵钛
烧结硬心,海绵钛毛细孔闭塞,其中的杂质氯化镁在导热系数低,散热自然就较差。因此,在中期其熔体
蒸馏过程中,不易蒸馏出来,使这部分产品因杂质氯表面料液集中的部位温度最高,实测中心区域温度
化镁含量高成为废品,海绵钛烧结硬心越大,
越多造成的经济损失也越大,还会增加能耗。产结结晶聚集体,即烧结硬心。此聚集体不仅非常致
品不疏松,在熔铸过程中,将对熔铸电极产生不利影密,切压高、不易破碎;而且增加了氯化镁在蒸馏过
响。因此,深入研究分析这一过程的物理化学变化程中通过海绵钛毛细孔扩散的阻力,使烧结硬心所
固塞改善海绵钛结构,降低能耗有重要意含有的氯化镁杂质往往很难蒸馏出来,直接影响海
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