海绵钛生产过程还原周期影响因素研究

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1、doi：10.3969/j.issn.1007-7545.2015.08.007海绵钛生产过程还原周期影响因素研究李亮1，李开华1，苗庆东1，盛卓1，程晓哲1，许虎诚2，夏建辉2（1.攀钢集团研究院有限公司，钒钛资源综合利用国家重点实验室，四川攀枝花617000；2.攀钢集团钛业有限责任公司，四川攀枝花617000）摘要：分析了镁热还原TiCl4制备海绵钛还原生产过程中各阶段在还原周期中的分布，并考察了冷凝镁与镁锭用量、TiCl4加料、高恒温时间、设备故障对还原周期延长的影响。结果表明，冷凝镁与镁锭用量越大，还原周期的延长趋势越明显；高恒温耗时与TiCl4的加料稳

2、定控制、降低加料器与排料阀等设备故障可有效缩短还原周期。关键词：海绵钛；还原周期；影响因素；镁热还原中图分类号：TF823文献标志码：A文章编号：1007-7545（2015）08-0000-00AnalysisonInfluenceFactorsforPeriodofReductionProcessinTitaniumSpongeProductionLILiang1,LIKai-hua1,MIAOQing-dong1,SHENGZhuo1,CHENGXiao-zhe1,XUHu-cheng2,XIAJian-hui2(1.StateKeyLaboratoryof

3、VanadiumandTitaniumComprehensiveUtilization,PangangGroupResearchInstituteCo.Ltd,Panzhihua617000,Sichuan,China;2.PangangGroupTitaniumCo.Ltd,Panzhihua617000,Sichuan,China）Abstract：Theproportiondistributionofdifferentstagesduringtitaniumspongereductionproductionbymagnesiothermicreduction

4、wasanalyzed.Theeffectsofdosageofcondensatemagnesiumandmagnesiumingot,TiCl4charging,hightemperatureconstanttime,andequipmentfailureonperiodofreductionprocesswereinvestigated.Theresultsshowthatperiodofreductionprocessisextendedwithincreasingdosageofcondensatemagnesiumandmagnesiumingot.P

5、eriodofreductionprocesscanbeshortenedremarkablybyloweringequipmentsfailurerateandstabilizinghightemperatureconstanttimeandTiCl4charging.Keywords：titaniumsponge;periodofreductionprocess;influencefactor;magnesiothermicreduction钛因其比强度高、密度小、耐高温低温性能优良、耐腐蚀等优点被广泛应用于航空航天、船舶、冶金、化工、汽车以及能源等领域，而海

6、绵钛是制备钛材、钛粉及其他钛构件的重要原材料[1-3]。目前国内外均采用镁热还原四氯化钛的方法（克劳尔法）制备海绵钛，该法主要包括镁还原四氯化钛、还原产物真空蒸馏、海绵钛产品的后处理三大工序[4]。还原与蒸馏工序为海绵钛生产的核心工序，也是决定海绵钛产品质量的关键环节[5]。国内某海绵钛厂采用7.5t大型“I”型半联合还原蒸馏系统，该系统具有产能大、产品质量好等优点[4,6]，但在还原过程中常出现还原周期波动现象，严重影响海绵钛产品质量与生产过程管控。为进一步缩短还原周期、降低还原过程能耗，开展还原过程中各生产操作环节对还原周期控制的影响分析具有重要的实际意义。1

7、还原反应原理与工艺镁热还原四氯化钛的过程涉及气、液、固多相反应，其主反应为镁与四氯化钛之间的反应，产物为液态的副产物氯化镁与固态的海绵状金属钛。1/2TiCl4(g)+Mg(l)=MgCl2(l)+1/2Ti(s)(1)1/2TiCl4(g)+Mg(g)=MgCl2(l)+1/2Ti(s)(2)1/2TiCl4(l)+Mg(g)=MgCl2(l)+1/2Ti(s)(3)1/2TiCl4(l)+Mg(l)=MgCl2(l)+1/2Ti(s)(4)图1为主反应（1）的ΔH与ΔG随温度的变化关系曲线。收稿日期：2015-02-09基金项目：国家国际科技合作项目（0102

8、010DF