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niuzhirong
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独爱陌可可

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镁法海绵钛爬壁钛生成量的初探沈俊宇(遵义钛业股份有限公司 贵州省 563004)摘要:在海绵钛的还原生产过程中,反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛,一炉产品爬壁钛的生成量少则500 kg左右,多则达800至1000 kg,爬壁钛不仅产品取出困难,增加操作人员劳动强度,而且其质量较差,经济损失大。本文分析了海绵钛爬壁钛的形成机理及生产过程中爬壁钛增多的原因,提出了还原中后期最大加料速度限制,以缓解反应剧烈程度和控制反应液面高度在1#范围内小幅波动,防止形成新的活性中心,是生产过程中减少爬壁钛生成量的主要途径。关键词:海绵钛 爬壁钛 生成量 加料速度 反应液面高度A Study the Production of the Titanium on Walls Produced in the Process of Sponge Producing by Magnesium ProcessJunyu,Shen(Zunyi Titanium COLTDGuizhou 563004)Abstract:A quantity of annular titanium will be produced on upper walls of reactors during the reduction and distillation。The production per batch is from 500kg to 800 or 1, It is difficult for operators to take products out ,and also influences the quality Therefore ,the titanium on walls not only strengthens the labor intensity ,but also causes a big loss The paper analyzes the formation mechanism of the titanium on wall and reasons why its production Also,in order to ease the strong reaction,make the liquid level in reaction waves no more than 1’’and prevents the formation of new active centers ,the paper introduces a main method to reduce the production of the titanium on walls,that is to retrict the feed speed in mid or late period of reduction and Keywords:titanium sponge the titanium on walls production feed speed liquid level in reaction 1 前言在海绵钛的还原生产过程中,反应器的上部器壁会生成大量环状的爬壁钛,如图1所示。爬壁钛会导致以下不良后果: 第一,由于目前使用双法兰反应器,反应器上部热损失较大(上部有三圈水套,反应器约300 mm高度在加热炉外),上部爬壁钛中的氯化镁很难被蒸发出去,使爬壁钛中含有较高的杂质元素氯,剥取产品时会看到反应器口部(爬壁钛的最上部)粘有大量的镁和氯化镁。第二,海绵钛还原、蒸馏反应器为铁制反应器,由于爬壁钛在反应器器壁上粘附较强,加之双法兰反应器上部热损失大,为保证反应器上部温度,蒸馏期间加热炉1#、2#加热电阻丝送电频率高且时间长,致使爬壁钛普遍有发亮现象,分析结果显示杂质元素铁含量较高。第三,爬壁钛在反应器上部空间极易被泄漏进的空气污染,使产品中杂质元素氮、氧含量较高。由表1可看出,产品分析爬壁钛质量级别基本上在3—5级(极少部分在2级以上),同时,也有少部分因杂质元素过高成为等外品。一炉产品爬壁钛的生成量少则500kg左右,多则达800至1000 kg,经济损失较大。另外,爬壁钛过多也给产品取出带来困难,增加操作人员劳动强度。为了减少爬壁钛生成量,降低损失,我们进行了控制液面高度及调整料速试验。表1 2007年下半年爬壁钛质量统计表分析批数(批) 2级品批数(批) 3~5级品批数(批) 等外品批数(批) 2级品影响因素 3~5级品、等外品影响因素75 12 51 12 HB、Fe、Cl、O、N HB、Fe、Cl2 爬壁钛形成机理镁还原TiCl4主要反应为:TiCl4+2Mg=Ti+2MgCl2,在还原反应刚开始时,加入的TiCl4大部分气化,发生气相TiCl4—气相Mg或气相TiCl4—液相Mg反应,同时也有一部分TiCl4液体未来得及气化,进入液镁中,发生液相TiCl4—液相Mg间的反应。还原刚开始在反应器铁壁和熔镁表面夹角处上,一旦有钛晶粒出现后,裸露在熔镁面上方的钛晶体尖峰或棱角便成为活性中心。[1] 镁还原TiCl4主要在此活性中心上进行。液镁靠表面张力沿铁壁和钛晶体毛细孔上爬,被吸附在活性中心上,与气相TiCl4反应生成最初的海绵钛颗粒。随着反应的进行,生成的海绵钛颗粒依赖其与反应器壁的粘附力和熔体浮力的支持沿反应器壁在熔体表面逐渐长大,并浮在熔体表面。随着生成的海绵钛块增厚、增大,加之排放氯化镁,失去熔体浮力支持的海绵钛块体大部份就会沉落在熔体底部,这样在反应器器壁上,将有环状海绵钛粘附在其上,其实,这部分也是最初的爬壁钛。另外,在还原反应初期,液镁有很大的蒸发表面,而空间压力较低,故镁具有很大的蒸发速度。还原反应中期,反应温度较高和对反应器底部加热时,也会有部分镁蒸发。镁蒸气挥发后,冷凝在反应器器壁和大盖底部,与气相TiCl4反应也会生成部份爬壁钛。海绵钛块沉落熔体底部后,熔体表面会重新暴露出液镁的自由面,还原反应将恢复到较大的速度。随着反应的进行,在熔体表面会重新生成海绵钛桥,通过排放氯化镁,钛桥被破坏,海绵钛块靠自重下沉,又为下一层海绵钛生长创造条件,爬壁钛也在这一过程中逐渐形成,还原反应如此周而复始进行,直至镁的利用达到65%—75%之后。3 生产中爬壁钛增多原因分析1中后期加料速度随着还原反应的进行,特别是进入中期后,加料速度逐渐增加,反应进行的非常剧烈,熔体表面反应区中心部最高温度可达1200℃以上,而镁的沸点仅1105℃,此时镁处于沸腾状态。加之目前还原操作料速按玻璃转子流量计实际刻度与自动加料系统对照进行加料,因玻璃转子流量计出厂时是用水标定,当被测介质改为TiCl4时,其修正系数,经计算应为13。当玻璃转子刻度显示最大加料量为150 kg /5h,实际料速已达160~170 kg /5h。这样更加剧了反应的剧烈程度,沸腾的液镁将不断吸附在最初反应器壁上已形成的少量环状爬壁钛上,通过钛晶体毛细孔上爬,与气相TiCl4反应生成新爬壁钛,使原环状爬壁钛增多、增厚。另外,由于反应剧烈程度增加,也加剧了液镁的气化,液镁蒸气挥发后,冷凝附着在反应器器壁上部和大盖底部,与气相TiCl4反应生成爬壁钛,这些爬壁钛主要粘附在反应器器壁上部和大盖底部。因此,最大料速持续的时间越长,生成爬壁钛也就越多(表2)。表2 部分大料速爬壁钛生成量统计表最大料速(kg /5h) 持续的时间(h) 爬壁钛占毛产量比例(%)生产炉-1 155~165 35 75生产炉-2 145~155 40 55生产炉-3 155~165 36 67生产炉-4 155~165 40 35生产炉-5 155~165 35 2 反应液面高度反应液面高度太低、波动范围过大会增加爬壁钛生成量,其原因如下:第一,当反应液面高度过低时,TiCl4距液镁表面间距面相对较远,发生液相TiCl4—液相Mg间的反应相对减少,气相TiCl4与镁蒸气反应相对增加,从而增加爬壁钛生成量。第二,因未定时、定量准确排放MgCl2,反应液面高度大幅上下波动,易在钛晶体活性中心之外,形成新的活性中心,液镁靠表面吸引力沿铁壁和钛晶体孔隙上爬,被吸附在活性中心上,这样在反应器壁上会粘附形成新的爬壁钛。因此,不控制好液面高度,及时准确排放MgCl2,也将增加爬壁钛的生成量(表3)。表3 反应液面高度大幅波动量统计表反应液面高度波动范围 爬壁钛占毛产量比例(%)生产炉-6 1#~2# 88生产炉-7 1#~2# 82生产炉-8 1#~2# 67生产炉-9 1#~2# 02生产炉-10 1#~2# 02生产炉-11 1#~2# 814 措施通过上述分析,可以知道爬壁钛是海绵钛生产过程中必然要形成的,但其生成量是可以控制的,因此,我们对加料速度以及反应液面高度进行了调整。结合生产实践,采取两项措施:第一,我们对部分处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135~140 kg /5h,以缓解反应剧烈程度,特殊炉次,因反应温度太低,可以适当提高至160~170 kg /5h,但持续时间不能太长,最多3~4 h;后期最大料速限制在105~110 kg /5h。第二,控制反应液面在1#范围内小幅波动,防止形成新的活性中心,以达到降低爬壁钛生成量的目的(表4)。表4 调整料速及排放MgCl2制度试验对比表料速及排放MgCl2制度 平均爬壁钛占毛产比例(kg) 平均钛坨重量(kg) 平均加料时间(h) 中期平均最大料速(kg /5h) 后期平均最大料速(kg /5h)调整前 56 5291 89 160 120调整后 28 5483 87 138 107从表4的统计数据可以看出,通过控制最大料速以及控制好液面高度及时准确的排放MgCl2,产品生成的爬壁钛占毛产比例大大下降,调整前平均爬壁钛为56%,调整后平均爬壁钛28%,平均下降28%。在进行调整料速试验期间,对生产炉-59一炉产品还原中期加料再次进行提高料速到155~165 kg /5h试验,结果爬壁钛增至占毛产量的93%,从这点也证明了加料速度对爬壁钛形成的影响。此外,调整前,钛坨平均重5291 kg,调整后,钛坨平均重5483 kg,平均毛产重量未受影响;调整前平均加料时间89小时,调整后平均加料时间87小时,加料时间也略有减少。试验在降低爬壁钛生成量的同时,缩短了还原生产周期,降低了还原电耗,取得了较好的效果。5 结论1对处于通风不好而影响散热的炉子还原中期最大加料速度限制在135~140kg /5h,后期最大料速限制在105~110 kg /5h 2控制反应液面高度在1#范围内小幅波动。本试验在巩固海绵钛钛坨产量的情况下,降低了爬壁钛生成量,试验取得了效果,为进一步研究探索海绵钛爬壁钛生成量打下了基础。参考资料[1] 莫畏, 邓国珠 ,罗方承 钛冶金[M]版次(第二版)北京:冶金工业出版社,1998:281-293
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陈英杰哥哥

对于一个国家来说,冶金行业的发展水平与其综合国力息息相关。在我国社会经济高速发展的今天,为了促进冶金行业的发展,我们需要采用科学的管理方法,进行合理的设备管理和维护,促进冶金行业的高速发展。一、冶金设备管理的重要性首先,对于冶金行业来说,长期以来,机械设备是重要的生产工具。通过机械设备,可以解决很多人力资源不能解决的问题,并且可以实现生产的高效化。随着社会的发展,资源的需求增加,为了适应不同开采环境,实现更加高效的生产冶炼,我们需要进行对机械设备进行合理的应用管理。其次,对于冶金行业来说,为了实现企业的持续发展,需要适应社会现实进行不断的扩大再生产,在这个过程中,我们需要对冶金设备进行不断的创新提升,推动企业的发展。二、冶金设备管理的现状和存在的问题在现代社会发展的过程中,冶金设备不断完善。与此同时,冶炼设备的管理也相应的得到了一定的发展。但是,与冶炼行业的发展相比,冶金机械设备的管理情况并不理想,存在一定的管理上的问题。主要表现在以下方面:首先,冶金机械设备管理中的主要问题是不够系统化。现阶段,我国的冶金行业多存在新旧设备混合搭配的现象,管理上也比较混乱。主要是由于很多企业比较注重经济利益,对于冶金设备的维护和保养工作并不重视。这导致冶金行业的设备管理水平不高,可能出现各种设备管理上的问题,使各种设备的使用寿命降低,企业要付出更多的经济代价。其次,在冶金设备管理的过程中,由于相关人员的疏忽,导致很多设备的组装结构不合理。并且,由于工作人员的意识和知识缺乏,不合理操作会造成设备出现一系列的问题。很多企业只能是当旧设备是在无法使用的时候才更换新设备,造成冶金机械设备的巨大浪费,并且对原有设备也造成了严重的损害。第三,设备的修理不足或者维修过度也是现阶段冶金设备维修管理中出现的常见问题。由于现在冶金行业设备的更换不注意,很多设备在型号、使用条件等问题上存在较大的差别。但是企业并不愿意对设备进行定期的维修,只能是等到设备实在无法工作的时候才对设备进行维修,造成设备资源的浪费和企业的经济损失。第四,设备的管理上还存在管理水平分级严重的问题。现阶段很多企业存在管理水平不科学的问题,这导致企业面临着由于管理不当而导致的巨大资源浪费。另外,一些冶炼企业的管理人员为了促进企业的发展,制定了很多创新性的管理制度。但是,这些制度并不符合现阶段行业的实际情况。在实施的过程中出现很多问题,造成管理水平提升困难,生产工作也无法实现高效发展。三、冶金设备管理的方法加强设备的前期管理对于机械设备来说,进行前期的管理是非常必要的。为了保证投入生产的机械设备能够有效的进行生产,给企业带来巨大的经济效益。降低企业在机械设备维修方面的支出,我们需要重点关注设备的管理工作。在这个过程中,我们第一要做好设备的前期管理,充分考虑现有条件下设备的设计和选型问题,进行合理的选择。保证设备的可靠性、适用性、安全性以及可维修性的基础上才能保证设备的后期生产工作顺利进行,为生产工作打下良好的基础。然后,在设备的投入方面,为了降低企业的成本,我们应该综合考虑设备的使用耗损问题,进行前期投入和维修资金控制的全面把握,增加企业的运营效率。加强冶金设备的维修管理对于冶金设备来说,使用中需要定期的维护。为了保证冶金设备的使用,我们需要展开合理的定期维修管理。采用先进的管理理论,进行合理的维修管理,保证设备能够正常的运行。通过正确的措施,对正在运营的设备进行现代化的维护管理,确保其能够正常的生产工作。因此,在此过程中,我们需要对现行的管理机制进行合理的优化,除了进行定期的设备管理之外,还需要对管理方式进行合理的创新,保证冶金设备的正常工作。加强冶金设备的安装管理在冶金设备的使用过程中,我们需要进行合理的安装管理。通过从正规的渠道进行设备的购买,在严格的质量检查和验收的基础上,进行产品的试用,最后进行投入使用。因此,为了能够对设备的的管理和维修期限进行明确的把握,我们需要合理把握冶金设备的安装管理情况。并且对设备的安装进行严格的监管,保证安装的精确性,促进企业的发展。制定合理的设备维护管理制度在设备长期使用的过程中,一些问题是不可避免的。因此,为了保证设备的使用质量,我们需要制定合理的维护管理制度。管理人员应该在考虑实际情况的基础上,从长期的使用角度,提出连续性的管理方案,保证冶金设备的使用。并且,提出一些应急预案,防止发现问题时的慌乱。最后,还应该制定合理的维护保养管理方式,对设备进行长期的维护。在制度中强调定期检查的必要性和安全检查的方式,确保安全隐患的排除,使其能够正常的使用。四、设备的维护和保养为了保证冶金设备的正常使用,减少维修费用,提高企业的生产效益,我们需要对设备进行定期的维护。防止在使用过程中,各个零部件之间相互过度摩擦,造成设备的毁损而出现安全隐患。在此过程中,设备的维护必须是一个连续性的工作,需要相关的维修工和操作工进行定期的维护。设备的维护保养工作包括日常维护保养,设备的润滑和定期加油、预防性试验以及定期校准与设备的防腐等工作。需要操作工每班在设备使用前、中、后进行合理的例保工作。在工作中严格按照要求进行操作,进行合理的记录,发现问题及时上报处理。总体来说,维护人员要保证机械设备的完整,安全防护装置的完整以及管道的完整等,达到设备整齐、清洁、安全和润滑的目的。参考文献:[1] 刘凌 冶金机械设备质量管理与维护[J] 中国管理信息化, 2015(11):133-[2] 侯惠鹏 冶金机械设备维修管理探讨[J] 科技风, 2013(14):193-[3] 王福军 冶金机械设备质量管理与维护[J] 城市建设理论研究:电子版, 2015, 5(24)

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小豆他妈妈

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