Koji je princip i tehnički status rafiniranja uklanjanja vanadijuma-za cijevi od legure titanijuma Gr5?

Gr5 (Ti‑6Al‑4V) legura titanaima izvrsna sveobuhvatna svojstva i služi kao glavna podloga za cijevi za sektore vrhunske opreme. Kao legirajući element, vanadijum može optimizirati performanse materijala. Ipak, slobodni vanadijum i nečistoće vanadida imaju tendenciju da se formiraju tokom topljenja, što pogoršava performanse cevi. Zbog toga je visokoefikasna rafinacija uklanjanjem vanadijuma ključna za garantovanje kvaliteta cijevi.

 

 

Gr5 cijevi od legure titana se proizvode korištenjem sirovog titanijum tetraklorida kao sirovine putem hloriranja, rafiniranja, redukcije, kovanja i valjanja. Nečistoće vanadijuma uglavnom postoje u oblicima VOCl₃ i VCl₄, koji potiču od sirovog titanijum tetrahlorida.

 

Razlika u tački ključanja između nečistoća vanadijuma i TiCl₄ je samo oko 10 stepeni, sa 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

Redukcioni agensi, agensi za stvaranje kompleksa ili taloženi se dodaju da se visokovalentni vanadij pretvori u slabo rastvorljive taloge vanadijuma visoke tačke ključanja. TiCl₄ se zatim pročišćava odvajanjem čvrstog i tečnog kako bi se kontrolisale nečistoće na izvoru.

 

2. Cilj procesa

Cilj nije potpuno odstranjivanje vanadijuma, već zadržavanje kemijski vezanog vanadijuma potrebnog za leguru i stabilizacija ukupnog sadržaja vanadijuma unutar 3,5%-4,5%. Štetni slobodni vanadij i vanadidi moraju biti eliminisani kako bi se spriječilo pucanje cijevi, kao i pogoršanje čvrstoće i otpornosti na koroziju uzrokovano segregacijom nečistoća.

 

 

1. Uklanjanje vanadijuma bakrene žice

Tradicionalni proces fine obrade primjenjiv na male serije vrhunskih Gr5 titanijskih cijevi. Na 80‑120 stepeni, bakarne žice smanjuju VOCl₃ i VCl₄ da bi stvorile talog vanadijuma, a nečistoće se uklanjaju razdvajanjem čvrstog i tečnog.

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

Nedostaci: visoka potrošnja, nizak proizvodni kapacitet; nusproizvodi opasnog otpada; pogodno samo za vojnu i svemirsku proizvodnju malih serija.

 

2. Uklanjanje vanadijuma mineralnim uljem

Glavni industrijski proces pogodan za kontinualnu proizvodnju velikih razmjera. Lako mineralno ulje se dodaje na 90-110 stepeni da bi se smanjio visokovalentni vanadij i istovremeno uklonilo više metalnih nečistoća, nakon čega sledi prečišćavanje putem rektifikacije i filtracije.

Prednosti: Jeftine sirovine, mogućnost kontinuirane proizvodnje, veliki kapacitet i niska sveobuhvatna cijena.

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

 

3. Uklanjanje sumporovodika i vanadijuma

Proces redukcije gasne faze primenjen na titanijumske sirovine i cevi srednjeg do niskog kvaliteta. H₂S se uvodi na 80-100 stepeni da se istaloži vanadijum i delimične metalne nečistoće.

Prednosti: Jednostavan rad, brza reakcija, niska ulaganja u opremu.

Nedostaci: Visoko toksičan i korozivan H₂S, visoki troškovi zaštite životne sredine; gubitak titanijumskih sirovina, osrednje performanse gotovog proizvoda; postepeno se gasi u vrhunskim oblastima.

 

4. Uklanjanje vanadijuma masnih kiselina

Novi proces redukcije zelene kompleksacije. Nezasićene masne kiseline daju veću aktivnost uklanjanja vanadija. Visokovalentni vanadijum se pretvara u slabo rastvorljive taloge kompleksa vanadijuma.

Prednosti: Nisko zagađenje, bez visokotoksičnih proizvoda, sirovine koje se mogu reciklirati, povoljan učinak uklanjanja vanadijuma.

Nedostaci: Nezrela tehnologija, skupi reagensi, osetljivi reakcioni uslovi, sklonost zgrušavanju; još uvijek u fazi industrijskih ispitivanja.

 

 

1. Industrijski tehnički pejzaž

Višestruki procesi uklanjanja vanadijuma koegzistiraju za domaću proizvodnju Gr5 titanijumskih cijevi. Veliki proizvođači usvajaju metodu mineralnog ulja za masovnu proizvodnju; metoda bakrene žice je primijenjena za vojno orijentirane vrhunske proizvode kako bi se postigla visoka čistoća; mala i srednja privatna preduzeća primenjuju metod vodonik-sulfida sa generalno osrednjim rezultatima. Industrijalizacija procesa baziranog na zelenim masnim kiselinama je još uvijek u fazi istraživanja. Inozemni high-end procesi imaju inteligentnu kontrolu i vrhunsku preciznost uklanjanja vanadijuma. Kontinuirana optimizacija domaćih procesa na bazi mineralnog ulja smanjuje tehnički jaz.

 

2. Postojeća tehnička uska grla

Ne postoji savršen proces i svaka tehnička ruta ima svoje nedostatke. Trenutne tehnologije mogu samo ukloniti elemente vanadijuma umjesto da reguliraju specijaciju vanadijuma, što dovodi do nestabilnih performansi cijevi. Loša obnova nusproizvoda kao što je vanadijeva šljaka dovodi do velikog pritiska zaštite okoliša. Mala i srednja preduzeća uglavnom se oslanjaju na ručno podešavanje parametara, što dovodi do značajnih fluktuacija proizvoda od serije do serije.

 

3. Trendovi tehničkog razvoja

Postepeno ukinuti proces vodonik-sulfida koji veoma zagađuje i razviti zelene redukcione agense predstavljene masnim kiselinama; uspostaviti on-line detekciju i automatske kontrolne sisteme zatvorene petlje; promovirati obnavljanje resursa nusproizvoda; razvijaju kompozitne procese kako bi uravnotežili kapacitet masovne proizvodnje i kvalitet visoke čistoće, kako bi se realizirala proizvodnja velikih titanskih cijevi visoke klase.

 

 

 

Kao direktni proizvođač bez troškova posrednika, Ruihang je specijaliziran za istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju. Uglavnom proizvodimo proizvode od titanijuma, kao što su titanijumske ploče, limovi, šipke, žice, cevi, otkovci. Dostupan je čitav asortiman proizvoda od titanijuma, uključujući Grade 1-4, Grade 5, Grade7, Grade9, Grade12, Grade23 itd. Naš prodajni tim je spreman da vam pruži prilagođenu podršku. Ukoliko imate potrebe za kupovinom, slobodno nas kontaktirajte:Sam.Rui@bjrh-titanium.com