[發(fā)明專利]一種海綿鈦的制作工藝

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710037940.1
• 申請日: 2017-01-18
• 公開（公告）號: CN107058737A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳復(fù)忠;王文豪;金會心
• 申請（專利權(quán)）人: 貴州大學(xué)
• 主分類號: C22B5/04
• 分類號: C22B5/04;C22B34/12
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務(wù)所(普通合伙)11362
• 代理人: 張梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種海綿鈦的制作工藝，特別是一種質(zhì)量好的海綿鈦的制作工藝。

背景技術(shù)

海綿鈦是金屬熱還原法生產(chǎn)出的海綿狀金屬鈦。純度(質(zhì)量)一般為99.1％-99.7％。雜質(zhì)元素(質(zhì)量)總量為0.3％-0.9％，雜質(zhì)元素氧(質(zhì)量)為0.06％-0.20％，硬度(HB)為100-157，根據(jù)純度的不同分為MHTiO至MHTi4五個等級。海綿鈦為制取工業(yè)鈦合金的主要原料。

海綿鈦生產(chǎn)是鈦工業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，它是鈦材、鈦粉及其他鈦構(gòu)件的原料。把鈦鐵礦變成四氯化鈦，再放到密封的不銹鋼罐中，充以氬氣，使它們與金屬鎂反應(yīng)，就得到“海綿鈦”。這種多孔的“海綿鈦”是不能直接使用的，還必須把它們在電爐中熔化成液體，才能鑄成鈦錠。

鎂還原真空蒸餾法生產(chǎn)海綿鈦，是將原料鎂與精四氯化鈦在一定條件下、在反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)生產(chǎn)海綿鈦。現(xiàn)實生產(chǎn)中遇到的難題是：由于液體鎂中的雜質(zhì)氧化鎂比液體鎂密度輕、漂浮在液體鎂上面、影響還原反應(yīng)速度；另一個就是其他非金屬雜質(zhì)夾雜在液體鎂中、影響反應(yīng)速度，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。由于沒有氯化鎂存在，影響液體鎂與反應(yīng)器壁之間的濕潤性，增加了海綿鈦中的鐵含量；以上問題導(dǎo)致了首次反應(yīng)中存在大量的二氯化鈦與三氯化鈦進(jìn)行二次反應(yīng)、生成顆粒鈦，影響產(chǎn)品外觀顏色，降低成品率，影響后期蒸餾效果，增加產(chǎn)品雜質(zhì)含量，影響產(chǎn)品質(zhì)量；另一個就是顆粒鈦夾雜在海綿鈦縫隙中，堵塞液體鎂上爬的通道，降低了鎂的利用率，增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，是提供一種海綿鈦的制作工藝。本發(fā)明方法降低了產(chǎn)品雜質(zhì)含量，改變了產(chǎn)品外觀顏色，提高了成品率，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種海綿鈦的制作工藝，將金屬鎂裝入反應(yīng)器中，將氯化鎂顆粒覆蓋在金屬鎂層上，真空40-50分鐘后，通入氮氣和氯氣至正壓0.02-0.04MPa；入爐，加入四氯化鈦進(jìn)行還原反應(yīng)，排出氯化鎂，即得。

前述的海綿鈦的制作工藝，所述金屬鎂、氯化鎂和四氯化鈦的重量比為10:0.8-1.2:23。

前述的海綿鈦的制作工藝，所述金屬鎂、氯化鎂和四氯化鈦的重量比為10:1:23。

前述的海綿鈦的制作工藝，所述四氯化鈦加入時，四氯化鈦的加入速度為1.5-2.5t/h。

前述的海綿鈦的制作工藝，所述四氯化鈦加入時，四氯化鈦的加入速度為2.0t/h。

前述的海綿鈦的制作工藝，通入氮氣和氯氣時，按流速為0.25-0.35m/s的速度通入氮氣和氯氣；氯氣的質(zhì)量流量為四氯化碳的28％，氯氣的質(zhì)量流量為四氯化碳的72％。

前述的海綿鈦的制作工藝，通入氮氣和氯氣時，按流速為0.30m/s的速度通入氮氣和氯氣。

前述的海綿鈦的制作工藝，入爐后的溫度變化為：150℃恒溫脫氣1.5-2.5h；200℃恒溫脫氣1.5-2.5h；300℃恒溫脫氣1.5-2.5h；然后升溫至800-880℃加入四氯化鈦進(jìn)行還原反應(yīng)。

前述的海綿鈦的制作工藝，分10次加入四氯化鈦，第1次到第10次的重量比為0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：0.9-1.1:0.9-1.1；分10次排氯化鎂，第1次到第10次的重量比為1.1-1.3：1.0-1.2：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：0.9-1.1：1.1-1.3：1.1-1.3：0.9-1.1:0.8-1.0。

申請人對海綿鈦的生產(chǎn)方法進(jìn)行了長期的大量的試驗研究，部分試驗如下：

1試驗材料

1.1對比海綿鈦1：市售；

1.2對比海綿鈦2：制作工藝為：石油焦和熔融鈦鐵礦在1600℃-1800℃還原得到二氧化鈦，在900℃下，通入氯氣和二氧化鈦反應(yīng)得到四氯化鈦，備用；在反應(yīng)罐中放入純金屬鎂，充滿氬氣，加熱使鎂融化后，在800-900℃下加入四氯化鈦，排出氯化鎂，即得。

1.3本發(fā)明海綿鈦：按實施例1進(jìn)行生產(chǎn)。

2方法和結(jié)果

對對比海綿鈦和本發(fā)明海綿鈦指標(biāo)進(jìn)行了對比，具體結(jié)果件表1、表2和表3.

表1對比海綿鈦1

表2對比海綿鈦2

表3采用實施例1進(jìn)行生產(chǎn)的海綿鈦