Japan je važan proizvođač titanijuma. Iz industrijske strukture, Japan se oslanja na uvoz potrebnih sirovina iz rude titana, a više od 60% proizvedenog titanijuma se izvozi. U slučaju ograničenja na oba kraja industrijskog lanca, smanjenje troškova proizvodnog procesa je važna mjera za japanske proizvođače titana kako bi održali svoju konkurentnost na tržištu.
NEDO (National Research and Development Corporation New Energy and Industrial Technology Development Organization) je uključio titanijum u program "Istraživanja i razvoja inovativnih novih strukturnih materijala". 2013, Toho Titanium, Nippon Steel i druge kompanije i institucije da zajedno provedu 10-godišnju "inovativni razvoj tehnologije niske cijene titanijumske ploče". Projekt uključuje razvoj jeftine proizvodne tehnologije za visokokvalitetne titanijumske spužve, razvoj tehnologije direktnog valjanja titanijumske spužve, te razvoj tehnologije elektrolitičkog taloženja za direktnu pripremu titanijumske folije, a ovaj članak samo ocrtava napredak. istraživanja u prva dva pravca.
1. Istraživački sadržaj
Tradicionalni proizvodni proces hladno valjane titanijumske ploče i projektno istraživanje posvećeno je probojnim vezama. Proizvodnja hladno valjane titanijumske ploče obuhvata pripremu titanijumskog sunđera, topljenje, izradu gredica, kovanje, toplo valjanje i hladno valjanje itd. Cilj istraživanja ovog projekta je da se izostave procesi topljenja i kovanja titanijumskog sunđera i da se značajno smanji ulaganja u opremu, troškove energije i materijalne troškove.
Nakon izostavljanja procesa topljenja, teško je izvršiti ravnomjernu distribuciju elemenata nečistoća (O, Fe, itd.) unutar titanijumskog sunđera. Istovremeno, mala količina zaostalog MgCl2 koja je mogla biti uklonjena tokom procesa topljenja ne može se ukloniti zbog izostavljanja procesa topljenja. Stoga, ovaj proces ravnog valjanja zahtijeva visoku čistoću (nizak sadržaj O, Fe) i nisku količinu zaostalog MgCl2 za titanijumski sunđer. Na osnovu gore navedenih razloga, projektni tim je istraživao jeftinu tehnologiju proizvodnje titanijumskog sunđera visoke čistoće i niskog rezidualnog MgCl2.
Toho Titanium je sproveo istraživanje o tehnologiji velike proizvodnje visokokvalitetnog titanijumskog sunđera na principu neutralnog troška, a proizvedena visokokvalitetna titanijumska spužva korišćena je u procesu direktnog valjanja sunđera, a poznato je da se koristi u nizvodne industrije titana kao što su avioni i generalni civilni proizvodi.
Nippon Steel je bio odgovoran za tehničku studiju procesa izrade i valjanja gredica ovog projekta. Visokokvalitetna titanijumska spužva proizvedena u prethodnom procesu se komprimuje i formira u titanijumski ingot, koji se zatim pakuje u titanijumsku ploču i pretvara u titanijumsku gredicu evakuacijom unutrašnjosti koja se zagreva na 1000 stepeni i zatim toplo valja, i materijal za pakovanje titanijumske gredice (titanijumska ploča) i titanijumski sunđer iznutra su integrisani u proces valjanja.
2 visokokvalitetne titanijumske spužve niske cijene razvoja tehnologije proizvodnje
Kako bi se smanjio sadržaj Fe, O i rezidualnog MgCl2 u titanijumskom spužvi bez povećanja troškova, projektni tim je izvršio analizu sastava finalnih i međuproizvoda i koristio numeričku simulaciju za analizu uslova u reaktoru. , savladao faktore koji utiču na sadržaj i distribuciju nečistoća kao što su Fe i O u titanijumskom sunđeru i optimizovao uslove sirovine i tehnologiju procesa. Da bi se maksimalno izdvojio visokokvalitetni titanijumski sunđer sa niskim sadržajem Fe i MgCl2, Dongbang Titanium vrši ispitivanje grudvica titana u pod-oblasti, te ih seče i drobi pojedinačno u kombinaciji sa kumulativnom distribucijom nečistoća kao što su Fe i O iz numerička simulacija. Budući da titanijumski sunđer sa visokim sadržajem Fe ima veću refleksivnost, projektni tim koristi optičke metode za identifikaciju zrna titanijumskog sunđera koja sadrže visoke koncentracije Fe za automatizovanu inspekciju i skrining.
Do sada je projektom formirana ključna tehnologija stabilne pripreme visokokvalitetnog titanijumskog sunđera i postignuta industrijska primjena.
3 Razvoj tehnologije proizvodnje visokoefikasne titanijumske ploče (razvoj tehnologije direktnog valjanja titanijumske spužve)
Izrada gredica, vruće valjanje i proces hladnog valjanja, projektni tim je kroz optimizaciju procesa tako da titanijumska gredica u procesu grijanja i toplog valjanja ne proizvodi pukotine i ekspanziju i druge nedostatke.
Sa velikom veličinom pukotina toplog valjanja titanijumskih gredica, grupa je optimizovala brikete od titanijumskog sunđera, metode punjenja, kao i strukturu titanijumske gredice i proces valjanja, pukotine od valjanja su efikasno rešene, u naknadnom valjanju 220 ~ 279 mm debljine velike pukotine titanijumske gredice nisu se pojavile. Toplo valjana titanijumska ploča debljine 5 ~ 6 mm, uklonite površinu oksidne kože nakon hladnog valjanja u debljinu od 0.5 mm titanijum hladno valjanog lima. Nakon pregleda, površinski odnos površinske poroznosti hladno valjanog lima je manji od 0,2%, odnosno organizacija hladno valjanog titanovog lima proizvedenog postupkom ravnog valjanja titanijum sunđera je ista kao organizacija lima proizvedenog topljenjem. proces.
Poređenje performansi titanijumske spužve direktno valjane titanijumske ploče i konvencionalne hladno valjane titanijumske ploče, debljina hladno valjane titanijumske spužve koja se koristi u testu je 0.5 ~ 1 mm. gdje je: ○ učinak hladno valjane titanijumske spužve koja je direktno valjana uz korištenje zaostalog sadržaja MgCl2 od 600 ~ 1000 ppm titanovog spužve, ▲ performanse visokokvalitetne spužve direktno valjane s vrlo malom količinom zaostalog MgCl2, ◆ je performanse hladno valjane titanijumske ploče (JIS klasa 1) proizvedene konvencionalnim procesom. ◆ je učinak hladno valjanog titanijumskog lima (JIS klasa 1) proizveden konvencionalnim postupkom.
Materijali predstavljeni sa ○ imaju veću vlačnu čvrstoću i nešto niže istezanje zbog visokog sadržaja nečistoća, ali imaju gotovo istu čvrstoću i istezanje.
Istovremeno, kada se koristi visokokvalitetna spužva sa malom količinom zaostalog MgCl2, pokazuje nešto manju čvrstoću i veću duktilnost zbog niskog sadržaja titana O u spužvi, a performanse su slične JIS-u. hladno valjani lim od titanijuma klase 1 proizveden konvencionalnim postupkom.
