Japonsko je významným producentem titanu. Z průmyslové struktury se Japonsko spoléhá na dovoz potřebných surovin titanové rudy a více než 60 % vyrobeného titanu se vyváží. V případě omezení na obou koncích průmyslového řetězce je snížení nákladů na výrobní proces důležitým opatřením pro japonské výrobce titanu k udržení jejich konkurenceschopnosti na trhu.
NEDO (National Research and Development Corporation New Energy and Industrial Technology Development Organization) zařadila titan do programu „výzkumu a vývoje inovativních nových konstrukčních materiálů“. 2013, Toho Titanium, Nippon Steel a další společnosti a instituce společně provedou 10-roční „inovativní nízkonákladový technologický vývoj titanových plechů“. Projekt zahrnuje vývoj nízkonákladové technologie výroby vysoce kvalitní titanové houby, vývoj technologie přímého válcování titanové houby a vývoj technologie elektrolytického nanášení pro přímou přípravu titanové fólie a tento článek pouze nastiňuje pokrok výzkumu v prvních dvou směrech.
1. Obsah výzkumu
Tradiční výrobní proces za studena válcovaných titanových plechů a projektový výzkum se zavazují k průlomovým propojením. Výroba titanového plechu válcovaného za studena zahrnuje přípravu titanové houby, tavení, výrobu sochorů, kování, válcování za tepla a za studena atd. Výzkumným cílem tohoto projektu je vynechat procesy tavení a kování titanové houby a výrazně snížit investice do zařízení, náklady na energii a náklady na materiál.
Po vynechání procesu tavení je obtížné dosáhnout rovnoměrného rozložení prvků nečistot (O, Fe atd.) v titanové houbě. Zároveň malé množství zbytkového MgCl2, které mohlo být odstraněno během procesu tavení, nelze odstranit z důvodu vynechání procesu tavení. Proto tento přímý válcovací proces vyžaduje vysokou čistotu (nízký obsah O, Fe) a nízké množství zbytkového MgCl2 pro titanovou houbu. Na základě výše uvedených důvodů projektový tým zkoumal nízkonákladovou technologii výroby titanové houby s vysokou čistotou a nízkým zbytkovým MgCl2.
Společnost Toho Titanium provedla výzkum technologie výroby vysoce kvalitní titanové houby ve velkém měřítku na cenově neutrálním základě a vyrobená vysoce kvalitní titanová houba byla použita v procesu přímého válcování houby a je známo, že se používá v titanová navazující průmyslová odvětví, jako jsou letadla a obecné civilní produkty.
Společnost Nippon Steel byla zodpovědná za technickou studii procesu výroby sochorů a válcování tohoto projektu. Vysoce kvalitní titanová houba vyrobená v předchozím procesu je slisována a vytvarována do titanového ingotu, který je poté zabalen do titanové desky a evakuací vnitřku vyroben na titanový blok, který je zahřátý na 1000 stupňů a poté válcován za tepla a obalový materiál titanového bloku (titanová deska) a titanová houba uvnitř jsou integrovány do procesu válcování.
2 vysoce kvalitní titanová houba s nízkými náklady na vývoj technologie výroby
Za účelem snížení obsahu Fe, O a zbytkového MgCl2 v titanové houbě bez navýšení nákladů provedl projektový tým analýzu složení finálních a meziproduktů a použil numerickou simulaci k analýze podmínek v reaktoru. , zvládla faktory ovlivňující obsah a distribuci nečistot jako Fe a O v titanové houbě a optimalizovala podmínky surovin a technologii procesu. Za účelem maximálního odclonění vysoce kvalitní titanové houby s nízkým obsahem Fe a MgCl2 provádí Dongbang Titanium dílčí testování titanových hrudek a jednotlivě je řeže a drtí v kombinaci s kumulativní distribucí nečistot, jako je Fe a O z numerická simulace. Vzhledem k tomu, že titanová houba s vysokým obsahem Fe má vyšší odrazivost, používá projektový tým optické metody k identifikaci zrn titanové houby obsahující vysoké koncentrace Fe pro automatizovanou kontrolu a screening.
Projekt dosud tvořil klíčovou technologii stabilní přípravy vysoce kvalitní titanové houby a dosáhl průmyslové aplikace.
3 Vývoj technologie výroby vysoce účinného titanového plechu (vývoj technologie přímého válcování titanové houby)
Proces výroby sochorů, válcování za tepla a válcování za studena, projektový tým optimalizuje proces tak, aby titanový sochor při ohřevu a válcování za tepla nevytvářel trhliny a expanzi a jiné vady.
Díky velké velikosti trhlin při válcování za tepla titanových bloků skupina optimalizovala titanové houbové brikety, metody plnění, stejně jako strukturu titanových bloků a proces válcování, trhliny při válcování byly efektivně vyřešeny při následném válcování 220 ~ Velké titanové bloky o tloušťce 279 mm se nevyskytly. Titanový plech válcovaný za tepla o tloušťce 5 ~ 6 mm, po válcování za studena odstraňte povrch oxidové kůže na titanový plech válcovaný za studena o tloušťce 0,5 mm. Po kontrole je plošný poměr povrchové pórovitosti plechu válcovaného za studena menší než 0,2 %, tj. organizace titanového plechu válcovaného za studena vyrobeného procesem přímého válcování z titanové houby je stejná jako organizace plechu vyrobeného tavením. proces.
Porovnáním výkonu titanové houby válcované titanové desky přímo válcované za studena a za studena válcované titanové desky konvenčním způsobem, tloušťka plechu titanové houby válcované za studena použité v testu je 0,5 ~ 1 mm. kde: ○ je výkon za studena válcované titanové houby přímo válcované s použitím zbytkového obsahu MgCl2 600 ~ 1000 ppm titanové houby, ▲ je výkon vysoce kvalitní houby přímo válcované s velmi nízkým množstvím zbytkového MgCl2, ◆ je výkon za studena válcované titanové desky (JIS grade 1) vyrobené konvenčním procesem. ◆ je výkonnost titanového plechu válcovaného za studena (JIS grade 1) vyrobeného konvenčním procesem.
Materiály reprezentované o mají vyšší pevnost v tahu a mírně nižší tažnost kvůli vysokému obsahu nečistot, ale mají téměř stejnou pevnost a tažnost.
Zároveň při použití kvalitní houby s nízkým množstvím zbytkového MgCl2 vykazuje mírně nižší pevnost a vyšší tažnost díky nízkému obsahu titanu O v houbě a její výkon je podobný jako u JIS za studena válcovaný titanový plech třídy 1 vyrobený konvenčním způsobem.
