Għaliex it-Tnaqqis tal-Ispejjeż Jgħodd fil-Produzzjoni tal-Folji tat-Titanju
Il-Ġappun huwa wieħed mill-produtturi ewlenin tad-dinja tat-titanju. L-industrija tagħha timporta ħafna mill-materja prima tal-mineral tat-titanju u tesporta aktar minn 60% tat-titanju li tipproduċi. Biż-żewġt itruf tal-katina tal-valur dipendenti fuq swieq esterni, it-tnaqqis tal-ispiża tal-proċess huwa l-lieva ewlenija li l-produtturi Ġappuniżi jużaw biex jibqgħu kompetittivi - restrizzjoni li tapplika bl-istess mod għall-produtturi fiċ-Ċina, l-Istati Uniti u l-Ewropa.
Il-Proġett NEDO: Għanijiet u Skop
NEDO (Enerġija Ġdida u Organizzazzjoni għall-Iżvilupp tat-Teknoloġija Industrijali) inkludiet titanju fil-programm tagħha ta '"riċerka u żvilupp ta' materjali strutturali ġodda innovattivi". Fl-2013, konsorzju ta 'produtturi Ġappuniżi tat-titanju u dawk li jfasslu l-azzar nieda proġett ta' 10 snin fuqteknoloġija innovattiva tal-folji tat-titanju bi prezz baxx-. Il-proġett kopra tliet linji ta’ żvilupp:
Produzzjoni ta'-spiża baxxa ta' sponża tat-titanju ta'-kwalità għolja;
Teknoloġija ta 'rolling dirett li tikkonverti sponża f'folja mingħajr tidwib; u
Depożizzjoni elettrolitika għall-produzzjoni diretta tal-fojl tat-titanju.
Dan l-artikolu jirrevedi l-progress tal-ewwel żewġ direzzjonijiet, ibbażat fuq ir-riżultati tal-proġett irrappurtati pubblikament.
Kontenut tar-Riċerka: Tqassir tar-Rotta Konvenzjonali
Ir-rotta konvenzjonali tal-pjanċa tat-titanju rrumblata kiesħa-titanju tikkonsisti minn: preparazzjoni ta 'sponża tat-titanju → tidwib (tidwib mill-ġdid tal-ark bil-vakwu) → teħid ta' billetti → forġa → rolling bis-sħana → rolling kiesaħ. L-għan tal-proġett kien li tħalli barra l-tidwib u forġapassi, tnaqqas b'mod sinifikanti l-investiment tat-tagħmir, l-ispiża tal-enerġija u t-telf tal-materjal.
Li tħalli barra t-tidwib toħloq żewġ sfidi. L-ewwel, elementi ta 'impurità bħall-ossiġnu u l-ħadid m'għadhomx omoġenizzati fl-istat likwidu, għalhekk għandhom jiġu kkontrollati fl-isponża nnifisha. It-tieni, il-klorur tal-manjeżju residwu (MgCl2) mill-proċess ta 'tnaqqis Kroll, li normalment jitneħħa waqt it-tidwib, għandu jiġi minimizzat fl-isponża. Ir-rotta diretta tal-irrumblar għalhekk titlob sponża b'ossiġnu baxx, ħadid baxx u MgCl2 residwu baxx.
Produzzjoni ta'-sponża tat-titanju ta' kwalità-għola bi spiża baxxa
Biex tnaqqas il-ħadid, l-ossiġnu u l-MgCl2 residwu mingħajr ma żżid l-ispiża, it-tim tal-proġett analizza l-kompożizzjoni tal-prodotti intermedji u finali, u uża simulazzjoni numerika tal-kundizzjonijiet tar-reattur biex jidentifika l-fatturi li jikkontrollaw il-kontenut u d-distribuzzjoni tal-impurità. Il-kundizzjonijiet tal-materja prima u l-parametri tal-proċess imbagħad ġew ottimizzati.
Għall-iskrinjar, ċapep ta 'sponża huma ttestjati żona b'żona u maqtugħin jew mgħaffġa individwalment abbażi tad-distribuzzjoni kumulattiva simulata ta' ħadid u ossiġnu. Minħabba li l-isponża b'kontenut għoli ta 'ħadid tirrifletti d-dawl b'mod differenti, ġiet żviluppata sistema ta' spezzjoni ottika biex tidentifika u tirrifjuta awtomatikament il-ħbub b'konċentrazzjoni ta 'ħadid elevata. Bħala riżultat, il-proġett stabbilixxa teknoloġija ta 'produzzjoni stabbli għal sponża tat-titanju ta'-kwalità għolja u laħaq applikazzjoni industrijali.
Sponge Direct Rolling Technology
Fl-istadju tat-teħid-billetta u tal-irrumblar, sponża ta '-kwalità għolja tiġi kkumpattata f'ingott, inkapsulat fi pjanċa tat-titanju, u l-intern jiġi evakwat biex jifforma billetta tat-titanju ssiġillata. Il-billetta hija msaħħna għal madwar 1000 grad u sħun-irrumblat; waqt ir-rolling, il-pjanċa inkapsulanti u l-qalba tal-isponża huma integrati fi struttura densa waħda.
Provi bikrija sofrew minn qsim u difetti tat-tarf waqt it-tisħin u l-irrumblar bis-sħana. Billi ottimizza l-ġeometrija tal-briquette tal-isponoż, il-metodu tal-mili, il-kostruzzjoni tal-billetta u l-parametri tal-irrumblar, it-tim elimina l-qsim f'irrumblar sussegwenti ta 'billetti kbar ħxuna 220-279 mm. Il--pjanċa rrumblata bis-sħana laħqet ħxuna ta' 5–6 mm; wara li tneħħi l-iskala tal-ossidu tal-wiċċ u l-irrumblar kiesaħ, folji lesti daqshekk irqaq0.5 mmġew prodotti.
Tqabbil tal-Kwalità: Irrumblar Dirett vs Proċess Konvenzjonali
L-ispezzjoni tal-folja-irrumblata kiesħa wriet proporzjon taż-żona tal-porożità tal-wiċċ ta 'inqas minn 0.2%, li tindika li l-mikrostruttura tal-folja rrumblata direttament hija ekwivalenti għal dik prodotta mir-rotta konvenzjonali ta' smelt-roll.
| Kwalità tal-isponża / Rotta | Prestazzjoni Osservata vs Folja Konvenzjonali |
|---|---|
| Sponża b'MgCl2 residwu ta' 600–1000 ppm (irrumblar dirett) | Saħħa tat-tensjoni ogħla, elongazzjoni kemmxejn aktar baxxa minħabba kontenut ogħla ta 'impurità; ġenerali qrib folja konvenzjonali. |
| Sponża ta'-kwalità għolja b'MgCl2 residwu baxx ħafna (irrumblar dirett) | Saħħa kemxejn aktar baxxa u duttilità ogħla, li tqabbel il-prestazzjoni tal-folja rrumblata kiesħa konvenzjonali JIS Klassi 1-. |
| Folja rrumblata-kiesħa-irrumblata b'smelt konvenzjonali (JIS Klassi 1) | Referenza tal-linja bażi. |
Dawn ir-riżultati juru li, bi sponża ta'-kwalità għolja, ir-rotta diretta tal-irrumblar tista' twassal folja tat-titanju rrumblata kiesaħ-bi proprjetajiet mekkaniċi ekwivalenti għal prodott konvenzjonali - filwaqt li telimina żewġ passi tal-proċess ta'-enerġija intensiva.
FAQ
X'inhu l-irrumblar dirett ta 'l-isponża tat-titanju?
L-irrumblar dirett ta' l-isponża tat-titanju iħalli barra t-tidwib mill-ġdid tal-ark-vakwu u l-passi tal-forġa tar-rotta konvenzjonali. L-isponża ta 'purità għolja-hija kkumpattata f'billetti, inkapsulata fi pjanċa tat-titanju, evakwata, imsaħħan u sħun-irrumblat direttament fi pjanċa, tagħmir tat-tqattigħ, enerġija u spiża tal-materjal.
Għaliex il-kontroll tal-impurità huwa kritiku fl-irrumblar dirett tal-isponoż?
Mingħajr il-pass tat-tidwib mill-ġdid, l-ossiġnu, il-ħadid u l-klorur tal-manjeżju residwu ma jistgħux jerġgħu jitqassmu jew jitneħħew, għalhekk ir-rolling dirett jeħtieġ sponża b'ossiġnu/ħadid baxx u MgCl2 residwu baxx biex jissodisfa r-rekwiżiti tal-folja JIS/ASTM.
