發(fā)布時間：2021-11-06 08:34

　　鈦具有密度小、強度大、耐高溫、低溫性能好等特點,能滿足軍工、航天、航空、醫(yī)療等高端應用的需求。工業(yè)上生產(chǎn)海綿鈦的唯一方法是鎂熱還原法,然而生產(chǎn)中普遍存在致密塊這種硬度較大的產(chǎn)品,難以切割和破碎,會減少切割機和破碎機的使用壽命；且海綿鈦在采用真空自耗爐方式鑄錠時,出現(xiàn)了壓制電極難以壓實現(xiàn)象,在熔煉過程中,電極中致密塊容易脫落,影響熔鑄成錠的質(zhì)量。本文通過研究海綿鈦的形成機理、剖析鈦坨內(nèi)部海綿鈦密度分布規(guī)律、對比不同密度海綿鈦微觀組織及成分差異和應用ANSYS Workbench 14.0模擬海綿鈦生產(chǎn)還原過程中還原爐的溫度分布和熱量傳遞規(guī)律,分析導致海綿鈦形成致密性亮塊的主要原因,一是高料速引起劇烈的還原反應,產(chǎn)生的大量熱量造成液鎂表面的中部位置溫度達到1249.6℃,導致海綿鈦的燒結。二是還原爐內(nèi)溫度過大可能導致的海綿鈦燒結。三是液面過高可能導致的海綿鈦燒結。為了驗證理論分析結果,設計并實施了降低料速、多點布料、降低液面以及低料速條件下的降溫實驗,試驗結果表明加料速度和加料部位對海綿鈦致密性的影響較大,液面的影響較小。在料速降低以及采用多點布料的條件下,平均裝桶率升高3.6%以及4.0...

【文章來源】： 昆明理工大學云南省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 鈦的介紹
    1.2 鈦冶金的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 鎂熱法
        1.2.2 碘化法
        1.1.3 傳統(tǒng)熔鹽電解法
        1.1.4 FFC法
    1.3 國內(nèi)外海綿鈦生產(chǎn)現(xiàn)狀
    1.4 海綿鈦致密性研究現(xiàn)狀
        1.4.1 海綿鈦形成機理
        1.4.2 海綿鈦致密性的原因分析
        1.4.3 海綿鈦致密性的控制方法研究現(xiàn)狀
    1.5 研究內(nèi)容與意義
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 目的和意義
第二章 海綿鈦密度及微觀結構分析
    2.1 海綿鈦坨致密度分布情況
    2.2 微觀結構分析
    2.3 夾雜物分析
    2.4 小結
第三章 ANSYS軟件模擬海綿鈦還原的熱量分布
    3.1 ANSYS軟件簡介
    3.2 物理模型
    3.3 物理模型的簡化
    3.4 網(wǎng)格劃分
    3.5 數(shù)學模型
        3.5.1 穩(wěn)態(tài)熱分析
        3.5.2 熱傳導
        3.5.3 熱對流
        3.5.4 熱輻射
        3.5.5 數(shù)值計算方法
    3.6 還原爐溫度分布
    3.7 小結
第四章 還原過程對海綿鈦致密性的影響
    4.1 實驗原料、設備及其方法
        4.1.1 原料
        4.1.2 主要設備
        4.1.3 實驗原理
        4.1.4 實驗目的
    4.2 還原過程中加料速、加料方式對產(chǎn)品致密性的影響
        4.2.1 加料速度的影響
        4.2.2 加料方式的影響
    4.3 還原液面高度對產(chǎn)品致密性的影響
    4.4 在低料速的條件下還原溫度對產(chǎn)品致密性的影響
    4.5 二次加鎂對海綿鈦致密度的影響
    4.6 小結
第五章 優(yōu)化實驗應用到工業(yè)上的可行性分析
    5.1 收率、成品率
        5.1.1 料速實驗的收率和成品率
        5.1.2 多點布料實驗的收率和成品率
        5.1.3 降低液面實驗的收率和成品率
        5.1.4 低料速條件下降低溫度實驗的收率和成品率
    5.2 產(chǎn)品粒度不合格比例和手選鈦比例
        5.2.1 料速實驗
        5.2.2 多點布料實驗
        5.2.3 液面實驗
        5.2.4 低料速條件下的溫度實驗
    5.3 化學成分及布氏硬度
        5.3.1 料速實驗化學成分及布氏硬度
        5.3.2 多點布料實驗化學成分及布氏硬度
        5.3.3 液面實驗化學成分及布氏硬度
        5.3.4 低料速條件下溫度實驗化學成分及布氏硬度
    5.4 小結
第六章 結論
    6.1 本論文的主要結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 建議與不足
致謝
參考文獻
附錄A
附錄B


【參考文獻】：
期刊論文
[1]海綿鈦中雜質(zhì)的分布與存在形態(tài) [J]. 王學文,徐國富,張履國,趙以容,王明玉,羅霖.  鈦工業(yè)進展. 2013(04)
[2]鎂熱法生產(chǎn)海綿鈦還原過程強制散熱研究 [J]. 竇守花,吳復忠,高成濤.  有色金屬(冶煉部分). 2013(06)
[3]鎂熱法制備海綿鈦還原產(chǎn)物真空蒸餾分離研究 [J]. 李亮,李開華,程曉哲,苗慶東,張繼東,李凱茂.  真空. 2013(03)
[4]還原-蒸餾工藝對海綿鈦質(zhì)量的影響 [J]. 劉娟,雷霆,周林,陳格.  濕法冶金. 2013(03)
[5]海綿鈦的工藝技術現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 [J]. 李亞軍,張新彥.  材料開發(fā)與應用. 2013(01)
[6]Application of the titanium alloy in civil aviation [J]. XU Feng, YANG Zhao and WANG Ning Special Steel Technology Center,Research Institute,Baoshan Iron & Steel Co., Ltd., Shanghai 200940, China.  Baosteel Technical Research. 2011(04)
[7]海綿鈦生產(chǎn)中還原液面對還原生產(chǎn)過程的影響 [J]. 向芳芳,王再軍,王邦興.  輕金屬. 2011(10)
[8]鎂還原四氯化鈦生產(chǎn)海綿鈦過程傳熱分析 [J]. 狄偉偉,劉正紅,孫虎民.  鈦工業(yè)進展. 2011(01)
[9]2009年中國鈦工業(yè)發(fā)展報告 [J]. 王向東,逯福生,賈翃,郝斌,馬云風.  鈦工業(yè)進展. 2010(03)
[10]海綿鈦結構及微觀組織分析 [J]. 許偉春,孫虎民.  稀有金屬. 2009(06)



本文編號：3479507