Titan in der Metallurgie

Relevanz

Heute ist die Stahlindustrie nach wie vor der eindeutige Spitzenreiter bei den Titananwendungen. Hier werden am häufigsten nicht standardisierte Geräte hergestellt und verwendet. Titanlegierungen übertreffen die nichtrostenden säurebeständigen Stähle in Bezug auf Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit in aggressiven Medien und spezifische Festigkeit.

Nichteisenmetallurgie

Titan, selbst ein Produkt der Nichteisenmetallindustrie, trägt zu hochwertigen Metallen und zum technologischen Fortschritt in dieser Industrie bei. Bei Nichteisenanwendungen hat Titan in zahlreichen Studien bewiesen, dass es die Produktqualität verbessert, die Produktivität erhöht und die Automatisierung unterstützt. Es kann für die Herstellung großer und anspruchsvoller Geräte verwendet werden. So konnten beispielsweise durch den Ersatz von Pumpen aus Gusseisen und Stahl zum Pumpen von Natrium-, Kalium- und Magnesiumlösungen durch Titanpumpen die Verluste um das 2,5-fache gesenkt und die Lebensdauer der Pumpen um das 15-20-fache erhöht werden. Durch den Einsatz von Titanlegierungen in der Nichteisenmetallurgie erzielen die Unternehmen echte Einsparungen, indem sie die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der Anlagen erhöhen, die Produktqualität verbessern und die Betriebskosten senken. Titanausrüstungen sind in der Titan-Magnesium- und Nickel-Kobalt-Industrie am weitesten verbreitet. Vor nicht allzu langer Zeit begann auch die aktive Einführung von Titan in der Kupferproduktion. Und in der Nichteisenmetallverarbeitung und in Produktionsanlagen für Wolfram, Quecksilber, Zink, Kadmium, Zinn, Blei, Aluminium, Gold und andere Edelmetalle beginnt sich Titan gerade erst durchzusetzen.

Schlussfolgerungen

In der ersten Phase der Einführung von Titan in der Nichteisenmetallindustrie (mit Ausnahme von Nickel-Kobalt) geht es heute um den Ersatz von Ausrüstungen, in der Regel von Hilfseinrichtungen, die keine großen Auswirkungen auf kritische Prozessparameter haben. In der nächsten Phase wird Titan für die Herstellung größerer Ausrüstungen für ganze Fertigungsbetriebe eingesetzt. Die Vorteile von Titanlegierungen werden maximal ausgeschöpft, alte technologische Prozesse werden erheblich intensiviert und neue, effizientere Prozesse werden geschaffen. In diesem Fall wird die wirtschaftliche Effizienz der neuen Anlagen erhöht.

Eisenmetallurgie

In der aggressiven Umgebung von Kokereien, Chemieanlagen, Schmelzhütten, Stahlwerken und Ferrolegierungsanlagen ist Titan dem Edelstahl überlegen. Titan verlängert die Lebensdauer, intensiviert bestehende und führt neue Verfahren ein und liefert ein hochwertigeres Produkt, das nicht durch Korrosion verunreinigt wird.

Koksindustrie

Hier wird eine Reihe von aggressiven Gasen, Laugen und Säuren verwendet, was die Lebensdauer von Rohrleitungen und Apparaten drastisch verkürzt. Wenn auch nur ein kleiner Apparat ausfällt, muss die gesamte Produktionslinie stillgelegt werden. Die Korrosionsbeständigkeit von Titanlegierungen ist ideal für die Nebenprodukt-Koksproduktion, da sie in mehrkomponentigen, aggressiven Umgebungen widerstandsfähiger ist als hochlegierte Edelstähle. Beispielsweise ist die Korrosionsbeständigkeit der Legierung VT1-1 in einer Mutterlauge zehnmal höher als die des Stahls Х18Н10Т, und die Oberfläche der Ausrüstung aus Titanlegierungen wird gleichmäßig korrodiert, während sie bei der Verwendung von rostfreiem Stahl durch intensive Lochfraßkorrosion angegriffen wird. Der Einsatz von Kristallisatoren, Rohrleitungen, Pumpen und anderen Ausrüstungen aus Titanlegierungen in der Koksverarbeitungsanlage von Zaporozhye hat gezeigt, dass der Ersatz billigerer, aber weniger korrosionsbeständiger Materialien durch Titan wirtschaftlich machbar ist. Im selben Werk haben die Titanpumpen TN-70, die im Titan- und Magnesiumwerk Saporoshje hergestellt wurden, in der Sulfatabteilung der Rückgewinnungsanlage eine ausgezeichnete Haltbarkeit bewiesen. Diese Pumpen arbeiten seit sechs Monaten ohne Reparatur, während die Pumpen aus Gusseisen unter den gleichen Bedingungen nur zwei Monate lang hielten.

Korrosionsbeständigkeit.

Es lohnt sich, Zentrifugen, Umwälzbecken, Rohrleitungen, Barbotage-Schirme, Sättigungsanlagen und andere Ausrüstungen für die Rückgewinnungsanlage aus Titan herzustellen, da die jährliche Korrosionsrate dieses Metalls laut Forschungsdaten 0,002-0,03 mm beträgt. Die Korrosionsrate in einer Lösung von Schwefelwasserstoff, Blausäure, 15%iger Lösung von Phenol, 10%iger NaOH, Ammoniak bei t ° 100-140 °С beträgt weniger als 0,5 mm pro Jahr. In Anbetracht dieser Zahlen halten Pyridin-Basis-Kondensatoren und Neutralisationswürfel aus Titan 5-15 Jahre, im Vergleich dazu können bestehende Wäscher aus Kohlenstoffstahl nur anderthalb Jahre halten.

Entkalkung

Die meisten Eisenwaren-, Rohr-, Eisen- und Stahlwalzwerke verfügen über Beizabteilungen, die für die Entzunderung von Metalloberflächen zuständig sind. Die Anlagen bestehen in der Regel aus Kohlenstoffstahl, sind gummiert und mit säurefesten Steinen ausgekleidet, was jedoch keinen langfristigen Betrieb gewährleistet. Die Geräte halten nicht länger als drei Jahre. Dies ist auf die geringen mechanischen Eigenschaften und die schlechte Korrosionsbeständigkeit von Edelstahl und anderen verwendeten Materialien zurückzuführen. Selbst hochlegierte nichtrostende Stähle sind anfällig für Lochfraß, insbesondere im Bereich der Schweißnähte.

Empfehlungen

Die Experten des Titan-Instituts führten in Saporischschstal eine Reihe von Tests durch, die es ihnen ermöglichten, Titan für die Rohrleitungen des Belüftungssystems, die Ableitung der verbrauchten Beizlauge und andere Ausrüstungen des Beizbereichs zu empfehlen. Die Titan-Rohrleitung für die Ableitung der verbrauchten Beizlösungen ohne Korrosionsspuren hält etwa ein Jahr, während die üblicherweise verwendete gummierte Rohrleitung aus Kohlenstoffstahl in eineinhalb bis drei Monaten unbrauchbar wird. Trotz der hohen Kosten für die Installation von Titan-Rohrleitungen kann diese Lösung erhebliche wirtschaftliche Vorteile bieten. Solche Rohrleitungen halten jahrelang, da die Korrosionsrate in den verbrauchten Lösungen nicht mehr als 0,01-0,05 mm pro Jahr beträgt.

Belüftungssystem aus Titan

Gummierte Stahlseitenabläufe, Lüftungsrohre und Luftleitungen haben eine extrem kurze Lebensdauer. An den Flanschverbindungen treten sehr schnell Lecks auf, was zur Zerstörung der Rohrleitungen selbst sowie der Fundamente von Gebäuden und Bauwerken führt. Wird das gesamte Lüftungssystem aus Titan gefertigt, können die Betriebskosten erheblich gesenkt, die Lebensdauer und die Arbeitsbedingungen verbessert werden. In einer Ätzdampfatmosphäre hat Titan eine Korrosionsrate von 0,002-0,006 mm pro Jahr. Im Vergleich dazu weist Edelstahl X18H10T oder X21H5T in Beizmitteldampf Lochfraß mit einer jährlichen Korrosionsrate von 0,5-0,9 mm auf.

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