论述镁法海绵钛坨底部非钛异物的成因及控制措施
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摘要：论述了镁法海绵钛生产钛坨底部非钛异物的特征及影响，着重论述了非钛异物产生的原因，并结合生产实际给出了控制钛坨底部非钛异物产生的措施。
关键词：海绵钛;非钛异物;控制措施;合格率
Abstract; The characteristics and effects of non-titanium foreign bodies at the bottom of titanium tucks produced by magnesium sponge titanium are discussed. The causes of non-titanium foreign bodies are emphatically discussed. The measures to control the production of non-titanium foreign bodies at the bottom of titanium tucks are given in combination with production practice.
Key words：sponge titanium;non-titanium foreign body;control measures;qualified rate
1 前言
镁法生产海绵钛是在高温和氩气保护下，于密闭的钢制反应器中用镁还原四氯化钛，得到金属海绵钛和副产品氯化镁。还原结束后，将器内剩余氯化镁和未彻底反应的金属镁尽量排干净，然后通过真空蒸馏除去海绵钛毛细孔中吸附的残余氯化镁和镁，最终得到成品海绵钛坨。
还原过程按加排料制度分为若干段，每段生成的海绵钛块不断加大、加厚、加重，使其在与反应器壁的粘附力难以支撑自身重量时脱落，加上定期排放氯化镁使海绵钛块失去熔体浮力支撑坍塌沉到反应器底部垒垛堆积，在后续反应和真空蒸馏过程中经受长期的高温烧结，逐渐致密化，毛细孔逐渐缩小，树枝状结构消失，最后形成一整体的海绵钛坨，俗称钛坨。
还蒸产品拆炉后，有时会发现钛坨底部有非钛异物。这涉及精炼工序和精镁燃烧带入的非钛异物，不同于成品包装等工序的非钛异物（石墨垫、铁丝等）杂物，而是指钛坨底部出现的电解质状、精炼渣状和其它氧化物状等物质。这些异物在钛坨底部，呈现出明显异于金属钛的结构和外观，有灰色、黑色、黄色等状，经过多次取样化验，确定这种异物主要来源于精镁。
2 非钛异物理化分析
通过上述炉次非钛异物的理化分析结果可以看出，第一、第二炉MgO含量较高，说明该炉次在精镁抽取、运输或者加镁锭过程中充氩保护不好，液镁燃烧严重;第三、第四炉Ca2+、K+、Na+含量较高，说明在精炼过程中电解质未排干净，部分精炼渣随精镁被抽入还原炉内，还原过程中逐渐沉积在钛坨底部，形成非钛异物。
3 非钛异物形成的机理
3.1 电解镁精炼过程带入
如果海绵钛生产使用的还原剂金属镁是通过镁电解、精炼过程而来，那么在没精炼过程中由于溶剂使用量不足或者静置时间不够，都会造成精镁沉降不好，部分杂质不能与金属镁完全分离而进入还原炉;另外，在抽镁过程中，由于抽镁管太长，将坩埚底部的精炼渣抽人抬包内，随精镁进入还原炉;第三，抽镁前要抽排电解质，如果排放不干净，同样会随精镁进入还原炉内;第四，精镁抽取、运输和放镁过程如果充氩保护不好，高温熔融金属镁燃烧产生氧化镁，所以，以上这些杂质均不参加任何反应，在海綿钛还原生成过程中逐渐沉积在钛坨底部形成非钛异物。
3.2 火法镁锭所含杂质带入
由于电解法生产金属镁成本较高，环境污染较大，所以，目前海绵钛生产企业所使用的还原剂金属镁大多是火法生产的金属镁，这种镁锭杂质较多，另外，直接往反应器里面加镁锭和熔化过程中充氩保护不好，熔融金属镁燃烧生产氧化镁，在还原生成过程中镁锭中的杂质中氧化镁逐渐沉积在钛坨底部形成非钛异物。
4 非钛异物控制措施
根据分析出的具体原因，得出相关的控制措施：
1在电解镁精炼时均匀撒入足量的钙溶剂，并不断的通入氩气进行搅拌，粗镁中的钾、钠、钙、铁、钡、硫等杂质与溶剂充分反应，沉积到精炼渣中;2有效控制抽排镁管的长度，抽镁前排放电解质时管子要长，这样才能将坩埚下部的电解质抽排干净，但抽镁时管子要短，特别是坩埚底部渣多的时候，如果管子长了，渣就随镁抽入抬包，带入还原炉内，沉积在钛坨底部形成非钛异物;3在精镁抽取、运输、放镁过程，以及加镁锭时，一定要进行充氩保护，防止熔融金属镁燃烧，生成氧化镁;4在排放冷凝物和首次氯化镁时，必须进行一段时间的反充，即从氯化镁管充入氩气，当炉内达到一定压力时放气，反复进行，静置，让非钛杂质随冷凝物或者首次氯化镁排出炉外。
5 效果对比
6 结语
通过镁法海绵钛生产钛托底部非钛异物形成机理，成因分析，以及相对应的控制措施，成功实现了非钛异物的控制，从钛坨底皮的外观和底皮的重量都有明显的改变;随着底皮量的减少，纯废品相应降低，产品合格率稳步提高。
参考文献：
[1]莫畏，邓国珠，罗方承.钛冶金[M].北京：冶金工业出版社，1998.
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