鈦手冊

前言

鈦及其合金具有熔點(diǎn)高、密度小、強(qiáng)度大、耐腐蝕、生物相容性好、超導(dǎo)、形狀記憶和儲氫等一系列重要特性，在航空、航天、船舶、核電、醫(yī)療、化工、冶金、電子、體育休閑、建筑等領(lǐng)域有廣泛的用途，被人們譽(yù)為“第三金屬”、“空中金屬”和“海洋金屬”。 鈦氧化物的化學(xué)位很低，很穩(wěn)定，不能像鐵那樣簡單用碳還原的方式制得，而必須通過氯化轉(zhuǎn)型，然后在真空中(或惰性氣體保護(hù)下)用金屬鎂還原蒸餾制得；鈦及其合金的加工過程也極為精細(xì)復(fù)雜；因此金屬鈦的冶煉和加工過程有很高的技術(shù)含量。 目前，中國是世界上少有的幾個已具備鈦的采選、冶煉、加工、應(yīng)用和研究這一完整的鈦工業(yè)體系的國家之一。中國的鈦業(yè)工作者為國家的國防軍工和國民經(jīng)濟(jì)重要部門提供了大量優(yōu)質(zhì)的鈦材料、鈦產(chǎn)品和鈦裝備。這是中國鈦業(yè)工作者的驕傲。 中國鈦工業(yè)起步于20世紀(jì)50年代，新中國成立后不久，在中國百廢待興之時，老一輩黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人站在歷史的高度，作出了發(fā)展中國鈦工業(yè)的決策。經(jīng)過幾代人的不懈努力，中國鈦工業(yè)終于大器晚成，步入了世界鈦工業(yè)大國之林。2011年中國生產(chǎn)海綿鈦64952t，鈦加工材50962t，均占世界總產(chǎn)量的1/3以上，雙雙躍居世界第一位。 目前，中國鈦工業(yè)處在一個關(guān)鍵的發(fā)展時期，一方面是國家“十一五”以來提出了大飛機(jī)計劃、嫦娥計劃、天宮軌道站計劃和核電建設(shè)計劃等重大工程，對高質(zhì)量高性能鈦材料提出了現(xiàn)實(shí)的需求；另一方面國家還提出了科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的大戰(zhàn)略。因此，大力加強(qiáng)鈦行業(yè)的技術(shù)攻關(guān)和科學(xué)管理、不斷開發(fā)新產(chǎn)品和提高產(chǎn)品質(zhì)量、顯著降低鈦制品的能耗和各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)成本、有效減少三廢排放，就成為中國鈦工業(yè)“十二五”期間的發(fā)展主旋律。 為了向全社會宣傳、普及鈦的知識，推動、促進(jìn)鈦業(yè)的技術(shù)發(fā)展，推廣、擴(kuò)大鈦在各領(lǐng)域的應(yīng)用，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會組織百余位在生產(chǎn)、科研第一線的工程技術(shù)人員，共同編寫了本書，以奉獻(xiàn)給那些關(guān)注中國鈦工業(yè)發(fā)展的人士。 該書是我國第一本具有系統(tǒng)性、權(quán)威性、科學(xué)性、實(shí)用性的中國鈦工業(yè)全貌性描述的手冊，適合每一位當(dāng)今正在從事或未來將要從事鈦生產(chǎn)、科研工作的人士閱讀，也可作為高等院校的教學(xué)參考書。 感謝該書的每一位作者，他們?yōu)橹袊伖I(yè)的發(fā)展做了一件極有意義的工作。 中國科學(xué)院院士2012年5月于北京

內(nèi)容概要

《鈦手冊》由鈦及鈦合金冶煉和加工行業(yè)的數(shù)十位專業(yè)技術(shù)人員共同編寫而成，詳細(xì)介紹了鈦資源分布和采選、精選以及相關(guān)設(shè)備的使用；鈦冶煉技術(shù)與設(shè)備；鈦合金的調(diào)質(zhì)與加工；鈦及鈦合金加工技術(shù)與裝備；鈦制設(shè)備的設(shè)計與制造以及中國鈦工業(yè)的簡介?！垛伿謨浴愤m宜從事鈦及鈦合金的相關(guān)技術(shù)人員參考使用。

書籍目錄

第一章 概述 第二章 鈦的性能與應(yīng)用 第一節(jié) 鈦的性能 一、鈦的十大特性和三種特殊功能 二、鈦的物理性能 三、鈦的力學(xué)性能 四、鈦的化學(xué)性能 第二節(jié) 鈦及鈦合金的應(yīng)用 一、鈦在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 二、鈦在艦船領(lǐng)域的應(yīng)用 三、鈦在化工領(lǐng)域的應(yīng)用 四、鈦在石油化工領(lǐng)域的應(yīng)用 五、鈦在真空制鹽行業(yè)的應(yīng)用 六、鈦在電力行業(yè)的應(yīng)用 七、鈦在冶金行業(yè)的應(yīng)用 八、鈦在建筑行業(yè)的應(yīng)用 九、鈦在海洋工程和海洋建筑行業(yè)的應(yīng)用 十、鈦在車輛行業(yè)的應(yīng)用 十一、鈦在醫(yī)藥行業(yè)的應(yīng)用 十二、鈦在體育及休閑用品行業(yè)的應(yīng)用 十三、鈦在生活用品行業(yè)的應(yīng)用 參考文獻(xiàn) 第三章 鈦資源的分布和利用 第一節(jié) 鈦礦物種類和鈦礦床類型 一、鈦礦物種類 二、鈦礦床類型 第二節(jié) 鈦資源 一、世界鈦資源 二、中國鈦資源 第三節(jié) 鈦礦的開采和應(yīng)用 一、國外鈦礦的開采和應(yīng)用 二、中國鈦礦的開采和應(yīng)用及供需狀況 三、國內(nèi)外各地產(chǎn)鈦礦組成 參考文獻(xiàn) 第四章 鈦礦的選礦技術(shù)與裝備 第一節(jié) 砂礦鈦鐵礦選礦技術(shù)與裝備 一、砂礦鈦鐵礦的礦石性質(zhì) 二、砂礦采礦方法 三、砂礦鈦鐵礦選礦 四、砂礦鈦鐵礦重要的選礦設(shè)備 五、砂礦鈦鐵礦選礦實(shí)例 六、精礦和尾礦處理 第二節(jié) 巖礦鈦鐵礦的選鈦技術(shù)與裝備 一、巖礦鈦鐵礦的特征 二、巖礦鈦鐵礦的選礦技術(shù) 參考文獻(xiàn) 第五章 冶煉技術(shù)與裝備 第一節(jié) 概述 一、鈦的制取方法及工藝流程 二、主要設(shè)備及特點(diǎn) 三、工藝配套情況 四、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 五、安全生產(chǎn)及職業(yè)健康 六、環(huán)境保護(hù) 七、產(chǎn)品產(chǎn)銷概況 八、主要科研成果 九、存在的主要問題 第二節(jié) 高鈦渣生產(chǎn) 一、主要原料 二、工藝流程和主要設(shè)備 三、操作方法和主要控制參數(shù) 四、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 五、“三廢”及治理 第三節(jié) 氯化制取TICI4 一、氯化制取TiCl4的主要原料 二、工藝流程和主要設(shè)備 三、操作方法和工藝控制的主要參數(shù) 四、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 五、“三廢”及治理 第四節(jié)TiCl4精制 一、性質(zhì)及用途、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 二、主要原料 三、工藝流程和主要設(shè)備 四、精制工藝流程及設(shè)備 五、操作方法和控制的主要參數(shù) 六、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 七、“三廢”及治理 第五節(jié) 鎂還原法制取海綿鈦 一、原料的準(zhǔn)備 二、工藝流程和主要設(shè)備 三、操作方法和控制的主要參數(shù) 四、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 五、“三廢”及治理 第六節(jié) 海綿鈦后處理 一、原料的準(zhǔn)備 二、工藝流程和主要設(shè)備 三、操作方法和控制的主要參數(shù) 四、產(chǎn)品質(zhì)量及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 五、“三廢”及治理 第七節(jié) 鎂電解及粗鎂精煉 一、鎂電解及粗鎂精煉的工藝流程概述 二、電解生產(chǎn) 三、粗鎂精煉 四、產(chǎn)品質(zhì)量 五、“三廢”治理 六、氯鎂循環(huán)及經(jīng)濟(jì)效益分析 參考文獻(xiàn) 第六章 鈦及鈦合金加工技術(shù)與裝備 第一節(jié) 鈦及鈦合金加工技術(shù)概述 一、鈦及鈦合金加工工藝流程 二、鈦及鈦合金加工的主要特點(diǎn) 第二節(jié) 鈦及鈦合金鑄錠熔煉 一、概述 二、鈦及鈦合金鑄錠生產(chǎn)工藝流程 三、自耗電極的制備 四、鑄錠熔煉 第三節(jié) 鈦及鈦合金的鑄造 一、概述 二、鈦及鈦合金鑄造性能 三、造型材料和造型工藝 四、鑄造用鈦金屬液的熔煉方法 第四節(jié) 鈦及鈦合金鍛造 一、概述 二、鈦及鈦合金鍛造前的加熱 三、鈦及鈦合金的鍛造 第五節(jié) 鈦及鈦合金棒、線、型材的軋制 一、概述 二、生產(chǎn)工藝流程及生產(chǎn)設(shè)備 三、軋制工藝 四、軋制工藝對組織性能的影響 第六節(jié) 鈦及鈦合金管材及擠壓制品 一、概述 二、鈦及鈦合金無縫管材 三、焊接管材 第七節(jié) 鈦及鈦合金板材加工技術(shù) 一、概述 二、片式生產(chǎn) 三、帶、箔材生產(chǎn) 第八節(jié) 鈦及鈦合金層狀金屬復(fù)合材加工技術(shù) 一、概述 二、常規(guī)復(fù)合方法 第九節(jié) 鈦及鈦合金特種加工技術(shù) 一、鈦的粉末冶金 二、超塑性成形與擴(kuò)散連接 第十節(jié) 鈦及鈦合金殘料回收技術(shù) 一、概述 二、鈦及鈦合金殘料的凈化處理 三、鈦及鈦合金返回爐料的回收利用方式 第十一節(jié) 鈦及鈦合金生產(chǎn)的輔助工序 一、概述 二、鈦及鈦合金的熱處理 三、矯直（平） 四、鈦及鈦合金的表面蝕洗（化學(xué)法） 五、鈦及鈦合金的表面處理（物理法） 第十二節(jié) 鈦及鈦合金無損檢測技術(shù) 一、概述 二、超聲波檢測 三、射線檢測 四、渦流檢測 五、滲透檢測 參考文獻(xiàn) …… 第七章 鈦合金 第八章 鈦制設(shè)備設(shè)計、制造與應(yīng)用 第九章 中國鈦工業(yè)的產(chǎn)能、產(chǎn)量與消費(fèi) 第十章 政策、標(biāo)準(zhǔn)與資本運(yùn)作 第十一章 中國重要生產(chǎn)商 第十二章 世界主要生產(chǎn)商 第十三章 世界十大消費(fèi)國

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：   2.乙醛、醋酸、醋酸乙烯 （1）乙醛 乙醛是醋酸、醋酸乙烯等主要中間原料，乙醛過去用乙炔的水和反應(yīng)來制造，1962年由德國的黑克斯德公司和瓦茨卡公司共同研究開發(fā)了用乙烯直接氧化工藝，這種方法是用氯化鈀作催化劑，將乙烯直接氧化，氧化的方式有兩種方法即使用氧和空氣，催化劑循環(huán)使用；用氯化銅把還原的鈀再返回到氯化鈀，再將生成氯化亞銅氧化成氯化銅。這兩種方法中的任何一種，在反應(yīng)系統(tǒng)中都是以鈦的反應(yīng)器為中心，槽、熱交換器、管道等使用大量的鈦。由于氯化物濃度和溫度高，使用純鈦也會產(chǎn)生縫隙腐蝕，故而采用Ti—Pd合金解決腐蝕問題。美國的Celanise公司用Ti－0.15％Pd鈦合金來制造乙醛的鋼反應(yīng)器襯里。日本1962年以來，改用氧化乙烯工藝制造乙醛，由于循環(huán)催化劑的氯離子的腐蝕，18－8不銹鋼，甚至純鈦也不耐用，故在反應(yīng)系統(tǒng)中的槽、熱交換器、配管等處使用了含鈀的鈦合金。日本建一座年產(chǎn)6萬噸乙醛的工廠需鈦材20t。德國克虜伯公司使用鈦設(shè)備直接氧化乙烯生產(chǎn)乙醛。俄羅斯在慢速催化劑直接氧化乙烯生產(chǎn)乙醛中，經(jīng)三年的生產(chǎn)證明，在含有鹽酸、氯化銅、氯化鐵、氯化亞鈀和含氯的有機(jī)化合物溶液中，于125℃、1.2MPa的條件下，鈦不耐蝕，可使用BT1－0鈦合金來制作合成和反應(yīng)設(shè)備。 上海石油化工總廠自1976年由德國引進(jìn)的年產(chǎn)3×104t乙醛生產(chǎn)裝置，采用乙烯直接氧化生產(chǎn)乙醛，自投產(chǎn)至今30多年運(yùn)行良好，證明鈦完全滿足生產(chǎn)工藝要求，生產(chǎn)裝置有反應(yīng)器、再生器、除沫器、分離器、第一和第二冷凝器、接管以及泵等。 （2）醋酸 醋酸是基本有機(jī)原料之一，主要用于生產(chǎn)合成纖維和醫(yī)藥工業(yè)，也可以作溶劑。鈦材在醋酸生產(chǎn)中應(yīng)用，有氧化塔、分離塔、脫沸塔、精餾塔、醋酸回收塔、再沸器、加熱器、冷卻器、閃蒸器、泵、閥等。 醋酸的生產(chǎn)工藝比較多：古老的方法是用糧食制取酒精，然后酒精制成醋酸；以后由木材干餾制取醋酸；19世紀(jì)末出現(xiàn)乙烯直接氧化制取乙醛，然后乙醛再直接氧化制成醋酸工藝；1964年法國BASF公司采用了甲醇－一氧化碳制取醋酸的工藝。 過去我國生產(chǎn)醋酸主要采用電石法，其次是酒精法，每生產(chǎn)1t電石要消耗3000kw.h的電，每生產(chǎn)1t醋酸至少要消耗2.6t糧食，兩種方法都不經(jīng)濟(jì)。 上海石油化工總廠年產(chǎn)3.5×104t乙醛氧化制醋酸裝置系國內(nèi)設(shè)計制造，1996年投產(chǎn)。接觸醋酸的設(shè)備原均選用超低碳含鉬不銹鋼，由于高溫醋酸含有甲酸、氯離子等雜質(zhì)，某些設(shè)備腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。為了提高設(shè)備使用壽命，該裝置中的脫高沸物塔頂、脫低沸物塔頂冷凝器等陸續(xù)改用了鈦制的，脫水塔等內(nèi)件也改用TA2與TA10。

編輯推薦

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