Григорий Николаев - Металл Века

• Название: Металл Века
• Автор: Григорий Николаев
• Издательство: Металлургия
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1987

Металлом века заслуженно называют титан. Об истории этого ме­талла, его замечательных свойствах, способах производства, об ис­пользовании его в авиации, космонавтике, химической индустрии, в быту, на транспорте, в медицине, а также о его возможностях и перспективах применения увлекательно рассказано в этой книге.

Первое издание книги того же названия, опубликованное в Днеп­ропетровске (издательство ”Промiнь”) в 1975 г., было отмечено второй премией и Дипломом второй степени на Всесоюзном кон­курсе лучших произведений научно-популярной литературы. Второе издание было выпущено в 1982 г. издательством "Металлургия”.

Предназначена для широкого круга читателей

---

Заводы химического машиностроения в Сумах, Бердичеве, Свердловске, Пензе, Запорожье, в Узбекистане и Подмосковье освоили серийный выпуск титановых аппаратов, насосов, запорной арматуры. В СССР производит химическую аппаратуру из титана Сумское машиностроительное объединение имени Фрунзе, награжденное орденами Ленина и Октябрьской Революции, а также орденом Народной Республики Болгарии ”3а социалистический труд”.

Аппаратуру из титана завод начал изготовлять в 1960 году. За время, прошедшее с той поры, специалисты предприятия накопили большой опыт работы с новым конструкционным материалом, освоили выпуск самой сложной и ответственной аппаратуры. Объединение имени Фрунзе — предприятие высокой культуры, передовой технологии. Участки сварки титанового оборудования оснащены по самому последнему слову техники, обслуживающий персонал работает в белых халатах, в помещениях поддерживается образцовая чистота.

Отечественной промышленностью освоено изготовление титановых емкостей, имеющих объемы от нескольких кубических метров до 160, гидролизных аппаратов и реакторов объемом до 50 кубических метров, аппаратов с перемешивающими устройствами, теплообменников, автоматических центрифуг, различных фильтров, технологических трубопроводов и множества других видов аппаратуры, оборудования, машин. Выпуск их с каждым годом все возрастает. Но при изготовлении конструкций и деталей из титана 60—80 процентов металла идет в стружку. Сэкономить дорогостоящий металл позволит новая технология, разработанная в Запорожском машиностроительном институте. Ученые объединили прогрессивные методы порошковой металлургии и обработки металлов давлением: прессование, спекание, горячую штамповку. Новый способ позволяет повысить коэффициент использования металла до 80—90 процентов.

СОЮЗНИК МЕТАЛЛУРГОВ

Когда слышишь или читаешь слова "металлургия”, Металлург”, представляешь себе пышущие жаром печи, раскаленный поток металла, видишь ревущее пламя. Но металлургия бывает и совершенно другой.

Нередко руды обрабатывают растворами кислот, в результате чего металл в виде солей переходит из сырья в раствор. Нерастворимый осадок состоит из пустой породы и при фильтрации легко отделяется от растворенных солей, из которых затем уже осаждают металл. Водные растворы соединений металлов можно подвергать электролизу и тогда на катоде наращивается слой требуемого металла. При этих и некоторых других процессах широко пользуются также методами отстаивания, выпаривания, экстракции, ионного обмена, при которых разбавленные кислоты становятся более концентрированными и интенсивно действуют на материалы технологического оборудования.

Металлургические процессы, основанные на использовании жидкостей, называются гидрометаллургическими — от греческого слова, обозначающего воду. Гораздо более привычные для нас методы, при которых требуются высокие температуры, нагрев, пламя, называют пирометаллургическими — от другого греческого слова, обозначающего огонь. Так вот, при проведении целого ряда гидрометаллургических процессов крайне необходим такой коррозионностойкий, надежный и долговечный металл, как титан.

Поэтому его и используют на многих переделах производства цветных металлов. На одних — больше, на других — меньше, но уровень его применения постоянно возрастает, и ныне цветная металлургия — крупнейший потребитель титана среди всех отраслей народного хозяйства страны.

Первыми стали широко применять титановое оборудование предприятия никель-кобальтовой промышленности, что позволило экономить многие миллионы рублей, давать высококачественную продукцию. Благодаря разработке и освоению целого комплекса надежных технологических аппаратов из титана на комбинате ”Се- вероникель” впервые в практике производства цветных металлов удалось осуществить комплексную автоматизацию технологических процессов.

Никель-кобальтовые предприятия используют фильтровальное оборудование, экстракторы, выпарные аппараты, вентиляторы, автоклавы, теплообменники, хлорные эжекторы — всего более 200 наименований изделий, изготовляемых из титана. Это дает ощутимый технико-экономический эффект.

Титановые матрицы для осаждения никеля в 3 раза легче и в 15 раз долговечнее стальных. Благодаря их использованию в 10 раз снизился процент брака. В результате замены насосов из кислотоупорного литья титановыми ежегодная экономия на комбинате ”Североникель” составляет более 700 тысяч рублей.

Используемые при производстве титана и магния титановые насосы дают условно годовой эффект по каждому агрегату от 900 до 1800 рублей. Срок их службы при перекачке растворов хлористых солей, натрия, калия, магния, слабой соляной кислоты в 15—20 раз выше, чем чугунных или изготовленных из кислотоупорных сталей. Потери жидкости снижаются в 2,5 раза.

Наиболее эффективным оказалось оборудование из нового промышленного металла на переделах хлорирования титановых шлаков и при улавливании пыли и газов. Под воздействием ионов хлора как углеродистая, так и нержавеющая сталь интенсивно разрушается, подвергаясь язвенной и точечной коррозии. Титановые сплавы несравненно более стойки, и оборудование, изготовленное из них, служит гораздо дольше. Титановые емкости в цехах хлорирования работают по 3—4 года, тогда как стальные выходят из строя уже через 2 месяца.

При отсасывании отходящих газов титано-магниевого производства титановые вентиляторы эксплуатируются 5 лет, стальные — не более 1—2 месяцев, срок службы газоходов из титана в 20—30 раз превышает срок службы стальных!

В 1969 году на Березниковском титано-магниевом комбинате была пущена 120-метровая вытяжная труба. Труба как труба — для выброса производственных газов, — внешне ничего особенного собой не представляет. И мало ли заводских труб! Но березниковская была особенной: впервые в мировой практике она была изготовлена из титана. Ныне она уже не единственная в мире: точно такая же труба возведена и на Запорожском титано-магниевом комбинате. Планируется построить еще несколько титановых труб на различных металлургических заводах страны.

Успешно используют титан в титановой промышленности и за рубежом. Американская фирма ТМКА сообщает, что титановый агрегат для выщелачивания магния и хлористого магния из титановой губки (в США губку очищают не нагреванием в вакууме, а промыванием "царской водкой”) заменил более десятка прежних малопроизводительных аппаратов и приносит ежегодный доход в 370 тысяч долларов.

При получении магниевых сплавов используют стойкие в расплавленном магнии титановые мешалки и тигли. Из титана изготовляют также лопасти перемешивающих устройств на известковых газоочистках.

Титан оказался наиболее подходящим материалом для изготовления матриц, применяемых при электролитическом осаждении меди. Внедрение титановых матриц на ряде предприятий страны намного облегчило труд рабочих-сдирщиков, на 30 процентов повысилась производительность труда. Срок службы матриц увеличился в 3 раза. С титанового барабан- катода снимают гораздо более высококачественную медную фольгу, тогда как при использовании катода из нержавеющей стали процент брака велик, фольга получается щерохо- ватой.

Весьма эффективными являются титановые приспособления для очистки и подачи отходящих газов агломашин, плавильных и обжиговых печей в производстве свинца и цинка, а также детали реакторов, змеевиков и многого другого оборудования из нового промышленного металла. Титан находит применение при производстве вольфрама и молибдена, сурьмы, ртути, циркония, редкоземельных и драгоценных металлов.

При обработке цветных металлов используют титановые травильные ванны, детали очистных сооружений, установок переработки раствора, емкости, что намного повышает срок службы оборудования. На одном из уральских заводов из титана изготовляют клещи, которыми захватывают горячие прокатываемые и прессуемые металлические заготовки. Масса ручного инструмента уменьшилась вдвое.

Вспомогательное оборудование из титана используют на некоторых предприятиях черной металлургии нашей страны, Благодаря высокой коррозионной стойкости в сернистых газах новый конструкционный материал обеспечивает надежную работу электрофильтров, применяемых в коксохимическом и ферросплавном производствах, повышает долговечность газоочистных сооружений доменных, мартеновских, конвертерных и агломерационных цехов.

Более 15 лет работают на Запорожском коксохимическом заводе титановые нутч-фильтры, растворители, кристаллизаторы, трубопроводы и другое оборудование участка роданистого натрия. Кроме того, благодаря их применению удалось избежать в конечном продукте примесей железа, тяжелых металлов, которые по техническим условиям недопустимы и от которых прежде невозможно было избавиться.