Онлайн переводчик http://translate.meta.ua
поменять
По-русски

Реферат

- сторінок, - рисунків, - таблиць, - додатка, джерел.

Об,єкт дослідження - Процеси та устаткування в технології отримання губчастого титану магнійтермічнім засобом.

Целью магистерской работы является нахождение оптимального режима работы и конструктивного решения отделения восстановления тетрахлорида титана магнием и вакуумной сепарации реакционной массы, при котором расход электроэнергии будет минимальным, а производительность и качество титановой губки максимальным. Вследствие чего предлагается перейти на полусовмещенную схему производства губчатого титана, и повысить цикловую производительность аппаратов восстановления и вакуумной сепарации.

В проекте осуществлен выбор аппаратурно-технологической схемы производства, выполнен расчет электрического и теплового балансов. На основании данных действующего предприятия выбрано основное и вспомогательное оборудование.

Новизна и практическая ценность заключается в снижении удельного расхода электроэнергии, вследствие подбора режима оптимальной работы и оборудования для производства титановой губки магнийтермическим способом.

В проекте в необходимом объеме рассмотрены вопросы охраны труда и техники безопасности.

Графическая часть проекта состоит из сборочных чертежей

ЭЛЕКТРОПЕЧЬ ПРОЦЕССА ВОССТАНОВЛЕНИЯ, АППАРАТ ВОССТАНОВЛЕНИЯ, ТЕПЛОВОЙ БАЛАНС,ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ, КОНСТРУКТИВНЫЙ РАСЧЕТ, ВАКУУМНАЯ СЕПАРАЦИЯ, ТИТАНОВАЯ ГУБКА, РЕТОРТА.

Введение

Титан, благодаря своей высокой прочности, твердости и высокой коррозийной стойкости, нашел широкое применение почти во всех отраслях промышленности: пищевой, медицинской, авиакосмической и т.д.

Титаномагниевый комбинат единственный в Украине, в мире работает всего 7 подобных заводов. Поэтому уменьшение расхода электроэнергии на 1 тонну титана непосредственно повлияет на себестоимость продукции, что улучшит конкурентоспособность на мировых рынках.

Актуальність теми. Необхідність корінного зниження витрат електроенергії та підвищення якості виробництво губчастого титану магнійтермічним засобом. Все це зумовило інтенсифікацію існуючого магнійтермічного процесу отримання губчастого титану.

Аналіз шляхів світового розвитку титанового виробництва показав, що підвищення продуктивності і зниження витрат електроенергії при виробництві губчастого титану і зливків на його основі можна здійснити в наступних напрямах:

створення нових технологій і устаткування для отримання губчастого титану;

інтенсифікація існуючого магнійтермічного процесу отримання губчастого титану;

підвищення циклового знімання апарату відновлення та вакуумної сепарації;

розробка нових технологічних схем і устаткування для переплавки губчастого титану із заданими властивостями. Існуючі в Україні технології та устаткування при виробництві титану давно не підлягали модернізації, а відновлення виробництва губчастого титану на КП «Запорізький титано-магнієвий комбінат» (ЗТМК) здійснено на основі морально застарілої апаратури і технології, техніко-економічні показники яких значно поступаються зарубіжним.

Задача переходу на нову схему виробництва отримання високоякісного губчастого титану з одночасним зниженням витрат електроенергії і поліпшенням якісних показників одержуваного металу і виробів з нього є конче актуальною.

При цьому виникає необхідність у більш глибокому вивченні процесів відновлення тетрахлориду титану, вакуумної сепарації реакційної маси губчастого титану.

Перераховані обставини зумовили актуальність роботи, пов'язаної зі створенням нового устаткування з підвищеним цикловим зніманням 5,0 т/цикл губчастого титану замість 3,0 т/цикл, яке в даний час використовується на КП «ЗТМК».

Мета магістерської роботи - нахождение оптимального режима работы и конструктивного решения отделения восстановления тетрахлорида титана магнием и вакуумной сепарации реакционной массы, при котором расход электроэнергии будет минимальным, а производительность и качество титановой губки максимальным.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження, що ґрунтуються на фундаментальних закономірностях теорії відновлення титану з тетрахлориду магнієм та теорії вакуумної сепарації. Практичні експерименти проводилися з використанням експериментальних установок лабораторного, дослідного і дослідно-промислового типу.

Установка аппаратов восстановления и вакуумной сепарации повышенной цикловой производительностью – 5т/цикл, позволит на тех же площадях и с тем же расходом электроэнергии на вспомогательные операции (монтаж и т.д.) получать большее количество губчатого титана.

Вследствие перехода на полусовмещенную схему производства снизиться продолжительность остывания печи сепарации реакционной массы, что сократит предварительный нагрев печи восстановления и соответственно расход электроэнергии.

Аналитический обзор

Обзор технологий

Наибольший интерес при производстве титана представляют следующие способы его получения:

- восстановление тетрахлорида титана магнием или натрием;

- метод вакуумной сепарации;

- восстановление диоксида титана кальцием или гидридом кальция;

- электролитический способ;

- натриетермический способ;

- гидрометаллургический способ;

- способ выщелачивания магниетермической реакционной массы в насыщенных растворах хлорида магния.

Подавляющая часть титана, выпускаемая промышленностью, производится восстановлением хлорида титана магнием или натрием.

Магнийтермический способ получения титана: Восстановление магнием проводят в стальных герметичных аппаратах в атмосфере аргона. Реакция восстановления титана экзотермична, выделяющегося тепла достаточно для самопроизвольного течения процесса. Процесс ведут в интервале температур 720-975 0С. В результате восстановления получаем реакционную массу, которая представляет собой пористую массу титана – титановую губку, пропитанную остатками хлорида магния и избытком магния.

Для очистки реакционной массы применяют вакуумную сепарацию, которая основана на относительно высокой упругости паров Мg и MgCl2 при температуре 850-950 0С.

Магниетермический способ получения титана из тетрахлорида титана оказался наиболее экономически и технологически целесообразнее только при комбинировании титанового и магниевого производств, которые обеспечивают наиболее рациональную регенерацию продуктов (магний и хлор) и переработку отходов (хлорид магния).

В основном, современное производство титана базируется на хлорной технологии: получение тетрахлорида титана хлорированием титаносодержащего сырья с последующим его восстановлением магнием и очисткой полученной реакционной массы (титановой губки, загрязненной продуктами восстановления – магнием и хлоридом магния) методом вакуумной сепарации.

Схема производства губчатого титана магниетермическим способом:

В ходе изучения всего производства в целом стало понятно, что передел восстановления и вакуумной сепарации является наиболее єнергоемким и сопровождается большими потерями тепла, которые возможно сократить. Все

По-украински

Реферат

- сторінок, - рисунків, - таблиць, - додатка, джерел.

О, єкт дослідження - Процеси та устаткування в технології отримання губчастого титану магнійтермічнім засобом.

Метою магістерської роботи є знаходження оптимального режиму роботи і конструктивного рішення відділення відновлення тетрахлориду титану магнієм і вакуумній сепарації реакційної маси, при якому витрата електроенергії буде мінімальною, а продуктивність і якість титанової губки максимальним. Внаслідок чого пропонується перейти на напівпоєднану схему виробництва губчастого титана, і підвищити циклову продуктивність апаратів відновлення і вакуумної сепарації.

У проекті здійснений вибір апаратурно-технологічної схеми виробництва, виконаний розрахунок електричного і теплового балансів. На підставі даних діючого підприємства вибрано основне і допоміжне устаткування.

Новизна і практична цінність полягає в зниженні питомої витрати електроенергії, внаслідок підбору режиму оптимальної роботи і устаткування для виробництва титанової губки магнийтермическим способом.

У проекті в необхідному об'ємі розглянуті питання охорони праці і техніки безпеки.

Графічна частина проекту складається із складальних креслень

ЕЛЕКТРОПІЧ ПРОЦЕСУ ВІДНОВЛЕННЯ, АПАРАТ ВІДНОВЛЕННЯ, ТЕПЛОВИЙ БАЛАНС, ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК, КОНСТРУКТИВНИЙ РОЗРАХУНОК, ВАКУУМНА СЕПАРАЦІЯ, ТИТАНОВА ГУБКА, РЕТОРТА.

Вступ

Титан, завдяки своїй високій міцності, твердості і високій корозійній стійкості, знайшов широке застосування майже в усіх галузях промисловості : харчовій, медичній, авіакосмічній і так далі

Титаномагнієвий комбінат єдиний в Україні, у світі працює всього 7 подібних заводів. Тому зменшення витрати електроенергії на 1 тонну титану безпосередньо вплине на собівартість продукції, що поліпшить конкурентоспроможність на світових ринках.

Актуальність тими. Необхідність корінного зниження витрат електроенергії та підвищення якості виробництво губчастого титану магнійтермічним засобом. Все це зумовило інтенсифікацію існуючого магнійтермічного процесу отримання губчастого титану.

Аналіз шляхів світового розвитку титанового виробництва показавши, що підвищення продуктивності і зниження витрат електроенергії при виробництві губчастого титану і зливків на його основі можна здійснити в наступних напрямах:

створення нових технологій і устаткування для отримання губчастого титану;

інтенсифікація існуючого магнійтермічного процесу отримання губчастого титану;

підвищення циклового знімання апарату відновлення та вакуумної сепарації;

розробка нових технологічних схем і устаткування для переплавки губчастого титану із заданими властивостями.

Існуючі в Україні технології та устаткування при виробництві титану давно не підлягали модернізації, а відновлення виробництва губчастого титану на КП "Запорізький титано-магнієвий комбінат"(ЗТМК) здійснено на основі морально застарілої апаратури і технології, техніко - економічні показники яких значно поступаються зарубіжним.

Завдання переходу на нову схему виробництва отримання високоякісного губчастого титану з одночасним зниженням витрат електроенергії і поліпшенням якісних показників одержуваного металу і виробів з нього є конче актуальною.

При цьому виникає необхідність у більш глибокому вивченні процесів відновлення тетрахлориду титанові, вакуумної сепарації реакційної маси губчастого титанові.

Перераховані обставини зумовили актуальність роботи, пов' язаної зі створенням нового устаткування з підвищеним цикловим зніманням 5,0 т/цикл губчастого титану замість 3,0 т/цикл, яку в даний годину використовується на КП " ЗТМК".

Мета магістерської роботи - знаходження оптимального режиму роботи і конструктивного рішення відділення відновлення тетрахлориду титану магнієм і вакуумній сепарації реакційної маси, при якому витрата електроенергії буде мінімальною, а продуктивність і якість титанової губки максимальним.

Методи дослідження. Теоретичні дослідження, що грунтуються на фундаментальних закономірностях теорії відновлення титану з тетрахлориду магнієм та теорії вакуумної сепарації. Практичні експерименти проводилися з використанням експериментальних установок лабораторного, дослідного і дослідно- промислового типу.

Установка апаратів відновлення і вакуумної сепарації підвищеною цикловою продуктивністю - 5т/цикл, дозволить на тих же площах і з тією ж витратою електроенергії на допоміжні операції(монтаж і так далі) отримувати більшу кількість губчастого титану.

Внаслідок переходу на напівпоєднану схему виробництва знизитися тривалість охолодження печі сепарації реакційної маси, що скоротить попередній нагрів печі відновлення і відповідно витрату електроенергії.

Аналітичний огляд

Огляд технологій

Найбільший інтерес при виробництві титану представляють наступні способи його отримання :

- відновлення тетрахлориду титану магнієм або натрієм;

- метод вакуумної сепарації;

- відновлення діоксиду титану кальцієм або гідридом кальцію;

- електролітичний спосіб;

- натриетермический спосіб;

- гідрометалургійний спосіб;

- спосіб вилуговування магниетермической реакційної маси в насичених розчинах хлориду магнію.

Пригнічуюча частина титану, що випускається промисловістю, робиться відновленням хлориду титану магнієм або натрієм.

Магнийтермический спосіб отримання титану :

Відновлення магнієм проводять в сталевих герметичних апаратах в атмосфері аргону. Реакція відновлення титану экзотермична, тепла, що виділяється, вистачає для мимовільної течії процесу. Процес ведуть в інтервалі температур 720-975 0С. В результаті відновлення отримуємо реакційну масу, яка є пористою масою титану - титановою губкою, просоченою залишками хлориду магнію і надлишком магнію.

Для очищення реакційної маси застосовують вакуумну сепарацію, яка грунтована на відносно високій пружності пари Мg і MgCl2 при температурі 850-950 0С.

Магниетермический спосіб отримання титану з тетрахлориду титану виявився найекономічніше і технологічно доцільніше тільки при комбінуванні титанового і магнієвого виробництв, які забезпечують найбільш раціональну регенерацію продуктів(магній і хлор) і переробку відходів(хлорид магнію).

В основному, сучасне виробництво титану базується на хлорній технології: отримання тетрахлориду титану хлоруванням титаносодержащего сировини з подальшим його відновленням магнієм і очищенням отриманої реакційної маси(титанової губки, забрудненої продуктами відновлення - магнієм і хлоридом магнію) методом вакуумної сепарації.

Схема виробництва губчастого титану магниетермическим способом :