Aplicaciones del titanio en metalurgia

Relevancia

Hoy en día, la industria metalúrgica sigue siendo líder absoluto en el volumen de aplicación de titanio. Aquí se fabrican y utilizan principalmente equipos no estándar. Las aleaciones de titanio superan a los aceros inoxidables resistentes a los ácidos en cuanto a propiedades como la resistencia a la corrosión en medios agresivos y la resistencia específica.

Aplicaciones de metalurgia no ferrosa

el titanio, que en sí mismo es un producto de la metalurgia no ferrosa, contribuye a la obtención de metales de alta calidad y al progreso técnico en esta industria. Los empleados del Instituto Titanium YV Dobrunov , AA Zakharevich , ED Filippova , GA Kolobov y otros realizaron numerosos estudios. Se comprobó que en metalurgia no ferrosa el titanio mejora la calidad del producto y las condiciones de trabajo, aumenta la productividad y facilita la automatización. Se puede utilizar para la fabricación de equipos críticos de gran tamaño. La aplicación de titanio en forma de cerámica-metal o productos fundidos (bombas, accesorios) sigue siendo muy eficiente. Por ejemplo, la sustitución de bombas de fundición y acero para el bombeo de soluciones de sodio, potasio y magnesio por otras de titanio ha permitido disminuir las pérdidas en 2,5 veces y aumentar la vida útil de las bombas en 15-20 veces. Al aplicar productos de titanio en la metalurgia no ferrosa, las empresas obtienen una economía real debido al aumento de la confiabilidad y la vida útil de los equipos, la mejora de la calidad del producto y la disminución de los costos operativos. Los equipos de titanio están más extendidos en las industrias de titanio-magnesio y níquel-cobalto. No hace mucho tiempo también comenzó la introducción activa de titanio en la producción de cobre. Y en el procesamiento de metales no ferrosos y en las instalaciones de producción de tungsteno, mercurio, zinc, cadmio, estaño, plomo, aluminio, oro y otros metales preciosos, el titanio acaba de comenzar a ganar aceptación.

Conclusiones

Hoy en día, en la metalurgia no ferrosa (sin incluir la industria del níquel-cobalto), la primera etapa de la implementación del titanio es la sustitución de equipos, generalmente auxiliares, que no tienen mucho impacto en los parámetros de procesos tecnológicos importantes. En la próxima etapa, el titanio se utilizará para fabricar el equipo principal de tiendas enteras. En este caso, se explorarán al máximo las ventajas del titanio, se planea intensificar considerablemente los procesos tecnológicos antiguos y crear otros nuevos y más eficientes. En este caso aumenta el retorno económico de la introducción de nuevos equipos. El análisis detallado y los estudios experimentales han demostrado que la metalurgia no ferrosa tiene amplias perspectivas para la utilización integral del titanio.

metalurgia ferrosa

En comparación con el acero inoxidable, el titanio es ventajoso cuando se tiene en cuenta el entorno agresivo en las plantas de coque-química, metalúrgicas, siderúrgicas y de ferroaleaciones. El titanio aumenta la vida útil de los equipos, intensifica los procesos tecnológicos existentes e introduce otros nuevos, produce un producto de mayor calidad que no está contaminado por la corrosión.

Producción química de coque

Aquí se utilizan una serie de gases agresivos, álcalis y ácidos que reducen drásticamente la vida útil de las tuberías y los dispositivos. Si incluso un aparato menor falla, toda la línea de producción debe cerrarse. La resistencia a la corrosión del titanio es la más adecuada para la producción de coque como subproducto, ya que en entornos agresivos de varios componentes es más resistente en comparación con los aceros inoxidables de alta aleación. Por ejemplo, en un licor madre, la resistencia a la corrosión de la aleación BT1-1 es diez veces mayor que la del acero Х18Н10Т, y la superficie del equipo de titanio se corroe de manera uniforme, mientras que en el caso del acero inoxidable se somete a una intensa corrosión por picaduras. La aplicación de cristalizadores, tuberías, bombas y otros equipos de titanio en la planta de procesamiento de coque de Zaporozhye demostró que la sustitución de materiales más baratos pero menos resistentes a la corrosión por titanio es económicamente viable. En la misma planta en el departamento de sulfato del taller de recuperación, las bombas de titanio ТН-70 fabricadas en la planta de titanio y magnesio de Zaporozhye demostraron una excelente resistencia. Estas bombas estuvieron en funcionamiento durante seis meses sin reparación, mientras que las de hierro fundido solo duraron dos meses en las mismas condiciones.

Resistencia a la corrosión

Es rentable producir a partir de centrifugadoras de titanio, charolas circulantes, tuberías, sombrillas de barbotage, saturadores y otros equipos del taller de trampeo, donde según datos de investigación la tasa de corrosión anual de este metal es de 0,002-0,03 mm. La tasa de corrosión en solución de sulfuro de hidrógeno, ácido ciánico, solución de fenol al 15 %, NaOH al 10 % y amoníaco a una temperatura de 100-140 °C es inferior a 0,5 mm por año. Teniendo en cuenta estas cifras, los condensadores a base de piridina y los cubos de neutralización hechos de titanio duran entre 5 y 15 años, en comparación, los lavadores existentes de acero al carbono pueden durar solo un año y medio.

La mayoría de las plantas de ferretería, laminación de tubos, metalúrgicas, de alambrón y de laminación de acero cuentan con secciones de decapado encargadas de desincrustar la superficie metálica. Por lo general, el equipo está hecho de acero al carbono, utilizando engomado y revestimiento con ladrillo a prueba de ácido, que, sin embargo, no proporciona una operación a largo plazo. El equipo no dura más de tres años. Esto se debe a las bajas propiedades mecánicas y la escasa resistencia a la corrosión del acero inoxidable y otros materiales utilizados. Incluso los aceros inoxidables de alta aleación son propensos a picaduras, especialmente en el área de soldadura.

Recomendaciones

Los especialistas del Instituto de Titanio llevaron a cabo una serie de pruebas en Zaporizhstal, lo que les permitió recomendar el titanio para la fabricación de tuberías de sistemas de ventilación, drenaje de soluciones de decapado usadas y otros equipos del área de decapado. La tubería de titanio para la descarga de soluciones de decapado usadas sin rastros de corrosión dura aproximadamente un año, mientras que la tubería engomada de acero al carbono de uso común se vuelve inutilizable en un mes y medio a tres meses. A pesar de los importantes costes de instalación de tuberías de titanio, esta solución proporcionará un importante beneficio económico. Dicha tubería servirá durante años, ya que la tasa de corrosión en las soluciones gastadas no supera los 0,01-0,05 mm por año.

Los drenajes laterales de acero engomado, las tuberías de ventilación y las tuberías de aire tienen una vida útil extremadamente corta. Muy rápidamente en los lugares de las juntas de brida se producen fugas, lo que posteriormente conduce a la destrucción de las tuberías, así como a los cimientos de edificios y estructuras. Si todo el sistema de ventilación está hecho de titanio, los costos operativos se pueden reducir significativamente y se pueden mejorar la vida útil y las condiciones de trabajo. En una atmósfera de vapor de decapado, la tasa de corrosión del titanio es de 0,002 a 0,006 mm por año. A modo de comparación, el acero inoxidable Х18Н10Т o Х21Н5Т está sujeto a la corrosión por picaduras en los vapores de la solución de decapado, cuya tasa alcanza los 0,5-0,9 mm por año.

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