Le titane dans la métallurgie
Pertinence
Aujourd'hui, l'industrie sidérurgique reste le leader incontesté en termes d'applications du titane. C'est là que les équipements non standard sont le plus souvent fabriqués et utilisés. Les alliages de titane surpassent les aciers inoxydables résistants à l'acide en ce qui concerne des propriétés telles que la résistance à la corrosion dans des milieux agressifs et la résistance spécifique.
Métallurgie des métaux non ferreux
Le titane, qui est lui-même un produit de l'industrie des métaux non ferreux, contribue à la qualité des métaux et au progrès technologique dans cette industrie. Dans les applications non ferreuses, de nombreuses études ont démontré que le titane améliore la qualité des produits, augmente la productivité et favorise l'automatisation. Il peut être utilisé pour fabriquer des équipements de grande taille et exigeants. Par exemple, le remplacement de pompes en fonte et en acier pour le pompage de solutions de sodium, de potassium et de magnésium par des pompes en titane a permis de réduire les pertes de 2,5 fois et d'augmenter la durée de vie des pompes de 15 à 20 fois. L'utilisation d'alliages de titane dans la métallurgie des métaux non ferreux permet aux entreprises de réaliser de réelles économies en augmentant la fiabilité et la durée de vie des équipements, en améliorant la qualité des produits et en réduisant les coûts d'exploitation. Les équipements en titane sont plus répandus dans les industries du titane-magnésium et du nickel-cobalt. Il n'y a pas si longtemps, l'introduction active du titane dans la production de cuivre a commencé. Dans les installations de traitement des métaux non ferreux et de production de tungstène, de mercure, de zinc, de cadmium, d'étain, de plomb, d'aluminium, d'or et d'autres métaux précieux, le titane commence tout juste à s'imposer.
Conclusions
Aujourd'hui, la toute première phase de l'adoption du titane dans l'industrie des métaux non ferreux (à l'exception du nickel-cobalt) est le remplacement d'équipements, généralement auxiliaires, qui n'ont pas beaucoup d'impact sur les paramètres critiques du processus. Au stade suivant, le titane sera appliqué à la fabrication d'équipements majeurs pour des ateliers de fabrication entiers. Les avantages des alliages de titane seront exploités au maximum, les anciens processus technologiques seront considérablement intensifiés et de nouveaux, plus efficaces, seront créés. Dans ce cas, l'efficacité économique du nouvel équipement sera accrue.
Métallurgie ferreuse
Le titane se compare favorablement à l'acier inoxydable dans l'environnement agressif des cokeries, des usines chimiques, des fonderies, des aciéries et des usines de ferro-alliages. Le titane prolonge la durée de vie, intensifie les processus existants et en introduit de nouveaux, et fournit un produit de meilleure qualité qui n'est pas contaminé par la corrosion.
Industrie du coke
Un certain nombre de gaz agressifs, d'alcalis et d'acides sont utilisés dans ce secteur, ce qui réduit considérablement la durée de vie des canalisations et des appareils. Si un appareil, même mineur, tombe en panne, toute la chaîne de production doit être arrêtée. La résistance à la corrosion des alliages de titane ne pourrait être mieux adaptée à la production de coke dérivé, car ils sont plus résistants dans des environnements agressifs à composants multiples que les aciers inoxydables fortement alliés. Par exemple, dans une liqueur mère, la résistance à la corrosion de l'alliage VT1-1 est dix fois supérieure à celle de l'acier Х18Н10Т, et la surface de l'équipement en alliage de titane est corrodée uniformément, alors qu'en cas d'utilisation d'acier inoxydable, elle est attaquée par une intense corrosion par piqûres. L'utilisation de cristallisoirs, de canalisations, de pompes et d'autres équipements en alliage de titane dans l'usine de traitement du coke de Zaporozhye a montré que le remplacement de matériaux moins coûteux mais moins résistants à la corrosion par du titane était économiquement faisable. Dans cette même usine, les pompes en titane TN-70, fabriquées par l'usine de titane et de magnésium de Zaporozhye, ont fait preuve d'une excellente durabilité dans la section sulfate de l'atelier de récupération. Ces pompes ont fonctionné sans réparation pendant six mois, alors que les pompes en fonte n'ont duré que deux mois dans les mêmes conditions.
Résistance à la corrosion.
Il est intéressant de fabriquer des centrifugeuses, des bacs de circulation, des tuyauteries, des parapluies de barbotage, des saturateurs et d'autres équipements de l'atelier de récupération en titane, où, selon les données de la recherche, le taux de corrosion annuel de ce métal est de 0,002-0,03 mm. Le taux de corrosion dans une solution de sulfure d'hydrogène, d'acide cyanique, de solution de phénol à 15 %, de NaOH à 10 %, d'ammoniaque à t ° 100-140 °С est inférieur à 0,5 mm par an. Compte tenu de ces chiffres, les condenseurs à base de pyridine et les cubes de neutralisation en titane ont une durée de vie de 5 à 15 ans, alors que les laveurs existants en acier au carbone ne durent qu'un an et demi.
Détartrage
La plupart des quincailleries, des tuyaux et des tubes, des laminoirs de fer et d'acier ont des sections de décapage, qui sont chargées de décalaminer les surfaces métalliques. L'équipement est généralement en acier au carbone, gommé et revêtu de briques résistantes à l'acide, ce qui ne garantit toutefois pas un fonctionnement à long terme. L'équipement ne dure pas plus de trois ans. Cela est dû aux faibles propriétés mécaniques et à la mauvaise résistance à la corrosion de l'acier inoxydable et des autres matériaux utilisés. Même les aciers inoxydables fortement alliés sont sujets à des piqûres, en particulier dans la zone des joints soudés.
Recommandations
Les experts de l'Institut du titane ont mené une série de tests à Zaporizhstal, ce qui leur a permis de recommander l'utilisation du titane pour la tuyauterie du système de ventilation, le drainage de la liqueur de décapage usée et d'autres équipements de la zone de décapage. La canalisation en titane pour l'évacuation des solutions de décapage usées sans traces de corrosion dure environ un an, alors que la canalisation gommée en acier au carbone couramment utilisée devient inutilisable en un mois et demi à trois mois. Malgré le coût élevé de l'installation d'une tuyauterie en titane, cette solution peut offrir des avantages économiques significatifs. Ces conduites dureront des années, car le taux de corrosion des solutions usées ne dépasse pas 0,01-0,05 mm par an.
Système de ventilation en titane
Les drains latéraux en acier gommé, les tuyaux de ventilation et les conduites d'air ont une durée de vie extrêmement courte. Des fuites apparaissent très rapidement au niveau des joints de bride, ce qui entraîne la destruction de la tuyauterie elle-même ainsi que des fondations des bâtiments et des structures. Si l'ensemble du système de ventilation est fabriqué en titane, les coûts d'exploitation peuvent être considérablement réduits, la durée de vie et les conditions de travail améliorées. Dans une atmosphère de vapeur de décapage, le titane a un taux de corrosion de 0,002-0,006 mm par an. En comparaison, dans la vapeur d'une solution de décapage, l'acier inoxydable X18H10T ou X21H5T présente une corrosion par piqûres avec un taux de corrosion annuel de 0,5 à 0,9 mm.
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