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海绵钛中残留氯化对钛及钛合金熔铸的影响

海绵钛是轻而质地坚硬且呈蜂窝状的疏松产品，不能直接应用于钛制产品生产，必须经过高温熔炼成致密的钛锭才能应用于钛材加工。用海绵钛在真空自耗电弧炉熔炼钛及钛合金，需要将海绵钛颗粒及合金料压制成块，组焊成自耗电极使用。铸锭熔炼是在密闭的真空室中进行的，熔炼过程中不可能对熔体进行化学成分调整，故海绵钛对铸锭质量的控制起着非常重要的作用。热还原法生产的海绵钛中，不可避免地会残留有氯化，这些氯化会对电极、铸锭及熔炼设备产生不良影响。因此，研究海绵钛中残留氯化对钛及钛合金熔铸的影响，对生产实践中提高产品质量具有重要的意义。

　　残留氯化吸湿引起电极表面出现析出物。热法生产的海绵钛残留物主要为氯化，在空气中易潮解生成水合物。该水合物呈白色，含水多少与接触的空气潮湿程度、接触时间成正比。熔炼加热过程中，含水氯化分解出的水汽和氧化，氯化多少钱一吨，会增加铸锭的含氧量。已有研究表明，因氧偏析，钛材*出现发亮的富α层。在轧制过程中，富α层界面两侧的变形不协调，导致局部应力提高，材料脆化，从而引起开裂。

　　残留氯化对铸锭表面的影响也很大。铸锭表面的沉积物由细小的氧化物、氯化物等夹杂逐层沉积构成。覆盖在氧化物表面的无水氯化，在空气中冷却吸湿、溶解，汇集大量水分。当沉积的氯化较多时，放置一段时间，还会出现氯化水溶液。铸锭的残余热量会使氯化溶解形成的溶液蒸发部分水分，氯化，但不能完全脱除水分，因而沉积物粘滞、附着在铸锭表面，不易清除。将表面有这种“黑壳”或“黑斑”的一次铸锭直接入炉，进行二次熔炼，势必会带入大量水分和氧化物夹杂，既增大了真空熔炼控制难度，又使铸锭易产生气孔、夹杂等质量缺陷。

　　残留氯化对真空熔炼过程的危害主要有4点：增大发气量，降低熔炼真空度;增加气体杂质含量和气孔数量;残留高熔点颗粒，增大裂纹倾向;以及腐蚀真空系统，降低设备寿命。

　　热还原法生产的海绵钛，不可避免会残留有氯化。要减少氯化对钛及钛合金熔铸的影响，氯化俗称，除了选择氯化含量低的海绵钛外，可以从以下几方面着手：

　　(1)避免海绵钛长时间暴露在空气中。要求从海绵钛拆封到进真空炉这段时间需严格按工艺规程控制操作。尤其是在阴雨季节，应尽量缩短打开海绵钛包装桶到压制成电极的时间，称混料运送海绵钛颗粒过程加防护罩。

　　(2)杜绝海绵钛与水接触。存放海绵钛的场所，严禁用水冲洗。与海绵钛接触的设备、器具，如果用水冲洗过，重新使用前须吹干。被水浸过的海绵钛严禁直接使用。

　　(3)余料防水储存。批次压制电极常剩余海绵钛料，须按批号存放在有盖容器内，密封，且存放时间不宜过长。重新使用前，必须加热烘烤处理。若遇阴雨天气，应适当提高加热温度。配高牌号铸锭应不用或尽量少用余料。

　　(4)熔炼稳定操作，减少电流冲击。在熔炼过程中，电弧不稳定、电流冲击大，铸锭表面出现鱼鳞状波纹、刺现象就严重，就越*沉积挥发物。

　　(5)及时清除沉积物。电极、铸锭表面和真空系统内的沉积物有害无利，必须按清除程序和制度及时清除。

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在冶金工业中，六水氯化用作耐火材料和砌炉壁的粘合剂，是生产二号熔剂和冶炼金属的原料。在化学工业中是生产各种盐的原料。在食品工业中是蛋白质凝固剂，生产豆制品。在建筑工业中，是生产水泥原料，在冬季施工时用作防冻剂。在农业中，可用以生产棉花脱叶剂。此外，六水氯化还可用作煤矿防火剂、公路防尘剂、稳定土壤。

氯化水溶液俗称卤水。工程上主要用作调制质、铬质耐火泥浆，氯化什么颜色，为湿砌质和铬质耐火砖砌体用的接缝材料。此外还用作质捣打料的结合剂以及调制氯氧胶凝材料 (习称水泥)。

市售氯化为固体状态(称卤块)，主要成分为水合氯化，含氯化45～50%，还含有酸、氯化等杂质。使用时，应先将卤块放在容器中，加入净水，并加热熔化，使其达到所要求的密度的水溶液后方能使用。

氯化及其溶液本身并不具有胶凝性，只是当采用氯化溶液调制碱性材料时，溶液与MgO反应生成Mg(OH)2和氯氧水合物 (化学通式为 mMgO·MgCl2·nH2O)才具有胶凝性。水化产物凝胶并逐渐再结晶化生成细小晶粒，使MgO—MgCl2—H2O系统硬化并获得强度。在常温下，硬化体强度的增长主要依赖水分蒸发，采取烘烤措施，加速干燥，有利于提高硬化强度增长速度。