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Procédé pour l'obtention d'alliages de fer et de titane à pourcentage élevée
Il a été indiqué au brevet allemand 235461. qu'un alliage de titane de fer et d'aluminium contenant environ 15-35% de titane, au moins environ 1,5-3,5% d'aluminium et le reste de fer, peut être préparé par voie aluminother- mique, et que l'importance pratique de cet alliage consiste en ce que, contrairement aux autres alliages de ferro-ti- tane, il est bien absorbé par le fer liquide.
La préparation de cet alliage par voie aluminother- mique se fait avec succès au point de vue économuieue à condition seulement que le mélange de réaction soit chauffé au préalable, ce qui est également connu; et que sa chaleur propre intervienne additivement à la chaleur de réaction et augmente les quantités d'énergie qui sont nécessaires et doivent être employées pour la réduction de l'acide titanique*
Ce procédé aluminothermique était jusqu'à présent le seul moyen d'obtenir en pratique du ferro-titanr exempt de charbon Bien que cetalliage de ferro-titane ait été
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à la disposition de l'industrie depuis des années, son utilisation ne s'est pas faite dans une mesure correspon- dant' à l'importance du titans comme produit d'améliora- tion du fer, parce,
que sa capacité d'alliage laissait toujours à désirer*-
Des travaux de recherche exécutés soigneusement dans ce domaine ont amené cette constatation que des alliages de ferro-titane peuvent s' introduite uniformément dans du fer liquide lorsqu'on les ajoute au bain de fer sous la forme liquide,*- Lors de l'introduction de ferro-titane fondu on doit toutefois accepter une combustion élevée, et il se produit en outre alors de façon presque inévitable une souillure de l'alliage par le carbone qui enlève au titane ses propriétés pré.cieuses pour les alliages :
le fer
La présente invention permet de préparer des mé- langes alumine thermiques pour la production de ferro-ti- tane qui brûlent sans chauffage préalable et nui permettent par conséquent de disposer dans toute aciérie à n'importe quel moment de ferro-titane liquide.
Les mélanges aluminothermiques utilisés jusqu'à présent pour la fabrication de ferro-titane consistent essentiellement en du titanate de fer naturel, en une masse de fer frittée recuite et en aluminium en grains d' une grosseur à établir par Inexpérience* Cela signifie donc qu'à un mélange aluminothermique de titanate de fer naturel et d'aluminium on a ajouté une certaine quantité d'un mélange normal d'oxyde de fer et d'aluminium, pour compenser le déficit de chaleur de mélange titane de fer- aluminium par l'excès de chaleur du mélange normal oxyde de fer - aluminium..
Pour obtenir cette compensation et créer l'excès de chaleur nécessaire pour une allure régu- lière de la réaction, il faut toutefois une addition rela- tivement grande du mélange normal oxyde de fer- aluminium.
Malgré cela on ne parvient pas à ovaire se dérouler la
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la réaction énergiquement sans chauffage préalable., Si l'on voulait ajouter au mélange aluminothermique la quan- tité de mélange normal oxyde de fer - alumimium qui serait nécessaire pour l'obtention de ce résultat, on oh- tiendrait un ferro-titane ne possédant qu'une teneur minime en titane et d'autre part la teneur du ferro-tita- ne en fer, qui doit êtré réduit de ses oxydes par l'alu- minium, deviendrait très élevée et augmenterait les frais de production d'un kilogramme de titane.
Si on utilise !aU contraire au lieu du mélange normal oxyde de far aluminium, comme source de l'excès de chaleur nécessaire, la réaction de l'aluminium avec un oxyde métallique plus riche en oxygène que l'oxyde de fer, par exemple le superoxyde de manganèse ou l'oxydule-oxyde de manganèse, on obtient par kilogramme d'aluminium un excès de chaleur notablement plus grand qui vient en réaction par exemple dans un mélange de superoxyde de manganèse et d'aluminium, c'est à dire donc que l'on peut, avec une consommation notablement moindre d'aluminium, composer le mélange aluminothermique pour la production de ferro- titane de telle manière que la réaction s'effectue avec une forte énergie sans chauffage préalable du mél'ange de réac0 tion,
On parvient de cette manière à produire des alliages de ferrotitane qui ont par, exemple, la composition suivante environ 30% de titane.
" 15-20% de manganèse " 50% de fier ( ce dernier provenant du titanate de fer).
La teneur de cet ,alliage en manganèse produit en outre un abaissement nettement perceptible de la températu- re de fusion de ferrotitane résultant de ce procédé.
Si l'on abaisse considérablement par l'intriduction de manganèse dans l'alliage de ferro-titane la températu- re de fusion de celui-ci et si l'on abaisse en même temps
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par l'action des parties des oxydes de manganèse qui ne sont pas réduits complètement lors de la réaction, la température de fusion des scories, on obtient l'allure nettement plus favorable, déjà mentionnée, de la réaction.
On produit ainsi un progrès technique considérable . car de grandes quantités de mélanges aluminotherniques pour la production de ferro-titane ne peuvent être employées dans les aciéries que lorsqu'il est possible de,leur faire achever la réaction rapidement sans réchauffage.
Un avantage économique résulte également, dans le cas de cette composition du mélange aluminothermique, du fait qu'en comparaison avec la réalisation actuelle de la réaction aluminothermique du ferco-titane, l'aluminium u tilisé n'est pas consommé seulement pour la réduction d'a- cide titanique et d'oxyde de far mais qu'au cours de cette réactin on incorpore également dans le ferro-titane fondu de 15-20% de manganèse exempt de 'carbone( préparé par voie illumine thermique) dont l'obtention intervient favorablement dans le calcul total..
Avec ce nouveau genre de mélange alu- minothermique pour la production de ferro-titane le prix @ de revient calculé par unité de poids du titane produit, peut par conséquent être abaissé dans une mesure digne d'intérêt
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour l'obtention d'alliages de titane et de fer a pourcentage élevé, utilisables à l'état liquide comme additions' d'amélioration à des bains de fer, par voie aluminothermique,à partir de titanate de fer naturel, ca- ractérisé en ce qu'au mélange aluminothermique connu d'alu- minium et de titante de fer naturel on ajoute un mélange d'aluminium et d'un oxyde, plus riche en oxyg,ène que l'o- xyde de fer, d'un métal d'amélioration..
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Process for obtaining high percentage iron and titanium alloys
It has been indicated in German patent 235461. that an alloy of titanium iron and aluminum containing about 15-35% titanium, at least about 1.5-3.5% aluminum and the remainder of iron, can be prepared thermally, and the practical importance of this alloy is that, unlike other ferro-titanium alloys, it is well absorbed by liquid iron.
The preparation of this alloy by the aluminothermic route is economically successful only on condition that the reaction mixture is preheated, which is also known; and that its own heat intervenes additively to the heat of reaction and increases the quantities of energy which are necessary and must be employed for the reduction of titanic acid *
Until now, this aluminothermic process was the only way to obtain carbon-free ferro-titanium in practice. Although this ferro-titanium alloy was
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available to industry for years, its use has not been made to an extent commensurate with the importance of titans as an iron-improving product, because,
that its alloying capacity always left something to be desired * -
Carefully executed research work in this field has led to the finding that ferro-titanium alloys can be introduced uniformly into liquid iron when added to the iron bath in liquid form, * - When introducing of molten ferro-titanium, however, a high combustion must be accepted, and in addition there is almost inevitably a soiling of the alloy by carbon which deprives the titanium of its valuable properties for the alloys:
the iron
The present invention makes it possible to prepare thermal alumina blends for the production of ferro-titanium which burn without prior heating and therefore allow liquid ferro-titanium to be available in any steelworks at any time.
The thermite mixtures used heretofore for the manufacture of ferro-titanium consist essentially of natural iron titanate, a mass of annealed sintered iron and aluminum in grains of a size to be established by inexperience * This therefore means that to an aluminothermic mixture of natural iron titanate and aluminum a certain amount of a normal mixture of iron and aluminum oxide has been added, to compensate for the heat deficit of the titanium iron-aluminum mixture by the excess heat from the normal iron oxide - aluminum mixture.
To achieve this compensation and create the excess heat necessary for a steady course of the reaction, however, a relatively large addition of the normal iron oxide-aluminum mixture is required.
Despite this we do not manage to unfold the ovary
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reaction vigorously without prior heating. If one wanted to add to the thermite mixture the quantity of normal mixture of iron oxide - aluminum which would be necessary to obtain this result, one would obtain a ferro-titanium not possessing that a minimal titanium content and on the other hand the iron content of the ferro-titanium, which must be reduced from its oxides by the aluminum, would become very high and would increase the production costs by one kilogram titanium.
If, on the other hand, instead of the normal aluminum oxide mixture, one uses as a source of the necessary excess heat, the reaction of aluminum with a metal oxide richer in oxygen than iron oxide, for example iron oxide. manganese superoxide or manganese oxide-oxide, we obtain per kilogram of aluminum a significantly greater excess of heat which reacts for example in a mixture of manganese and aluminum superoxide, i.e. that it is possible, with a notably lower consumption of aluminum, to compose the aluminothermic mixture for the production of ferritanium in such a way that the reaction proceeds with high energy without prior heating of the reaction mixture,
In this way, it is possible to produce ferrotitanium alloys which have, for example, the following composition about 30% titanium.
"15-20% manganese" 50% proud (the latter coming from iron titanate).
The manganese content of this alloy further produces a markedly noticeable lowering of the melting temperature of ferrotitanium resulting from this process.
If the melting temperature of the latter is reduced considerably by the intriduction of manganese into the ferro-titanium alloy and if at the same time one lowers
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by the action of the parts of the manganese oxides which are not completely reduced during the reaction, the melting temperature of the slag, the clearly more favorable course, already mentioned, of the reaction is obtained.
This produces considerable technical progress. because large quantities of aluminothermic mixtures for the production of ferro-titanium can only be used in steelworks when it is possible to make them complete the reaction rapidly without reheating.
An economic advantage also results, in the case of this composition of the aluminothermic mixture, from the fact that in comparison with the current performance of the aluminothermic reaction of ferco-titanium, the aluminum used is not consumed only for the reduction of 'titanium acid and far oxide but that during this reaction is also incorporated in the molten ferro-titanium 15-20% of manganese free of' carbon (prepared by thermal illumine) whose obtaining intervenes favorably in the total calculation.
With this new kind of alumino-thermal mixture for the production of ferro-titanium the cost price calculated per unit of weight of the titanium produced, can therefore be lowered to an extent worthy of interest.
CLAIMS.
1.- Process for obtaining alloys of titanium and high percentage iron, which can be used in the liquid state as additions to improve iron baths, by an aluminothermic route, from natural iron titanate, charac- terized in that to the known aluminothermic mixture of aluminum and natural iron titrant is added a mixture of aluminum and an oxide, richer in oxygen, ene than iron oxide, of an upgrade metal.