DE1758213C3

DE1758213C3 - Verfahren zur Herstellung einer Niob-Eisen-Legierung

Info

Publication number: DE1758213C3
Application number: DE19681758213
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Pawlowitsch Moskau Ljakischew
Original assignee: Zentralny Nautschno-Issledowatelskij Institut Tschernoj Metallurgii Imeni Ip Bardina Moskau
Current assignee: Zentralny Nautschno-Issledowatelskij Institut Tschernoj Metallurgii Imeni Ip Bardina Moskau
Priority date: 1968-04-24
Filing date: 1968-04-24
Publication date: 1974-11-14
Also published as: DE1758213B2; DE1758213A1

Description

nach auf die erhaltene Schmelze der restliche Teil des Konzentrats mit Zuschlagen und Aluminium eingebracht wird.

Der Wärmehaushalt wird bei dem Schmelzprozeß so eingestellt, daß die Temperatur der Schmelze auf mindestens 1700° C gehalten werden kann.

Nach dem Erschmelzen und der Beendigung der Reduktionsreaktion wird die Schmelze nachreduziert, indem der Oberfläche der Schlacke eine geringe Menge Aluminium zugeführt wird. Zum Abscheiden von Metallkugelchen aus der Schlacke wird die Schmelze für 2 bis 3 Minuten im Ofen gehalten und dann in die Kokille abgestochen. Beim Abstich kommt es. infolge der Durchmischung zur Reinigung der Schlacke von den Metallteilen«!. Die Durchmischung des Metalls und der Schlacke beim Abstich ermöglichen einen vollständigeren Übergang der Metallteilchen aus der Schlacke in die Hauptmasse des Metalls.

Die Niob-Eisen-Legierung der angegebenen und angestrebten Zusammensetzung wird bsi dem beanspruchten Verfahren in einem Elektroofen erreicht, der beispielsweise mk einer Transformatorletstung von 1500 kWA gespeist wird.

ίο Die Unterschiede im Gehalt in verschiedenen Bereichen des Ferroniobgußblocks betrugen für Niob höchstens 0,8 %, für Silizium höchstens 0,5% und für Titan höchstens 0,2%. Es wurden 97,5% des Niobs in die Legierung aufgenommen, d. h. daß die Ausbeute 97,5 % betrug.

Claims

Bei diesem beschriebenen Verfahren wird das

Patentanspruch: Schmelzen des Ferroniobs im Gußblock durchge

führt, wobei Metall und ein Teil der Schlacke nach

Verfahren zur Herstellung einer Niob-Eisen- dem Erschmelzen einer bestimmten Menge des Möl-Legierung, bestehend aus 60,4% Nb, 10,9% Si, 5 lers im Ofen belassen wird. Eine Kontrolle der Wär-3,2% Ti, 1,8% AI, 0,08% C, 0,18% P und mevorgänge wird dabei nicht vorgenommen. Infolge 0,007% S, Rest Eisen, durch Schmelzen von langsamer Abkühlung des Metalls im Ofen kommt es Niobkonzentrat mit Aluminium in Anwesenheit zur Seigerung der Elemente in dem Block, so daß eines eisenhaltigen Zuschlags in einem Elektro- eine inhomogen zusammengesetzte Legierung resulofen, dadurch gekennzeichnet, daßio tiert. Darüber hinaus wird bei dem bekannten Ver-Niobkonzentrat, das 37 % Nb„O₅, 11,5 % SiO., fahren Niob nur in geringem Maße in die F^rroniob-10,1% TiO₂, 19% CaO, 2,5% Fe₂O₃, 0,1% P, legierung aufgenommen.

0,35% S enthält, pulverförmiges Aluminium, das In der französischen Patentschrift 810 544 ist ein

99,7 % Al enthält, und Eisenerz, das 62 % Fe Verfahren zur Behandlung von Erzen, Nebenproduk- und 4,5 % SiO., enthält, als Gemisch, bei dem die 15 ten und anderen Stoffen, die Tantal und Niob enthal-Komponenten "in einem Gewichtsverhältnis von ten, beschrieben. Als Reduktionsmittel dient entwe-50:15.-7 stehen, bei mindestens 1700⁰C ge- der Kalzium oder Aluminium oder eine Kalziumschmolzen werden, daß nach dem Schmelzen auf Aluminium-Legierung, wobei die Reduktion z. B. in die Schlackenschmelze bei einem Gemisch von einem Elektroofen (Induktions- oder Lichtbogen-2450 kg etwa 3 kg Aluminiumpulver gestreut 20 ofen) durchgeführt werden kann. Die Elemente Tanwerden und daß nach einer Haltezeit von 3 Mi- tal. Niob und eventuell Titan werden nach diesem nuten Metall und Schlacke in Kokillen abgesto- Verfahren in einer Ferrolegierung angereichert. Die chen werden. bei der Reduktion erhaltene Schlacke kann noch

einer weiteren Behandlung mit den genannten Re-

25 duktionsmitteln unterzogen werden, um das in der

Schlacke enthaltene Tantal zu extrahieren. In dieser

Patentschrift sind keine Angaben über die Zusam-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herste!- mensetzung der Ausgangsstoffe und der gewonnenen lung einer Niob-Eisen-Legierung, die aus 60,4 % Nb, Ferrolegierung enthalten, so daß zur Erzielung be-10,9% Si, 3,2% Ti, 1,8% Al, 0,08% C, 0,18% P 30 stimmter Niob-Eisen-Legierungen aus bestimmten und 0,007 % S und Rest Eisen besteht. Bei dem Ver- Ausgangsstoffen eine Anregung nicht gegeben wird, fahren der Erfindung wird Niobkonzentrat mit Alu- Der Erfindung liegt d« Aufgabe zugrunde, ein

minium in Anwesenheit eines eisenhaltigen Zuschla- Verfahren zur Herstellung einer Niob-Eisen-Legieges in einem Elektroofen geschmolzen. rung anzugeben, bei dem in einem einstufigen Ver-

In der USA.-Patentschrift 2 909 427 ist ein Ver- 35 fahren gearbeitet wird und das zu einer erhöhten fahren zur Herstellung von Ferroniob aus dem niob- Aufnahme des Niobs in die Legierung und zu einer haltigen Erz Columbit beschrieben, das Niob, Tan- verbesserten Qualität derselben führt,
tal- und Eisenoxide sowie Zinnoxid und/oder Phos- Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der

phoroxid enthält. Bei diesem bekannten Verfahren eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß dadurch •wird in zwei Stufen gearbeitet. Nach Beispiel 1 wird 40 gekennzeichnet, daß Niobkonzentrat, das 37% in der ersten Stufe aus einem Erz mit 63,8 % Nb₂O₅, Nb₂O₅, 11,5% SiO₂, 10,1% TiO₂, 19% CaO, 2,5% 8,1% Ta,O_fi, 18,58%FeO, 1,98% SnO₂, 1,93% Fe₂O₃, 0,1 %P, 0,35%S enthält, pulverförmiges MnO, 2,40 % TiO₂ und kleineren Mengen anderer Aluminium das 99,7 % Al enthält, und Eisenerz, das Oxide unter Zusatz von Eisenschrott und Aluminium 62 % Fe und 4,5 % SiO₂ enthält, als Gemisch, bei sowie von Kalk und Flußspat durch Schmelzen und 45 dem die Komponenten in einem Gewichtsverhältnis Überhitzen eine erste Schlacke und eine zinn-, niob-, von 50:15:7 stehen, bei mindestens 1700⁰C getantal-, zirkonium- und titanhaltige Eisenlegierung schmolzen werden, daß nach dem Schmelzen auf die gewonnen. Diese erste Schlacke besteht nach diesem Schlackenschmelze bei einem Gemisch von 2450 kg Beispiel im wesentlichen aus 49,15% kombinierten etwa 3 kg Aluminiumpulver gestreut werden und daß Oxiden (Niob-, Tantal-, Zirkonium-, Titan- und 50 nach einer Haltezeit von 3 Minuten Metall und Wolframoxide), 23,09% CaO, 10,99% MgO, Schlacke in Kokillen abgestochen werden.
7,70% Al₂O₃ und 3,82% FeO und dient als Aus- Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird er-

gangsmaterial für die zweite Stufe. Die Eisenlegie- reicht, daß die Aufnahme des Niobs in den Ferrorung enthält 2,34 % Zinn, 3,30 % Niob, Tantal, Zir- niobgußblock bis auf 96 bis 98 % erhöht wird, daß konium, Titan sowie 0,060 % Phosphor und als Rest 55 die Seigerung der Elemente im Gußblock verringert Eisen (etwa 93,76 %). und die Qualität des Ferroniobs verbessert werden.

Die aus der ersten Stufe stammende Schlacke wird Das Niobkonzentrat, das Nioboxide enthr.lt, wird

dann in der zweiten Stufe mit Zunder als eisenhalti- nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem gen Zuschlag, Aluminium, Kalk und Flußspat ge- Elektroofen in einem Gemisch mit pulverförmigem mischt, so daß sich in der zweiten Stufe die Verbin- 60 Aluminium und eisenhaltigem Zuschlag (Eisenerz dung 5 CaO · 3 Al₂O₃ bilden kann. Unter Zusatz von oder Eisenschrott) erschmolzen. Erforderlichenfalls Stahlschrott wird das Gemisch geschmolzen, über- werden im Möller auch Flußmittel verwendet. Der hitzt und schließlich neben der Schlacke eine Niob- Eisenschrott kann vorher im Elektroofen geschmol-Eisen-Legierung aus 66,2 % Niob, 4,9 % Tantal zen werden, wonach auf die Schmelze das Gemisch (Verhältnis Niob: Tantal = 13,51), 1,00% Silizium, 65 des Niobkonzentrats mit der entsprechenden Menge 2,32 % Mangan, 0,22 % Aluminium und geringen von Aluminium aufgegeben wird.
Verunreinigungen an Zinn, Phosphor und Schwefel, Es ist auch ein vorhergehendes Erschmelzen eines

Rest Eisen hergestellt. Teils des Konzentrats mit Zuschlägen möelieh