RU2082817C1

RU2082817C1 - Method of treating ingots of highly reactive metals and alloys

Info

Publication number: RU2082817C1
Application number: RU94015414/02A
Authority: RU
Inventors: В.А. Баранов
Original assignee: Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority date: 1994-04-27
Filing date: 1994-04-27
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: nonferrous metallurgy. SUBSTANCE: large-size ingots of highly reactive metals and alloys, e. g. titanium ingots are heated at furnace temperature 900-1200 C for 7-15 h without preliminarily treating surface before deformation. As a result, dense dross layer is formed on the surface of ingot, which reliably protects pure metal layers against oxidation by atmospheric gases. EFFECT: reduced effort in surface treatment of ingots and increased their quality. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при получении крупногабаритных слитков высокореакционных металлов и сплавов, например, титановых. The invention relates to the field of non-ferrous metallurgy and can be used to obtain large ingots of highly reactive metals and alloys, for example, titanium.

Наиболее близким способом к предложенному является способ обработки слитков из высокореакционных металлов и сплавов, включающий механическую или плазменную очистку поверхности слитка из титана или его сплавов, нагрев обмазанных защитными стеклоэмалями слитков в индукционных печах при температуре печи 1050 1250^oC, штамповку слитков на гидравлических прессах, охлаждение и зачистку поверхности (Титановые сплавы. Полуфабрикаты из титановых сплавов справочник. Под ред. Н.Ф. Аношкина М. 1979 г. с. 115).The closest method to the proposed one is a method of processing ingots of highly reactive metals and alloys, including mechanical or plasma cleaning of the surface of an ingot of titanium or its alloys, heating the ingots coated with protective glass enamels in induction furnaces at a furnace temperature of 1050 1250 ^o C, stamping of ingots on hydraulic presses, cooling and surface cleaning (Titanium alloys. Semi-finished products from titanium alloys reference book. Edited by NF Anoshkin M. 1979, p. 115).

Изобретение направлено на снижение трудоемкости поверхностной обработки слитков из высокореакционных металлов и сплавов. The invention is aimed at reducing the complexity of surface treatment of ingots of highly reactive metals and alloys.

Решение поставленной задачи достигается тем, что крупногабаритные слитки из высокореакционных сплавов (например, титановых) без предварительной обработки поверхности перед деформацией нагревают при температуре печи 900 - 1200^oC в течение 7 15 ч с целью окисления дефектной литой поверхности.The solution of this problem is achieved by the fact that large-sized ingots of highly reactive alloys (e.g. titanium) are heated without prior surface treatment before deformation at a furnace temperature of 900 - 1200 ^° C for 7-15 hours in order to oxidize the defective cast surface.

При этом на поверхности слитка образуется плотный слой окалины толщиной 0,5 1,5 мм. Поверхностная окалина с содержанием кислорода от 25 до 45% очень хрупкая и легко удаляется с поверхности, например, обработкой дробью, но, с другой стороны, достаточно плотна, чтобы защитить нижние слои слитка от окисления атмосферными газами. Под окалиной поверхность слитка имеет цвет чистого металла серый, а содержание кислорода на поверхности (глубина 3 мм) не превышает 0,15%
Полученная окалина используется в химической или металлургической промышленности в качестве окисла титана рутила.In this case, a dense layer of scale with a thickness of 0.5-1.5 mm is formed on the surface of the ingot. Surface scale with an oxygen content of 25 to 45% is very fragile and can be easily removed from the surface, for example, by treatment with a shot, but, on the other hand, is dense enough to protect the lower layers of the ingot from oxidation by atmospheric gases. Under the scale, the surface of the ingot has the color of pure metal gray, and the oxygen content on the surface (depth 3 mm) does not exceed 0.15%
The resulting scale is used in the chemical or metallurgical industry as rutile titanium oxide.

Диапазон температуры нагрева слитков 900 1200^oC выбран исходя из того, что более низкая температура приводит к получению рыхлой окалины с недостаточными защитными свойствами от атмосферных газов, а более высокая температура в промышленных условиях значительно удорожает технологический процесс, так как требует применения специальных высокотемпературных нагревателей и соответствующей электроаппаратуры.The temperature range for heating ingots 900 1200 ^o C is chosen on the basis that a lower temperature leads to loose scale with insufficient protective properties from atmospheric gases, and a higher temperature in industrial conditions significantly increases the cost of the process, as it requires the use of special high-temperature heaters and appropriate electrical equipment.

Выдержка в печи в течение 7 15 ч обусловлена тем, что при выдержке менее 7 ч окалина еще рыхлая с низкими защитными свойствами, при выдержке более 15 ч слишком толстая окалина: основные литейные дефекты выбраны окалиной и начинается окисление чистого бездефектного металла, а это снижает выход годного. The exposure in the furnace for 7–15 hours is due to the fact that, after aging for less than 7 hours, the scale is still loose with low protective properties, and after holding for more than 15 hours, the scale is too thick: the main casting defects are selected by the scale and the oxidation of pure defect-free metal begins, and this reduces the yield fit.

Предлагаемый способ опробован в промышленных условиях при производстве слябов титановых сплавов. Слитки диаметром 750 мм длиной 1150 1200 мм, полученные вакуумно-дуговым переплавом, нагревали в электрических печах сопротивления типа СДО. Нагрев слитков производили перед их штамповкой на прессе мод. НП-130 в слябы размерами 250х1070х1600. После штамповки слябы охлаждали на воздухе до комнатной температуры. После нагрева слитков в указанных режимах на поверхности образуется плотный слой окалины, надежно защищающий чистый металл от окисления и загрязнения. The proposed method is tested under industrial conditions in the production of slabs of titanium alloys. Ingots with a diameter of 750 mm and a length of 1150– 1200 mm, obtained by vacuum-arc remelting, were heated in electric resistance furnaces of the SDO type. The ingots were heated before being stamped on a mod press. NP-130 into slabs with dimensions of 250x1070x1600. After stamping, the slabs were cooled in air to room temperature. After heating the ingots in the indicated modes, a dense scale layer is formed on the surface, which reliably protects the pure metal from oxidation and pollution.

Конкретные режимы осуществления способа приведены в таблице. Одновременно проводилась обработка слитков по способу-прототипу. Specific modes of the method are shown in the table. At the same time, ingots were processed by the prototype method.

Реализация предлагаемого способа позволяет снизить трудоемкость поверхностной обработки слитков из высокореакционных металлов и сплавов, используя серийное производственное оборудование, и полученную при этом окалину (окись титана) использовать в дальнейшем в производстве (в металлургии или в химической промышленности), т.е. получить дополнительный продукт. Кроме того, улучшается качество получаемых слитков за счет того, что получаемая окалина, вобрав в себя литейные дефекты, надежно защищает чистый металл от окисления атмосферными газами и загрязнения. The implementation of the proposed method allows to reduce the complexity of the surface treatment of ingots of highly reactive metals and alloys using serial production equipment, and the resulting scale (titanium oxide) is used in the future in production (in metallurgy or in the chemical industry), i.e. get an additional product. In addition, the quality of the obtained ingots is improved due to the fact that the resulting scale, incorporating casting defects, reliably protects the pure metal from oxidation by atmospheric gases and pollution.

Claims

1. The method of processing ingots of highly reactive metals and alloys, including heating the ingot in the furnace to a deformation temperature, deformation, cooling and surface cleaning, characterized in that the heating is carried out at a furnace temperature of 900 1200 ^o C for 7 to 15 hours to obtain a scale layer.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ingots of titanium or its alloys are heated to obtain a rutile layer with a thickness of 0.5 to 1.5 mm

3. The method according to claim 2, characterized in that the heating is carried out in an electric resistance furnace.