RU2106418C1 - Способ получения губчатого титана, легированного кислородом - Google Patents
Способ получения губчатого титана, легированного кислородом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2106418C1 RU2106418C1 RU96112001A RU96112001A RU2106418C1 RU 2106418 C1 RU2106418 C1 RU 2106418C1 RU 96112001 A RU96112001 A RU 96112001A RU 96112001 A RU96112001 A RU 96112001A RU 2106418 C1 RU2106418 C1 RU 2106418C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- titanium tetrachloride
- vanadium
- oxygen
- production
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к области получения губчатого титана, легированного кислородом, магниетермическим восстановлением четыреххлористого титана. Для этого проводят получение губчатого титана, легированного кислородом, с получением четыреххлористого титана с повышенным содержанием кислорода в виде кислородсодержащего соединения, используя в качестве кислородсодержащего соединения окситрихлорид ванадия, с восстановлением четыреххлористого титана магнием и вакуумной сепарацией полученной реакционной массы. Причем окситрихлорид ванадия используют в виде чистого окситрихлорида ванадия или в виде его раствора в четыреххлористом титане, являющегося продуктом ректификационной очистки четыреххлористого титана от ванадия, или в качестве четыреххлористого титана с повышенными содержанием кислорода используют четыреххлористый титан, очищенный до 0,01 - 0,02 мас.% ванадия в виде его окситрихлорида. 2 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, конкретно к области получения губчатого титана магниетермическим восстановлением четыреххлористого титана.
В связи с повышением чистоты производимого губчатого титана и необходимостью создания новых титановых сплавов, работающих под нагрузкой при высоких температурах, возникла необходимость легирования титана кислородом.
Известны способы получения титана с повышенным содержанием кислорода путем использования в шихте при выплавке слитков двуокиси титана и окисленных отходов титана [1], низших окислов TiO или Ti2O3 (Япония. Заявка 50-29410. Публ. 1975.23.09 N2-736), специально приготовленной лигатуры, титан-кислород (В.D.Глазова. Легирование титана, 1966, с.61).
Все эти способы не обеспечивают равномерного распределения кислорода в слитках, вызывают необходимость дополнительных переплавов, что неизбежно ухудшает качество титана, увеличивает затраты на производство.
Наиболее близким аналогом по совокупности признаков и назначению является способ прямого получения титановой губки высокой твердости, используемой в качестве исходного материала для производства высокопрочных титановых продуктов прокатного производства [2]. Способ по прототипу применительно к получению губчатого титана с заданным содержанием кислорода заключается в следующем:
подготовка титановой кислоты путем взаимодействия четыреххлористого титана с водой;
добавление кислоты к чистому четыреххлористому титану для получения реакционной смеси, содержащей четыреххлористый титан и растворенный кислород;
регулирование температуры смеси (повышение температуры увеличивает содержание кислорода, понижение - уменьшает);
магниетермическое восстановление реакционной смеси с получением титановой губки с требуемым содержанием кислорода.
подготовка титановой кислоты путем взаимодействия четыреххлористого титана с водой;
добавление кислоты к чистому четыреххлористому титану для получения реакционной смеси, содержащей четыреххлористый титан и растворенный кислород;
регулирование температуры смеси (повышение температуры увеличивает содержание кислорода, понижение - уменьшает);
магниетермическое восстановление реакционной смеси с получением титановой губки с требуемым содержанием кислорода.
Недостатками данного способа (прототипа) являются:
Сложность технологии приготовления реакционной смеси с заданным содержанием растворенного кислорода вследствие необходимости строгой стабилизации температуры четыреххлористого титана в условиях реального производства;
дополнительные операции по приготовлению титановой кислоты и реакционной смеси увеличивают затраты на производство титана, легированного кислородом.
Сложность технологии приготовления реакционной смеси с заданным содержанием растворенного кислорода вследствие необходимости строгой стабилизации температуры четыреххлористого титана в условиях реального производства;
дополнительные операции по приготовлению титановой кислоты и реакционной смеси увеличивают затраты на производство титана, легированного кислородом.
Заявляемое техническое решение направлено на упрощение и удешевление технологии.
Данная задача решается способом получения губчатого титана, легированного кислородом, включающим получение четыреххлористого титана с повышенным содержанием кислорода в виде кислородсодержащего соединения, восстановление четыреххлористого титана магнием и вакуумную сепарацию полученной реакционной массы, сущность которого заключается в том, что в качестве кислородсодержащего соединения используют окситрихлорид ванадия.
Причем окситрихлорид ванадия используют в виде чистого оксихлорида ванадия или в виде его раствора в четыреххлористом титане, являющегося продуктом ректификационной очистки четыреххлористого титана от ванадия.
В другом варианте реализации в качестве четыреххлористого титана с повышенным содержанием кислорода используют четыреххлористый титан, очищенный, до 0,01-0,2 мас.% ванадия в виде его окситрихлорида.
Существенным отличительным признаком заявляемого способа является то, что необходимое количество кислорода вводится в форме оксихлорида ванадия - соединения с неограниченной растворимостью в четыреххлористом титане.
Следует отметить, что оксихлорид ванадия практически всегда присутствует в четыреххлористом титане до его очистки, и, регулируя глубину очистки от ванадия, можно задавать требуемое содержание кислорода в титане.
Присутствие в губчатом титане соответствующего количества ванадия допускается во всех сплавах, а в сплавах, легированных ванадием существенно снижает стоимость лигатур.
В современных ректификационно-химических схемах очистки четыреххлористого титана от ванадия раствор оксихлорида ванадия в четыреххлористом титане получается в качестве попутного продукта.
При прочих равных условиях новый технологический прием и новый порядок выполнения операций обеспечивает достижение технического результата при осуществлении изобретения, который заключается в следующем:
упрощение процесса производства губчатого титана, легированного кислородом, вследствие исключения сложной операции приготовления титановой кислоты,
возможность получения строго заданного содержания кислорода в губчатом титане из-за неограниченной растворимости окситрихлорида ванадия в четыреххлористом титане,
снижение затрат на производство губчатого титана, легированного кислородом, вследствие исключения дополнительных операций по приготовлению титановой кислоты и удешевления операции очистки четыреххлористого титана от ванадия.
упрощение процесса производства губчатого титана, легированного кислородом, вследствие исключения сложной операции приготовления титановой кислоты,
возможность получения строго заданного содержания кислорода в губчатом титане из-за неограниченной растворимости окситрихлорида ванадия в четыреххлористом титане,
снижение затрат на производство губчатого титана, легированного кислородом, вследствие исключения дополнительных операций по приготовлению титановой кислоты и удешевления операции очистки четыреххлористого титана от ванадия.
Необходимо учитывать и попутный результат, связанный с прямым введением в титан ванадия, минуя стадии получения пятиокиси и лигатуры алюминий-ванадий.
Пример 1. Процесс ректификационно-химической очистки четыреххлористого титана от примесей, согласно действующей технологической инструкции, проводили дозированием медного порошка в технический четыреххлористый титан для получения в фильтрате 0,002-0,010% ванадия в четыреххлористом титане. Далее в ректификационной и дистилляционной колоннах производилась окончательная очистка четыреххлористого титана с дозированием в куб дистилляционной колонны пульпы с низшими хлоридами титана с получением четыреххлористого титана, соответствующего ТУ-48-10-102-89, т.е. с содержанием ванадия в виде его окситрихлорида, определенного по методике СТП 05-01-340.2-86, не более 0,0005% макс, в соответствии с СТП 05-01-243-88.
Очищенный четыреххлористый титан с обычным для действующей технологии содержанием кислорода и ванадия накапливался в 2 промежуточных баках общей емкостью 16 т и передавался в отдельный приемный бак емкостью 64 т, а из него на дегазационную установку, из которой поступал в аппараты магниетермического восстановления и на последующую вакуумную сепарацию.
Технологический процесс получения губчатого титана осуществлялся согласно действующей технологической инструкции. Приемка обработанных блоков производилась в соответствии с действующим стандартом предприятия СТП-73-94. Далее осуществлялась комплексы товарных партий фракции -70+12 мм и -12+2 мм кричного губчатого титана.
Получили губчатый титан с содержанием кислорода 0,03 мас.%
Пример 2. Процесс ректификационно-химической очистки четыреххлористого титана от примесей, согласно действующей технологической инструкции, проводили дозированием медного порошка в технический четыреххлористый титан для получения в фильтрате 0,002-0,010% ванадия в четыреххлористом титане. Далее в ректификационной и дистилляционной колоннах но обычной схеме примера 1 производилась окончательная очистка четыреххлористого титана с дозированием в куб дистилляционной колонны пульпы с низшими хлоридами титана с получением четыреххлористого титана, соответствующего ТУ-48- 10-102-89, т.е. с содержанием ванадия в виде его окситрихлорида, определенного по методике СТП 05-01-340.2-86, не более 0,0005% макс, в соответствии с СТП 05-01-243-88.
Пример 2. Процесс ректификационно-химической очистки четыреххлористого титана от примесей, согласно действующей технологической инструкции, проводили дозированием медного порошка в технический четыреххлористый титан для получения в фильтрате 0,002-0,010% ванадия в четыреххлористом титане. Далее в ректификационной и дистилляционной колоннах но обычной схеме примера 1 производилась окончательная очистка четыреххлористого титана с дозированием в куб дистилляционной колонны пульпы с низшими хлоридами титана с получением четыреххлористого титана, соответствующего ТУ-48- 10-102-89, т.е. с содержанием ванадия в виде его окситрихлорида, определенного по методике СТП 05-01-340.2-86, не более 0,0005% макс, в соответствии с СТП 05-01-243-88.
Очищенный четыреххлористый титан с обычным для действующей технологии содержанием кислорода и ванадия в количестве 14400 кг накапливался в 2 отдельных промежуточных баках общей емкостью 16 т, в которые предварительно или по мере наполнения баков вводили 56 кг промежуточного продукта получения и очистки оксихлорида ванадия с содержанием 15% окситрихлорида ванадия в четыреххлористом титане. Смесь передавалась в отдельный приемный бак емкостью 64 т, а из него на дегазационную установку, из которой поступала в аппараты магниетермического восстановления и на последующую вакуумную сепарацию.
Технологический процесс получения губчатого титана осуществлялся согласно действующей технологической инструкции. Приемка обработанных блоков производилась в соответствии с действующим стандартом предприятия СТП-73-94. Далее осуществлялась комплектация товарных партий фракции -70+12 мм и -12+2 мм кричного губчатого титана.
Получили губчатый титан с содержанием кислорода 0,05 мас.%
Пример 3. На отдельной технологической нитке, включающей ректификационную и дистилляционную колонны, технологический режим очистки четыреххлористого титана осуществляли согласно действующей технологической и рабочей инструкций, за исключением дозировки пульпы с низшими хлоридами титана, а содержание ванадия в фильтрате очищенного четыреххлористого титана поддерживали в пределах 0,01-0,2% за счет дозирования медного порошка. Очищенный четыреххлористый титан соответствовал ТУ 48-10-102-89, за исключением содержания оксихлорида ванадия, которое соответствовало его содержанию в фильтрате и составляло 0.01-0,2 мас.% ванадия в четыреххлористом титане.
Пример 3. На отдельной технологической нитке, включающей ректификационную и дистилляционную колонны, технологический режим очистки четыреххлористого титана осуществляли согласно действующей технологической и рабочей инструкций, за исключением дозировки пульпы с низшими хлоридами титана, а содержание ванадия в фильтрате очищенного четыреххлористого титана поддерживали в пределах 0,01-0,2% за счет дозирования медного порошка. Очищенный четыреххлористый титан соответствовал ТУ 48-10-102-89, за исключением содержания оксихлорида ванадия, которое соответствовало его содержанию в фильтрате и составляло 0.01-0,2 мас.% ванадия в четыреххлористом титане.
Четыреххлористый титан с повышенным содержанием кислорода и ванадия накапливался в 2 отдельных промежуточных баках и передавался в отдельный приемный бак емкостью 64 т, а из него на дегазационную установку, из которой поступал в аппараты восстановления.
Технологический процесс получения губчатого титана осуществлялся согласно действующей технологической инструкции. Приемка обработанных блоков производилась в соответствии с действующим стандартом предприятия СТП-73-94. Комплектация партий фракции -70+12 мм и -12+2 мм кричного губчатого титана осуществлялась отдельно от губки текущего производства.
Получили губчатый титан с содержанием кислорода 0,04-0,25 мас.%.
Таким образом, техническими приемами, предлагаемыми в заявляемом техническом решении, решается поставленная техническая задача - устраняются недостатки прототипа:
упрощается технология и оборудование для приготовления кислородсодержащего соединения и его введения в четыреххлористый титан и транспортировки по трубопроводам вследствие исключения сложных операций приготовления титановой кислоты, ее введения в очищенный четыреххлористый титан и транспортировки полученной смеси по трубопроводам при фиксированной температуре;
снижается стоимость очистки четыреххлористого титана за счет исключения операций и оборудования для получения и введения низших хлоридов титана, снижения расхода дорогостоящего медного порошка, вследствие чего снижаются и общие затраты на производство губчатого титана, легированного кислородом;
достигается возможность получения строго заданного равномерного содержания кислорода в губчатом титане в широких пределах.
упрощается технология и оборудование для приготовления кислородсодержащего соединения и его введения в четыреххлористый титан и транспортировки по трубопроводам вследствие исключения сложных операций приготовления титановой кислоты, ее введения в очищенный четыреххлористый титан и транспортировки полученной смеси по трубопроводам при фиксированной температуре;
снижается стоимость очистки четыреххлористого титана за счет исключения операций и оборудования для получения и введения низших хлоридов титана, снижения расхода дорогостоящего медного порошка, вследствие чего снижаются и общие затраты на производство губчатого титана, легированного кислородом;
достигается возможность получения строго заданного равномерного содержания кислорода в губчатом титане в широких пределах.
Claims (3)
1. Способ получения губчатого титана, легированного кислородом, включающий получение четыреххлористого титана с повышенным содержанием кислорода в виде кислородсодержащего соединения, восстановление четыреххлористого титана магнием и вакуумную сепарацию полученной реакционной массы, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего соединения используют окситрихлорид ванадия, содержание которого в четыреххлористом титане регулируют в диапазоне 0,01 - 0,2 мас.% ванадия в зависимости от требуемого содержания кислорода в титане.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что окситрихлорид ванадия используют в чистом виде или в виде его раствора в четыреххлористом титане, являющегося продуктом ректификационной очистки четыреххлористого титана от ванадия.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что получение четыреххлористого титана с повышенным содержанием кислорода ведут путем очистки четыреххлористого титана до 0,01 - 0,2 мас.% ванадия в виде его окситрихлорида.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112001A RU2106418C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Способ получения губчатого титана, легированного кислородом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96112001A RU2106418C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Способ получения губчатого титана, легированного кислородом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2106418C1 true RU2106418C1 (ru) | 1998-03-10 |
RU96112001A RU96112001A (ru) | 1998-06-20 |
Family
ID=20181962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96112001A RU2106418C1 (ru) | 1996-06-18 | 1996-06-18 | Способ получения губчатого титана, легированного кислородом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2106418C1 (ru) |
-
1996
- 1996-06-18 RU RU96112001A patent/RU2106418C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Гармата В.А. и др. Металлургия титана. - М.: Металлургия, 1968, с. 491-492. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4539194A (en) | Method for production of pure silicon | |
EP1727917B1 (en) | Method for the purification of a molten metal | |
CA2077441A1 (en) | Production of synthetic rutile | |
US4886559A (en) | High strength titanium material having improved ductility | |
US3746535A (en) | Direct reduction process for making titanium | |
US4684506A (en) | Master alloy for the production of titanium-based alloys and method for producing the master alloy | |
CN1882711B (zh) | 高纯度铪、由该高纯度铪形成的靶及薄膜和高纯度铪的制造方法 | |
JPH10273313A (ja) | 多結晶シリコン鋳塊の製造方法 | |
RU2106418C1 (ru) | Способ получения губчатого титана, легированного кислородом | |
JPH0499829A (ja) | 極低酸素チタンの製造方法 | |
US4256487A (en) | Process for producing vanadium-containing alloys | |
JPH0681051A (ja) | ハロゲン化金属の還元反応による金属の製造方法 | |
CN1082117A (zh) | 新型多元强复合脱氧剂、添加剂 | |
US4192674A (en) | Method of obtaining tantalum-niobium from ores having a high titanium content | |
US3930842A (en) | Method of producing alloys based on calcium, silicon and iron | |
FR2527644A1 (fr) | Procede de separation du fer et de ses metaux allies de produits oxydes bruts a grain fin | |
SU1271096A1 (ru) | Способ переработки анодных осадков электролитического рафинировани алюмини | |
RU2052528C1 (ru) | Способ получения скандия | |
JP2650697B2 (ja) | 高純度金属クロムの製造方法 | |
JPS6114134A (ja) | 四塩化チタンの精製法 | |
JPS6244535A (ja) | エレクトロスラグ再溶解法用フラツクス | |
JP3701629B2 (ja) | スポンジチタン製造方法 | |
JPH04120225A (ja) | Ti―Al系合金の製造方法 | |
JPH11293359A (ja) | 金属バナジウム又は/及び金属バナジウム合金の溶解方法並びに鋳造方法 | |
JPS6141712A (ja) | 銑鉄、鋼、他の金属、及び金属合金から汚染元素を除去する方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070619 |