RU2338805C2 - Method of alumino-thermal production of ferro-titanium - Google Patents
Method of alumino-thermal production of ferro-titanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338805C2 RU2338805C2 RU2006137894/02A RU2006137894A RU2338805C2 RU 2338805 C2 RU2338805 C2 RU 2338805C2 RU 2006137894/02 A RU2006137894/02 A RU 2006137894/02A RU 2006137894 A RU2006137894 A RU 2006137894A RU 2338805 C2 RU2338805 C2 RU 2338805C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- charge
- mixture
- reduction
- oxides
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии тугоплавких редких металлов, а именно к металлургии титана, и может быть использовано при получении ферротитана для производства сплавов на основе титана и конструкционных изделий. Изобретение позволяет получать сплавы, химический состав которых соответствует требованиям, предъявляемым к титансодержащим материалам в указанных областях его использования.The invention relates to the field of metallurgy of refractory rare metals, namely to metallurgy of titanium, and can be used to obtain ferrotitanium for the production of alloys based on titanium and structural products. The invention allows to obtain alloys whose chemical composition meets the requirements for titanium-containing materials in these areas of its use.
Традиционно ферротитан получают печным способом из шихты, содержащей металлические отходы титана, железо, оксид титана, восстановитель и добавки, повышающие легкоплавкость и вязкость образующегося шлака.Traditionally, ferrotitanium is obtained by the furnace method from a charge containing titanium metal waste, iron, titanium oxide, a reducing agent, and additives that increase the fusibility and viscosity of the resulting slag.
В качестве источника диоксида титана используют рудные концентраты: ильменит и рутил.Ore concentrates: ilmenite and rutile are used as a source of titanium dioxide.
В качестве восстановителя используют различные сплавы или металлы: алюминий, ферроалюминий, кремний и ферросилиций.As a reducing agent, various alloys or metals are used: aluminum, ferroaluminium, silicon and ferrosilicon.
Известен способ получения ферротитана, включающий загрузку железных отходов в тигель индукционной печи, расплавление и введение в расплав на основе железа титановых отходов, затем порционное введение ильменита в расплав из лома и титановых отходов. Ильменит вводят в количестве 9-13% от массы готовой плавки. В качестве отходов титана используют отходы титановых сплавов, содержащих 4-6% мас., апюминия, в количестве 55-65% от массы готовой плавки. Алюминий выполняет функции восстановителя. Расплав на основе железа готовят из железа или малоуглеродистой стали, взятых в количестве 20-25% от массы готовой плавки.A known method of producing ferrotitanium, including loading iron waste into a crucible of an induction furnace, melting and introducing titanium waste into an iron-based melt, then portioning introducing ilmenite into the melt from scrap and titanium waste. Ilmenite is introduced in an amount of 9-13% by weight of the finished melt. As titanium waste, waste of titanium alloys containing 4-6% wt., Apuminium, in an amount of 55-65% by weight of the finished smelting is used. Aluminum acts as a reducing agent. An iron-based melt is prepared from iron or mild steel, taken in an amount of 20-25% by weight of the finished smelting.
Отделение шлака, содержащего оксид алюминия, производят с зеркала расплава, а при использовании индукционной вакуумной плавки отделение шлака производят в литниковой чаше путем установки в нее специальной перегородки или удалением зашлакованной части слитка.The slag containing aluminum oxide is separated from the melt mirror, and when using induction vacuum melting, the slag is separated in the gating cup by installing a special partition in it or by removing the slag part of the ingot.
Для вывода алюминия из расплава, в него вводят известь в количестве до 8% от массы плавки (См. патент РФ №2118992, МПК С22С 33/04, опубл. 20.09.98 г.).To remove aluminum from the melt, lime is introduced into it in an amount of up to 8% by weight of the heat (See RF patent No. 2118992, IPC C22C 33/04, publ. September 20, 1998).
В данном способе использована индукционная плавка, процесс осуществляют при температуре ~1600°С, а в качестве титансодержащего компонента шихты используют в основном металлические отходы титана, и только 9-13% от массы готовой плавки вводят концентрат ильменита. При этом его вводят порционно и в количестве не более 10% общего его количества.Induction melting was used in this method, the process is carried out at a temperature of ~ 1600 ° C, and mainly titanium metal waste is used as the titanium-containing component of the charge, and ilmenite concentrate is introduced only 9-13% by weight of the finished melting. At the same time, it is administered portionwise and in an amount of not more than 10% of its total amount.
Таким образом, способ направлен в основном на переработку металлических отходов титана, процесс индукционной плавки отходов требует постоянного расхода электроэнергии, и поэтому энергоемкий. И, наконец, данным способом нельзя перерабатывать только рудные материалы.Thus, the method is mainly aimed at the processing of titanium metal waste, the process of induction waste melting requires a constant energy consumption, and therefore energy-intensive. And, finally, in this way it is impossible to process only ore materials.
Известен способ печной выплавки ферротитана из оксидов титана, включающий загрузку и расплавление в печи шихты, состоящей из оксидов титана, восстановителя - ферроалюминия с содержанием алюминия 55-60%, железотермитного осадителя и титановой стружки.A known method of furnace smelting of ferrotitanium from titanium oxides, comprising loading and melting in a furnace a charge consisting of titanium oxides, a reducing agent is ferroaluminium with an aluminum content of 55-60%, an iron-thermite precipitator and titanium shavings.
В качестве оксидов титана используют шлаки огневого реза с содержанием титана ~60%, процесс ведут с использованием электрошлакового переплава при температуре 1800-2000°С (Т.пл. шлака ~1800°С).As titanium oxides, fire cut slags with a titanium content of ~ 60% are used, the process is carried out using electroslag remelting at a temperature of 1800-2000 ° C (mp. Slag ~ 1800 ° C).
Данным способом получают ферротитан с содержанием титана 50-60% (См. патент РФ №2196843, МПК С22С 33/04, опубл. 20.01.2003 г.).In this way receive ferrotitanium with a titanium content of 50-60% (See RF patent No. 2196843, IPC C22C 33/04, publ. 01.20.2003).
Способ также направлен на переработку вторичного титансодержащего сырья и не может быть применен к переработке рудных концентратов. Способ является печным вариантом технологии и поэтому энергоемкий, кроме того, требует отдельного передела по получению ферроалюминия.The method is also directed to the processing of secondary titanium-containing raw materials and cannot be applied to the processing of ore concentrates. The method is a furnace version of the technology and therefore energy-intensive, in addition, requires a separate redistribution to obtain ferroaluminum.
Известен способ алюминотермического получения ферротитана, включающий предварительную подачу в агрегат отходов металлического титана, загрузку и расплавление основных частей шихты, содержащей ильменитовый концентрат, железорудные окатыши, известь, алюминий в виде смеси порошка и гранул, или смесь алюминия и ферросилиция. После расплавления основной части шихты в печь вводят восстановительно-известковую смесь алюмокремниевого сплава и извести, затем загружают и проплавляют довосстановительную часть шихты, содержащей железорудные окатыши, известь, ферросилиций и алюминиевый порошок. Полученный ферротитан содержит до 6,2% кремнезема. Способ осуществляют в горне при температуре не менее 1700°С (условие поддержания образования металлического расплава из отходов титана) (См. описание к а.с. СССР №1786170, МПК С22С 33/04, опубл. 07.01.93 г.). Способ принят за прототип.A known method of aluminothermic production of ferrotitanium, comprising pre-feeding titanium metal waste to the aggregate, loading and melting the main parts of a mixture containing ilmenite concentrate, iron ore pellets, lime, aluminum in the form of a mixture of powder and granules, or a mixture of aluminum and ferrosilicon. After the main part of the charge is melted, a reducing-calcareous mixture of aluminum-silicon alloy and lime is introduced into the furnace, then the pre-reducing part of the mixture containing iron ore pellets, lime, ferrosilicon and aluminum powder is loaded and melted. The resulting ferrotitanium contains up to 6.2% silica. The method is carried out in a furnace at a temperature of at least 1700 ° C (the condition for maintaining the formation of a metal melt from titanium waste) (See the description to the AS of the USSR No. 1786170, IPC С22С 33/04, published on January 7, 1993). The method adopted for the prototype.
Способ имеет следующие недостатки.The method has the following disadvantages.
Данный способ является печным вариантом получения ферротитана и, следовательно, предполагает большой расход электроэнергии.This method is a furnace option for producing ferrotitanium and, therefore, involves a large consumption of electricity.
Способ так же, как и способы - аналоги предусматривает утилизацию титановых отходов, так как количество металлических отходов титана составляет не менее 50% от общей загрузки.The method, as well as the analog methods, provides for the disposal of titanium waste, since the amount of titanium metal waste is at least 50% of the total load.
Использование в качестве восстановителя смеси ферросилиция и алюминия приводит к получению готового продукта - ферротитана с содержанием титана ~33%, кремния до 7,3%. Такой состав ферротитана исключает его использование прежде всего в машиностроении, являющемся основным потребителем ферротитана, где есть жесткие ограничения по содержанию компонентов (содержание титана ~70%, кремния - менее 1,0%, алюминия - 5-6%). Для использования такого ферротитана необходимо провести рафинировочную плавку для очистки от кремния и увеличения содержания титана.The use of a mixture of ferrosilicon and aluminum as a reducing agent results in a finished product — ferrotitanium with a titanium content of ~ 33% and silicon up to 7.3%. Such a composition of ferrotitanium excludes its use primarily in mechanical engineering, which is the main consumer of ferrotitanium, where there are strict restrictions on the content of components (titanium content ~ 70%, silicon - less than 1.0%, aluminum - 5-6%). To use such ferrotitanium, it is necessary to carry out refining smelting to remove silicon and increase the titanium content.
В настоящее время металлические титановые отходы как сырьевой источник получения ферротитана уже исчерпал себя, а способ - прототип не может быть применен для процесса, где единственным титансодержащим компонентом шихты являются рудные концентраты титана.Currently, metal titanium waste as a raw material source for producing ferrotitanium has already exhausted itself, and the prototype method cannot be applied to a process where titanium ore concentrates are the only titanium-containing component of the charge.
Технической задачей заявленного изобретения является создание технологии получения ферротитана исключительно из рудных материалов, таких как рутил и ильменит.The technical task of the claimed invention is to create a technology for producing ferrotitanium exclusively from ore materials such as rutile and ilmenite.
Техническим результатом заявленного способа является снижение энергоемкости процесса получения ферротитана, удовлетворяющего по своему и химическому составу требованиям, предъявляемым к материалам для производства титановых сплавов и для машиностроения.The technical result of the claimed method is to reduce the energy intensity of the process of producing ferrotitanium, satisfying in its and chemical composition the requirements for materials for the production of titanium alloys and for mechanical engineering.
Технический результат достигается тем, что в способе алюмотермического получения ферротитана, включающем восстановление шихты, содержащей оксиды титана, оксиды железа, алюминий и оксид кальция, согласно изобретению осуществляют внепечное алюминотермическое восстановление, в качестве титансодержащего компонента шихты используют рудные титановые концентраты, компоненты шихты смешивают до получения отношения оксидов железа и титана 1:(1,0÷3,0) по массе, оксида кальция 0,2÷0,5 от суммарной массы оксидов титана и железа и алюминия до получения соотношения суммарного содержания оксидов титана и железа и алюминия 1:(045÷0,55), перед восстановлением шихту нагревают до температуры 800-1000°С в инертной атмосфере и выдерживают до выравнивания температуры по объему шихты, процесс восстановления инициируют поджогом шихты с последующим отключением нагрева;The technical result is achieved by the fact that in the method of aluminothermic production of ferrotitanium, including the reduction of a charge containing titanium oxides, iron oxides, aluminum and calcium oxide, according to the invention, an out-of-furnace aluminothermic reduction is carried out, titanium ore concentrates are used as the titanium-containing component of the charge, the charge components are mixed to obtain ratios of iron and titanium oxides 1: (1.0 ÷ 3.0) by weight, calcium oxide 0.2 ÷ 0.5 of the total mass of titanium and iron and aluminum oxides to obtain the ratio of the total content of titanium and iron oxides and aluminum oxides is 1: (045 ÷ 0.55), before reduction, the mixture is heated to a temperature of 800-1000 ° C in an inert atmosphere and maintained until the temperature is equal to the volume of the mixture, the reduction process is initiated by setting fire to the mixture, followed by shutdown heating;
перед загрузкой предварительно проводят измельчение компонентов шихты, при этом сначала смешивают и измельчают оксиды титана и алюминий, а затем в измельченную смесь вводят оставшиеся компоненты шихты и повторно перемешивают;Before loading, the charge components are preliminarily ground, while first the titanium oxides and aluminum are mixed and ground, and then the remaining charge components are introduced into the ground mixture and re-mixed;
загрузку шихты в тигель осуществляют порциями с последующим уплотнением;loading the mixture into the crucible is carried out in portions, followed by compaction;
в качестве рудных титановых концентратов используют рутил, ильменит или их смесь;as ore titanium concentrates, rutile, ilmenite or a mixture thereof are used;
поджог шихты для инициирования процесса восстановления осуществляют с использованием термитной смеси;burning the mixture to initiate the recovery process is carried out using a thermite mixture;
смешивание и измельчение компонентов шихты осуществляют в вакууме или в инертной атмосфере.mixing and grinding of the components of the mixture is carried out in vacuum or in an inert atmosphere.
Сущность способа заключается в том, что, в отличие от всех известных способов получения ферротитана, изобретение осуществляет алюминотермическое восстановление оксидов титана и железа внепечным способом без подведения извне тепла, используя только выделяющуюся энергию реакции восстановления.The essence of the method lies in the fact that, in contrast to all known methods for producing ferrotitanium, the invention carries out aluminothermic reduction of titanium and iron oxides in an out-of-furnace method without supplying heat from the outside, using only the released energy of the reduction reaction.
Необходимым условием для осуществления внепечного способа восстановления является заявленное соотношение оксидов титана, железа кальция и алюминия. Существенным отличием изобретения является также исключительное использование рудного сырья в качестве исходных компонентов, содержащих оксиды титана и железа. Для данного способа получения ферротитана возможно использование различных видов титансодержащегс сырья: рутил (90-98% TiO2), ильменит (35-50% TiO2; 50-65% FeOx). Это определяющий фактор возможности промышленной реализации заявленного изобретения, т.к. в настоящее время в России исчерпан источник металлически) титановых отходов, а ни один из известных способов не может быть реализован без использования исходного расплава металлического титана.A prerequisite for the implementation of an extra-furnace recovery method is the claimed ratio of titanium oxides, calcium iron and aluminum. A significant difference of the invention is the exclusive use of ore raw materials as starting components containing titanium and iron oxides. For this method of producing ferrotitanium, it is possible to use various types of titanium-containing raw materials: rutile (90-98% TiO 2 ), ilmenite (35-50% TiO 2 ; 50-65% FeO x ). This is a determining factor in the possibility of industrial implementation of the claimed invention, because currently in Russia the source of metal) titanium waste has been exhausted, and none of the known methods can be implemented without using the initial molten metal titanium.
Заявленный способ обеспечивает существенное сокращение энергозатрат, т.к. для инициирования процесса восстановления не требуется получения металлического расплава (Т.пл. ~1600°С), а достаточно равномерно прогреть шихту до температуры 800-1000°С и поджечь шихту, отключив электроэнергию.The claimed method provides a significant reduction in energy consumption, because To initiate the recovery process, it is not necessary to obtain a metal melt (mp. ~ 1600 ° C), but rather evenly heat the mixture to a temperature of 800-1000 ° C and set fire to the mixture, turning off the electricity.
Для осуществления процесса внепечного восстановления и равномерного протекания реакции по всему объему материала, для исключения выбросов алюминия необходимо равномерное распределение компонентов реакции по объему материала.To implement the process of out-of-furnace reduction and the uniform course of the reaction throughout the volume of the material, to eliminate aluminum emissions, a uniform distribution of the reaction components over the volume of the material is necessary.
В заявленном способе это обеспечивается предварительным измельчением компонентов шихты и смешиванием.In the claimed method, this is provided by preliminary grinding of the components of the mixture and mixing.
Кроме достижения равномерности распределения компонентов шихты предварительное измельчение увеличивает площадь контакта оксида титана и алюминия и повышает внутреннюю энергию частиц за счет деформации.In addition to achieving uniform distribution of the components of the charge, preliminary grinding increases the contact area of titanium oxide and aluminum and increases the internal energy of the particles due to deformation.
Обоснование параметров.Justification of the parameters.
Использование в качестве компонентов шихты для восстановления FeO2, TiO2 в отношении 1:(1,0÷3,0) по массе позволяет получить в результате восстановления ферротитан с содержанием титана от 35 до 70% мас. Введение окиси кальция в количестве 0,2÷0,5 от массы оксидов железа и титана способствует повышению извлечения титана в металл, а также приводит к повышению плавкости алюминотермического шлака за счет образования в процессе плавки соединений СаО·(Al2O3)х (температура плавления не превышает 1700°С). Нагрев шихты до 800-1000°С в инертной атмосфере позволяет осуществить процесс восстановления внепечным способом.The use of charge as components for the reduction of FeO 2 , TiO 2 in a ratio of 1: (1.0 ÷ 3.0) by weight makes it possible to obtain ferrotitanium with a titanium content of 35 to 70 wt% as a result of reduction. The introduction of calcium oxide in an amount of 0.2 ÷ 0.5 by weight of iron and titanium oxides increases the extraction of titanium into the metal, and also leads to an increase in the fusibility of aluminothermic slag due to the formation of CaO · (Al 2 O 3 ) x ( melting point does not exceed 1700 ° C). Heating the mixture to 800-1000 ° C in an inert atmosphere allows the recovery process to be carried out out of furnace.
Заявленное соотношение компонентов шихты FeO2:TiO2, равное 1:(1÷3), определяет следующее: нижняя граница соотношения соответствует получению ферротитана с содержанием титана не более 35% мас., соотношение компонентов шихты, равное 1:3, позволяет получить сплав с содержанием титана не менее 70%. В зависимости от требований по содержанию титана в сплаве используют различное соотношение в шихте рутила и ильменита.The claimed ratio of the components of the charge FeO 2 : TiO 2 equal to 1: (1 ÷ 3) determines the following: the lower boundary of the ratio corresponds to the production of ferrotitanium with a titanium content of not more than 35 wt.%, The ratio of the components of the charge equal to 1: 3, allows to obtain an alloy with a titanium content of at least 70%. Depending on the requirements for the titanium content in the alloy, a different ratio is used in the mixture of rutile and ilmenite.
Введение в состав шихты оксида кальция в количестве (0,2÷0,5) от суммарной массы оксидов титана и железа позволяет получать ферротитан внепечным восстановлением со степенью извлечения титана в металл на уровне 80-85%, а также способствует образованию в процессе восстановления четкой границы раздела между металлом и шлаком. Верхняя граница соответствует максимально возможному содержанию в шихте оксида кальция, позволяющего проводить восстановление без затухания и обеспечить необходимую скорость распространения фронта реакции. Содержание вышеобозначенного количества СаО в шихте замедляет прохождение фронта реакции, что приводит к преждевременному застыванию шлака и образованию значительной по массе корке шлака с металлическими вкраплениями на стенках тигля. Нижнее значение отношения является минимальным количеством оксида кальция в шихте, необходимым для достижения высокого извлечения ферротитана (80-85%). Более низкое содержание СаО приводит к резкому снижению степени извлечения титана в металл (до 60% и менее). В этом случае восстановленный титан зависает в объеме шлака, а не переходит в слиток.The introduction of calcium oxide into the composition in an amount (0.2 ÷ 0.5) of the total mass of titanium and iron oxides allows ferrotitanium to be obtained by out-of-furnace reduction with the degree of extraction of titanium into metal at a level of 80-85%, and also contributes to the formation of a clear interface between metal and slag. The upper boundary corresponds to the maximum possible content of calcium oxide in the mixture, which allows reduction without attenuation and ensures the necessary propagation speed of the reaction front. The content of the indicated amount of CaO in the charge slows down the passage of the reaction front, which leads to premature solidification of the slag and the formation of a mass of slag crust with metallic inclusions on the walls of the crucible. The lower value of the ratio is the minimum amount of calcium oxide in the mixture necessary to achieve high recovery of ferrotitanium (80-85%). A lower CaO content leads to a sharp decrease in the degree of titanium extraction into the metal (up to 60% or less). In this case, the reduced titanium freezes in the slag volume, and does not pass into the ingot.
Количество вводимого в шихту алюминия определяется допустимым содержанием его в готовом продукте. Использование соотношения суммарного содержания оксидов Ti и Fe к Al 1:(0,45-0,55), позволяет получать ферротитан с содержанием алюминия от 4 до 15% в зависимости от содержания в нем титана. Нижняя граница соотношения - минимальное количество алюминия в шихте, необходимое для протекания процесса восстановления. Повышение содержания алюминия в шихте сверх заявленной верхней границы соотношения приводит к повышению содержания Al в ферротитане, при этом степень восстановления металлов в ферротитан остается на прежнем уровне.The amount of aluminum introduced into the charge is determined by its permissible content in the finished product. Using the ratio of the total content of Ti and Fe oxides to Al 1: (0.45-0.55), it is possible to obtain ferrotitanium with an aluminum content of 4 to 15%, depending on the titanium content in it. The lower limit of the ratio is the minimum amount of aluminum in the charge required for the recovery process. An increase in the aluminum content in the charge over the declared upper limit of the ratio leads to an increase in the Al content in ferrotitanium, while the degree of reduction of metals in ferrotitanium remains unchanged.
Выбранный температурный интервал предварительного нагрева шихты обусловлен следующим: при температуре шихты ниже 800°С процесс восстановления протекает с низкой скоростью с образованием на стенках тигля шлаковой корки с вкраплениями металла, т.е. в этом случае не происходит разделения металла и шлака. Нагрев шихты выше 1000°С приводит к самопроизвольному воспламенению шихты и неконтролируемому протеканию процесса, что может приводить к выбросу шихты из тигля.The selected temperature range for preheating the mixture is due to the following: at a temperature of the mixture below 800 ° C, the recovery process proceeds at a low speed with the formation of a slag crust on the walls of the crucible with interspersed metal, i.e. in this case, there is no separation of metal and slag. Heating the charge above 1000 ° C leads to spontaneous ignition of the charge and uncontrolled flow of the process, which can lead to the ejection of the charge from the crucible.
Отличительным признаком заявленного способа является предварительное измельчение отдельных компонентов шихты алюминотермического восстановления, а именно оксида титана и алюминия, взятых в соотношении (1,0-1,2):1, что увеличивает площадь контакта частиц оксида титана и алюминия и повышает внутреннюю энергию частиц.A distinctive feature of the claimed method is the preliminary grinding of the individual components of the mixture of aluminothermic reduction, namely titanium oxide and aluminum, taken in the ratio (1.0-1.2): 1, which increases the contact area of the particles of titanium oxide and aluminum and increases the internal energy of the particles.
Способ иллюстрируется примерами.The method is illustrated by examples.
Алюминотермическое восстановление проводят в контрвакуумной печи с нихромовым нагревателем. Основные элементы установки: водоохлаждаемый корпус, крышка, электропечь сопротивления и тигель. Корпус печи соединяется с крышкой через вакуумное резиновое уплотнениеAluminothermic reduction is carried out in a counter-vacuum furnace with a nichrome heater. The main elements of the installation: a water-cooled case, a cover, an electric resistance furnace and a crucible. The furnace body is connected to the lid through a vacuum rubber seal
После измельчения рутила и алюминия в полученную смесь вводят оставшиеся остальные компоненты шихты согласно ранее приведенным соотношениям. Полученную шихту смешивают в смесителе в инертной атмосфере или в вакууме до получения равномерной по составу массы.After grinding the rutile and aluminum into the mixture, the remaining remaining components of the mixture are introduced according to the previously given ratios. The resulting mixture is mixed in a mixer in an inert atmosphere or in vacuum until a mass is uniform in composition.
Подготовленную шихту порциями засыпают в тигель, тщательно утрамбовывая. Тигель с шихтой устанавливают в печь. Перед началом нагрева шихты установку вакуумируют до остаточного давления 1·10-2 мм рт.ст. и заполняют аргоном или другим инертным газом и включают нагрев. При достижении заданной максимальной температуры, в зависимости от состава шихты, делают выдержку для прогрева всего объема шихты.The prepared mixture is poured in portions into the crucible, carefully rammed. The crucible with the charge is installed in the furnace. Before heating the charge, the installation is evacuated to a residual pressure of 1 · 10 -2 mm RT.article and filled with argon or other inert gas and include heating. Upon reaching the specified maximum temperature, depending on the composition of the charge, make an exposure to warm the entire volume of the charge.
Инициирование процесса восстановления осуществляют верхним поджогом шихты при использовании термитной смеси на основе алюминиевой пудры и нагрев отключают. После протекания реакции восстановления и остывания тигля извлекают реакционную массу, состоящую из шлаковой и металлической частей, которые имеют четкую границу раздела.Initiation of the recovery process is carried out by the upper arson of the mixture when using a thermite mixture based on aluminum powder and the heating is turned off. After the reaction of recovery and cooling of the crucible, the reaction mass is removed, consisting of slag and metal parts, which have a clear interface.
Пример 1Example 1
Использовали контрвакуумную печь с диаметром тигля 0,2 м. В качестве восстановителя использовали алюминиевый порошок (фракция 0-5 мм), в качестве титансодержащих компонентов - рутил и ильменитовый концентрат.A counter-vacuum furnace with a crucible diameter of 0.2 m was used. Aluminum powder (fraction 0-5 mm) was used as a reducing agent, and rutile and ilmenite concentrate were used as titanium-containing components.
Компоненты шихты взяты в следующем соотношении:The components of the charge are taken in the following ratio:
(TiO2+FeO):СаО:Al=1:0,4:0,5 и (TiO2 и FeO)=3:1.(TiO 2 + FeO): CaO: Al = 1: 0.4: 0.5; and (TiO 2 and FeO) = 3: 1.
Расчетный состав шихты:The calculated composition of the charge:
3000 г - ильменитовый концентрат;3000 g - ilmenite concentrate;
3000 г - рутил;3000 g - rutile;
2400 г - окись кальция;2400 g - calcium oxide;
2800 - алюминиевый порошок.2800 - aluminum powder.
Шихту подготавливали ранее описанными приемами.The mixture was prepared by the previously described techniques.
Максимальная температура нагрева для данной шихты составляла 800°С, а длительность выдержки при данной температуре 30 минут, после чего шихту поджигали термитной смесью на основе алюминиевой пудры. Масса полученного слитка ферротитана составила 2900 г, масса шлака 8100 г, безвозвратные потери 200 г. Химический состав сплава приведен в таблице 1.The maximum heating temperature for this charge was 800 ° C, and the exposure time at this temperature was 30 minutes, after which the charge was ignited with a thermite mixture based on aluminum powder. The mass of the obtained ferrotitanium ingot was 2900 g, the mass of slag was 8100 g, the irretrievable loss of 200 g. The chemical composition of the alloy is shown in table 1.
Выход ферротитана составляет 84%Ferrotitanium yield is 84%
Пример 2Example 2
Использовали контрвакуумную печь с диаметром тигля 0,2 м. 3 качестве восстановителя использовали алюминиевый порошок (фракция 0-5 мм), в качестве титансодержащего компонента - рутиловый концентрат, железосодержащим компонентом - железная окалина.A counter-vacuum furnace with a crucible diameter of 0.2 m was used. 3 Aluminum powder (fraction 0-5 mm) was used as a reducing agent, rutile concentrate was used as a titanium-containing component, and iron oxide was used as an iron-containing component.
Компоненты шихты взяты в соотношении, приведенном в примере 1:The components of the mixture are taken in the ratio shown in example 1:
Расчетный состав шихты:The calculated composition of the charge:
1650 г - железная окалина;1650 g - iron oxide;
4400 г - рутиловый концентрат;4400 g - rutile concentrate;
2400 г - окись кальция;2400 g - calcium oxide;
2850 - алюминиевый порошок.2850 - aluminum powder.
Шихту подготавливали ранее описанными приемами. Максимальная температура нагрева для данной шихты составляла 850°С, а длительность выдержки при данной температуре 30 минут, после чего шихту поджигали термитной смесью на основе алюминиевой пудры. Масса полученного слитка ферротитана составила 2910 г, масса шлака 8150 г, безвозвратные потери 240 г. Химический состав сплава приведен в таблице 2.The mixture was prepared by the previously described techniques. The maximum heating temperature for this charge was 850 ° C, and the exposure time at this temperature was 30 minutes, after which the charge was ignited with a thermite mixture based on aluminum powder. The mass of the obtained ferrotitanium ingot was 2910 g, the mass of slag was 8150 g, the irretrievable loss of 240 g. The chemical composition of the alloy is shown in table 2.
Выход ферротитана составляет 84,5%Ferrotitanium yield is 84.5%
Пример 3Example 3
Использовали контрвакуумную печь с диаметром тигля 0,2 м. В качестве восстановителя использовали алюминиевый порошок (фракция 0-5 мм), в качестве титансодержащего компонента - рутиловый концентрат, железосодержащим компонентом - железорудный агломерационный концентрат.A counter-vacuum furnace with a crucible diameter of 0.2 m was used. Aluminum powder (fraction 0-5 mm) was used as a reducing agent, rutile concentrate was used as a titanium-containing component, and iron ore sinter concentration was used as an iron-containing component.
Расчетный состав шихты:The calculated composition of the charge:
1650 г - железнорудный концентрат;1650 g - iron ore concentrate;
4400 г - рутиловый концентрат;4400 g - rutile concentrate;
2400 г - окись кальция;2400 g - calcium oxide;
2850 - алюминиевый порошок.2850 - aluminum powder.
Шихту подготавливали совместным измельчением в шаровой мельнице. Максимальная температура нагрева для данной шихты составляла 800°С, а длительность выдержки при данной температуре 30 минут, после чего шихту поджигали термитной смесью на основе алюминиевой пудры. Масса полученного слитка ферротитана составила 2800 г, масса шлака 8200 г, безвозвратные потери 200 г. Химический состав сплава приведен в таблице 3.The mixture was prepared by co-grinding in a ball mill. The maximum heating temperature for this charge was 800 ° C, and the exposure time at this temperature was 30 minutes, after which the charge was ignited with a thermite mixture based on aluminum powder. The mass of the obtained ferrotitanium ingot was 2800 g, the mass of slag was 8200 g, the irretrievable loss of 200 g. The chemical composition of the alloy is shown in table 3.
Выход ферротитана составляет 83%Ferrotitanium yield is 83%
Таким образом, заявленный способ позволяет получить следующий положительный эффект.Thus, the claimed method allows to obtain the following positive effect.
1. Снизить энергоемкость процесса.1. Reduce the energy intensity of the process.
2. Исключить необходимость использования металлического титана.2. Eliminate the need to use metallic titanium.
3. Повысить извлечение в готовый продукт.3. Increase the extraction into the finished product.
Кроме того, высокое извлечение металлов, надежность технологии, позволяющая автоматизировать процесс, возможность применения освоенного в промышленности основного оборудования обеспечивают благоприятные перспективы широкого использования изобретения.In addition, the high metal extraction, the reliability of the technology, which allows to automate the process, the possibility of using the equipment mastered in the industry provide favorable prospects for the widespread use of the invention.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006137894/02A RU2338805C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006137894/02A RU2338805C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006137894A RU2006137894A (en) | 2008-05-10 |
| RU2338805C2 true RU2338805C2 (en) | 2008-11-20 |
Family
ID=39799490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006137894/02A RU2338805C2 (en) | 2006-10-27 | 2006-10-27 | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2338805C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485194C1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for obtaining titanium-aluminium alloy from oxide titanium-containing material |
| US20130164167A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Universal Technical Resource Services, Inc. | System and method for extraction and refining of titanium |
| RU2549820C1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-04-27 | Инна Петровна Боровинская | Method for aluminothermic obtainment of ferroalloys |
| US10400305B2 (en) | 2016-09-14 | 2019-09-03 | Universal Achemetal Titanium, Llc | Method for producing titanium-aluminum-vanadium alloy |
| US11959185B2 (en) | 2022-07-01 | 2024-04-16 | Universal Achemetal Titanium, Llc | Titanium master alloy for titanium-aluminum based alloys |
-
2006
- 2006-10-27 RU RU2006137894/02A patent/RU2338805C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130164167A1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-06-27 | Universal Technical Resource Services, Inc. | System and method for extraction and refining of titanium |
| US9816192B2 (en) * | 2011-12-22 | 2017-11-14 | Universal Technical Resource Services, Inc. | System and method for extraction and refining of titanium |
| US10066308B2 (en) * | 2011-12-22 | 2018-09-04 | Universal Technical Resource Services, Inc. | System and method for extraction and refining of titanium |
| US10731264B2 (en) | 2011-12-22 | 2020-08-04 | Universal Achemetal Titanium, Llc | System and method for extraction and refining of titanium |
| US11280013B2 (en) | 2011-12-22 | 2022-03-22 | Universal Achemetal Titanium, Llc | System and method for extraction and refining of titanium |
| RU2485194C1 (en) * | 2012-02-13 | 2013-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for obtaining titanium-aluminium alloy from oxide titanium-containing material |
| RU2549820C1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-04-27 | Инна Петровна Боровинская | Method for aluminothermic obtainment of ferroalloys |
| US10400305B2 (en) | 2016-09-14 | 2019-09-03 | Universal Achemetal Titanium, Llc | Method for producing titanium-aluminum-vanadium alloy |
| US11959185B2 (en) | 2022-07-01 | 2024-04-16 | Universal Achemetal Titanium, Llc | Titanium master alloy for titanium-aluminum based alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006137894A (en) | 2008-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2739040C1 (en) | Method of producing ferrotungsten based on reduction of self-propagating gradient of aluminothermy and slag refining | |
| NO152888B (en) | MOISTURIZED FINAL EXECUTION FOR DIVIDING OR TERMINATING PIPE OR CUTTING | |
| RU2672651C1 (en) | Method of producing heat-resistant superalloy hn62bmktyu on nickel based | |
| RU2338805C2 (en) | Method of alumino-thermal production of ferro-titanium | |
| JP6230531B2 (en) | Method for producing metallic chromium | |
| US4047942A (en) | Thermite smelting of ferromolybdenum | |
| RU2335564C2 (en) | High titanium ferro alloy produced by two stages reduction out of ilmenite | |
| JP3338701B2 (en) | Method for producing chromium-containing metal | |
| CN103468864A (en) | 1Cr21Ni5Ti steel smelting method | |
| RU2329322C2 (en) | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite | |
| WO2015102520A1 (en) | Method for making steel in an electric arc furnace and electric arc furnace | |
| RU2506338C1 (en) | Charge and method for aluminothermic production of ferromolybdenum using it | |
| CN113430398B (en) | JCr 98-grade metallic chromium containing vanadium element and preparation method thereof | |
| CN109487091B (en) | Electroslag remelting arc striking agent and preparation method thereof | |
| RU2608936C2 (en) | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same | |
| RU2521930C1 (en) | Charge and method for electric-furnace aluminothermic production of ferroboron using it | |
| RU2196843C2 (en) | Method for furnace melting of ferrotitanium from titanium oxides | |
| RU2374349C1 (en) | Method of smelting of vanadium-bearing alloys | |
| CN105838969B (en) | The method that remelting process produces ferrotianium | |
| RU2549820C1 (en) | Method for aluminothermic obtainment of ferroalloys | |
| RU2716326C1 (en) | Method of obtaining high-alloy heat resistant alloys on nickel base with titanium and aluminium content in narrow range | |
| RU2503724C2 (en) | Method of titanium-magnetite ore processing | |
| AU2008221580A1 (en) | The technology of producing ferrotitanium | |
| EP0616041A1 (en) | Ferrophosphorus refining process | |
| RU2150523C1 (en) | Method of aluminothermic refining of dust-like zinc dross fraction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081028 |