×
18.05.2019
219.017.58c9

ШИХТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОТИТАНА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002325456
Дата охранного документа
27.05.2008
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, в частности технологии производства лигатур, и может быть использовано для получения ферротитана алюминотермическим способом. Шихта дополнительно содержит рутил, бертолетову соль, перекись кальция и флюорит, а компоненты шихты взяты в следующем соотношении: ильменитовый концентрат 0,38-0,43, рутил 0,11-0,13, алюминиевый порошок 0,22-0,25, известь 0,035-0,05, перекись кальция 0,025-0,065, бертолетова соль 0,055-0,065, флюорит 0,08-0,011, ферросилиций 0,01-0,015, окись железа 0,05-0,06. Изобретение позволяет получать 20-70% ферротитана из рудных концентратов.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к технологии производства лигатур, и может быть использовано для получения ферротитана алюминотермическим способом.

Ферротитан представляет собой основную форму титана, в которой он добавляется в сталь при ее производстве. В настоящее время получило распространение два вида этой товарной продукции:

а) низкопроцентный ферротитан с содержанием титана до 35%, который получают внепечным алюминотермическим способом из ильменитового концентрата и титановых отходов, температура плавления этого ферротитана 1350-1430°С;

б) высокопроцентный ферротитан с содержанием титана более 60%, получаемый сплавлением в электрической печи железных и титановых отходов с более низкой температурой плавления 1085°С.

Второй легче растворяется при введении в сталь для ее легирования и усваивается с меньшими потерями. Однако цена его значительно выше.

Стандарты на качественный ферротитан в России и за рубежом ограничивают содержание алюминия в лигатуре от 0,1 до 5% (в зависимости от сорта).

Известен способ электрошлаковой выплавки ферротитана (патент РФ №2039101, опубл. 1995 г.). Способ включает подвод тока к шлаковой ванне и постепенное сплавление в шлаке шихты в составе титановой и стальной стружки. Преимущество этого способа в том, что стружка плавится в слое шлака. Это исключает ее потери за счет сгорания на воздухе и обеспечивает большую приведенную поверхность взаимодействия. В результате обеспечивается получение 70% ферротитана с содержанием углерода 0,05-0,1% при высоких технико-экономических показателях процесса. Однако количество лома титановых сплавов крайне ограничено, и они применяются, в основном, для вторичного переплава.

Недостатком способа является невозможность получения ферротитана непосредственно из рудных концентратов титана - рутила или ильменита, являющихся несравненно более доступным и дешевым сырьем. Кроме того, указанная технология требует наличия дорогостоящего технологического оборудования.

Известна технология производства из ильменитового концентрата ферротитана (Тарасов А.В., Уткин П.И. Общая металлургия. М.: Металлургия, 1997, с.592. стр.584-585; Еднерал Ф.П. Электрометаллургия стали и ферросплавов. М.: Металлургиздат, 1963, стр.605-618), пригодного для раскисления и легирования стали, в том числе кислотостойкой, коррозионно-стойкой и жаропрочной. Ферротитан получают при алюминотермическом внепечном восстановлении оксидов шихты, включающей ильменитовый концентрат, порошок алюминия, железную руду, ферросилиций и мелкую известь. Алюминотермический процесс производства ферротитана не требует подвода тепла извне и проводится не в электропечи, а в специальном запальном горне.

Недостаток - небольшая производительность и, если процесс производства ферротитана по какой-либо причине затягивается, то это ведет к низкому извлечению титана и к потере сплава в виде корольков, которые запутываются в шлаке. Производится по сути дела титаносодержащая лигатура с содержанием титана 25-28% и с высоким содержанием алюминия (не менее 7%), имеющая пониженную товарную ценность.

Известна шихта (Лякишев Н.П. и др., Алюминотермия, М., Металлургия, 1978, стр.326) для выплавки ферротитана алюминотермическим способом, основными компонентами которой являются, вес.%:

Ильменитовый концентрат (42% TiO2)52,44
Алюминиевый порошок24,14
Железная руда11,32
Известь6,26
Ферросилиций1,37
Титановые отходы4,47

Недостатки шихты: высокое содержание в полученном ферротитане алюминия >5%, технологический процесс нестабилен и малопроизводителен.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является получение непосредственно из окислов титана, в частности из его рудных концентратов - рутила или ильменита, алюминотермией (внепечным способом) 20-70% ферротитана с содержанием алюминия в сплаве не более 5%.

Поставленная задача решается тем, что шихта для получения ферротитана, включающая ильменитовый концентрат, алюминиевый порошок, известь, ферросилиций, окись железа, дополнительно содержит рутил, бертолетову соль, перекись кальция и флюорит, а компоненты шихты взяты в следующих соотношениях:

Ильменитовый концентрат0,38-0,43
Рутил0,11-0,13
Алюминиевый порошок0,22-0,25
Известь0,035-0,05
Перекись кальция0,025-0,065
Бертолетова соль0,055-0,065
Флюорит0,08-0,011
Ферросилиций0,01-0,015
Окись железа0,05-0,06

Варьируя пропорции содержания ильменитового концентрата (FeTiO3) и рутила (TiO2) в шихте, т.е. в конечном счете, соотношение титана и железа, можно регулировать количество титана в получаемом продукте - ферротитане. Это позволяет получать ферротитан с содержанием от 20 до 70% титана в сплаве.

Для повышения удельной теплоты величин процесса в шихту добавляют бертолетову соль в количестве от 5,5 до 6,5%. При превышении содержания этого компонента свыше 6,5% технологический процесс интенсифицируется и часть восстановителя (алюминия) переходит в сплав, не участвуя в процессе восстановления. С уменьшением количества бертолетовой соли ниже 5,5% процесс, особенно при больших объемах, становится нестабильным.

При разложении перекиси кальция высвободившийся кислород связывает избытки алюминия в расплаве, которые не участвуют в восстановлении окиси титана и железа, тем самым снижает его количество, растворяемое в ферротитане. Интервал содержания перекиси кальция 2,5-6,5% позволяет стабилизировать процесс и разрешает поддерживать оптимальное соотношение алюминия, участвующего в реакции восстановлении окислов металлов, в то же время ограничивает его растворение в растворе ферротитана.

Наличие флюорита в количестве 0,8-1,1% придает достаточную жидкотекучесть образовавшемуся шлаку.

Пример конкретного выполнения изобретения

Была проведена серия плавок с одинаковым составом шихты.

Шихта состава, кг:

Ильменитовый концентрат102,8
Рутил33,0
Алюминий62,2
Окись кальция12,7
Перекись кальция8,0
Бертолетова соль16,0
Флюорит2,6
Ферросилиций (75%)3,4
Окись железа (окалина)15,0

Методом внепечного алюминотермического восстановления получен сплав (ферротитан) следующего состава, %.

Титан55-57
Алюминий4,3-4,9
Железо31-33
Фосфор0,068-0,07
Сера0,035
Азот0,03
Кислород0,45-0,6
Кремний3,5-3,8
Углерод0,03-0,035
Олово0,01
Медь0,05
Марганец0,015
Ванадий0,3

Вес слитка в среднем составил 75 кг, максимальный вес составил 86 кг.

Горение шихты продолжалось в среднем около 40 секунд.

Предложенная шихта позволяет получить из рудных концентратов титана ферротитан, в т.ч. высокопроцентный.

Шихтадляполученияферротитанаалюминотермическимспособом,содержащаяильменитовыйконцентрат,алюминиевыйпорошок,известь,ферросилиций,окисьжелеза,отличающаясятем,чтоонадополнительносодержитрутил,бертолетовусоль,перекиськальцияифлюорит,акомпонентышихтывзятывследующемсоотношении:Ильменитовыйконцентрат0,38-0,43Рутил0,11-0,13Алюминиевыйпорошок0,22-0,25Известь0,035-0,05Перекиськальция0,025-0,065Бертолетовасоль0,055-0,065Флюорит0,08-0,011Ферросилиций0,01-0,015Окисьжелеза0,05-0,06c0c1211none936
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 27.
20.02.2019
№219.016.bef4

Способ получения слитков

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии и может быть использовано для выплавки слитков тугоплавких и высокореакционных металлов и сплавов, преимущественно титановых, для финишной плавки в вакуумных дуговых печах. Способ включает расплавление тугоплавких и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002317343
Дата охранного документа: 20.02.2008
20.02.2019
№219.016.befe

Электрододержатель дуговой электропечи

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции вакуумной дуговой печи, предназначенной для выплавки титановых сплавов. Электрододержатель дополнительно содержит тепловой сифон, расположенный между полостью с теплоносителем и хвостовиком крепления расходуемого электрода, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315253
Дата охранного документа: 20.01.2008
29.03.2019
№219.016.f0e9

Способ изготовления цельнокатаных колец из жаропрочных никелевых сплавов

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении колец из жаропрочных никелевых сплавов. Кованую кольцевую заготовку нагревают и подвергают горячей раскатке в условиях, близких к изотермическим. Раскатку осуществляют за несколько непрерывно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002349410
Дата охранного документа: 20.03.2009
29.03.2019
№219.016.f0f2

Катод для получения меди

Изобретение относится к катоду для получения меди, в частности к гидрометаллургическому получению стартерных катодов меди путем электролиза по безосновной технологии. Техническим результатом изобретения является улучшение электротехнических свойств катодов, снижение их металлоемкости и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002346087
Дата охранного документа: 10.02.2009
29.03.2019
№219.016.f40e

Способ плавления слитков в вакуумной дуговой печи

Изобретение относится к специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву (ВДП) высокореакционных металлов и сплавов, и может быть использовано в производстве титановых сплавов. Интенсивность охлаждения слитка регулируют интенсивностью теплопередачи от слитка к внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002323985
Дата охранного документа: 10.05.2008
29.03.2019
№219.016.f7a5

Способ непрерывного прессования расходуемых электродов для выплавки крупногабаритных слитков титановых сплавов

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу непрерывного прессования расходуемых электродов из высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, с последующей выплавкой из них крупногабаритных слитков. В способе смешивают сыпучие шихтовые материалы, подают их порциями в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002440428
Дата охранного документа: 20.01.2012
04.04.2019
№219.016.fc11

Способ правки цилиндрических заготовок

Изобретение относится к обработке металлов давлением цилиндрических заготовок, преимущественно титановых. Определяют величину необходимой корректирующей деформации изделия по приведенной формуле. За один ход пресса изгибают заготовку на эту величину и заданный изгиб фиксируют не более 10 с....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002347636
Дата охранного документа: 27.02.2009
19.04.2019
№219.017.2c0c

Сплав на основе титана

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к созданию современных титановых сплавов, обладающих высокой степенью универсальности. Предложен сплав, содержащий следующие компоненты, мас.%: алюминий - 4,0-6,0; ванадий - 4,5-6,0; молибден - 4,5-6,0; хром - 2,0-3,6; железо -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002283889
Дата охранного документа: 20.09.2006
19.04.2019
№219.017.2ccf

Способ установки и приварки расходуемого электрода вакуумной дуговой печи

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов. Контроль центрирования и приварки расходуемого электрода осуществляют путем измерения напряженности магнитного поля тока короткого замыкания в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002294973
Дата охранного документа: 10.03.2007
19.04.2019
№219.017.2f39

Сплав на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии легких сплавов, в частности сплавов на основе алюминия для изготовления кованых, прессованных и катаных полуфабрикатов, используемых в качестве конструкционного материала в изделиях авиастроения. Сплав содержит следующие компоненты, мас.%: цинк...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002352668
Дата охранного документа: 20.04.2009
Показаны записи 1-10 из 21.
10.04.2013
№216.012.337b

Способ установки расходуемого электрода в кристаллизатор

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к способам вакуумной дуговой плавки высокореакционных металлов, в частности титана и его сплавов. Способ включает загрузку расходуемого электрода в кристаллизатор, центрирование электрода по оси кристаллизатора и фиксацию данного положения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478722
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.04.2013
№216.012.371a

Способ получения азотсодержащего сплава для легирования стали и чугуна и азотсодержащий сплав для легирования стали и чугуна

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению азотированных ферросплавов для легирования стали и чугунов. Исходный титанхромовый ферросплав измельчают в порошок с размером частиц менее 0,2 мм. Титанхромовый ферросплав, содержащий в мас.%: хром - 5,0-35,0, титан -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479659
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.06.2013
№216.012.50c0

Устройство для полунепрерывного получения слитков химически активных металлов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройству для полунепрерывной выплавки и разливки химически активных тугоплавких металлов, например титана. Устройство содержит герметичную рабочую камеру, холодный под, независимые источники нагрева, механизм загрузки шихты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486265
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.08.2014
№216.012.eaaf

Способ изготовления керамических тиглей для алюмотермической выплавки лигатур редких тугоплавких металлов

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для изготовления футерованных керамикой тиглей для выплавки лигатур, содержащих ванадий и/или молибден. Технический результат изобретения - создание тиглей с гарантированной стойкостью футеровки при эксплуатации....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525887
Дата охранного документа: 20.08.2014
20.08.2014
№216.012.eab2

Способ изготовления керамических тиглей для алюмотермической выплавки лигатур, содержащих ванадий и/или молибден

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для изготовления футерованных керамикой тиглей для алюмотермической выплавки лигатур редких тугоплавких металлов. Способ изготовления керамических тиглей включает формирование тигля из огнеупорной массы, выдержку,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525890
Дата охранного документа: 20.08.2014
18.05.2018
№218.016.505c

Лигатура для выплавки титановых сплавов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к лигатурам, предназначенным для легирования сплавов на основе титана. Лигатура для выплавки титановых сплавов, содержит, масс. %: ванадий 45-60; железо 6-10; углерод 2,5-3,5; алюминий и неизбежные примеси - остальное. Лигатура...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653042
Дата охранного документа: 04.05.2018
20.02.2019
№219.016.befe

Электрододержатель дуговой электропечи

Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции вакуумной дуговой печи, предназначенной для выплавки титановых сплавов. Электрододержатель дополнительно содержит тепловой сифон, расположенный между полостью с теплоносителем и хвостовиком крепления расходуемого электрода, при этом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315253
Дата охранного документа: 20.01.2008
20.02.2019
№219.016.bf91

Расходуемый электрод вакуумной дуговой печи и способ его изготовления

Изобретение относится к области электротехники, в частности к расходуемым электродам для выплавки слитков высокореакционных металлов и сплавов, например титановых, методом вакуумного дугового переплава, а также к способу изготовления указанных электродов. Электрод состоит из прессованных блоков...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002359432
Дата охранного документа: 20.06.2009
20.02.2019
№219.016.bfeb

Способ контроля межэлектродного промежутка в процессе вакуумной дуговой плавки

Изобретение относится к области специальной электрометаллургии, а именно к вакуумному дуговому переплаву высокореакционных металлов и сплавов. Способ включает измерение напряжения на дуге в момент нахождения ее в центральной части торцевой поверхности переплавляемого электрода во время...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002374337
Дата охранного документа: 27.11.2009
20.02.2019
№219.016.c308

Подовая печь для получения расплавленного металла

Изобретение относится к производству жидкого металла в черной и цветной металлургии, в частности, может быть использовано для производства титановых сплавов в вакуумных плавильных печах с холодным подом и независимыми источниками нагрева. Печь дополнительно содержит установленный над расплавом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002406048
Дата охранного документа: 10.12.2010
+ добавить свой РИД