Патент на изобретение №2282673
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА ФЕРРОТИТАНА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения легирующих сплавов. В способе для алюминотермического плавления загружают в тигель слоями соответственно снизу – меньшую часть шихты, отходы титана, затем большую часть шихты. Перед алюминотермическим плавлением удаляют примеси путем создания в тигле вакуума с разряжением ниже 20 мм рт.ст. при предварительном нагреве до температуры 100-300°С шихты и отходов титана. Изобретение позволяет использовать титановую стружку, загрязненную эмульсией, а также снизить угар титана и содержание газовых примесей в готовом сплаве. 4 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения легирующих сплавов. Известен способ получения ферротитана, включающий прессование из стружки титановых сплавов и железной стружки расходуемого электрода, который переплавляют в вакуумном дуговом охлаждаемом водой кристаллизаторе /Патент РФ №2117067, 1998/. Однако прессование расходуемого электрода из стружки титановых сплавов является трудной задачей. Известен также способ получения ферротитана, включающий плавление в вакуумной индукционной печи стружки титановых сплавов и железной стружки /Патент РФ №2118992, 1998/. Для реализации способа необходима дорогостоящая печь и сложно обеспечить подачу стружки в печь. Использование стружки, загрязненной эмульсией, ведет к резкому увеличению углерода в сплаве (до 0,6-1,2% при норме 0,3%). Наиболее близким аналогом является способ получения ферротитана, включающий подготовку отходов из титана и шихты, состоящей из материала, состоящего из окислов железа и порошкообразного алюминия, для алюминотермического плавления /авт. свид. СССР №1418345, С 22 С 33/04, 1988/. Плавка проводится в открытой атмосфере, при большом угаре титана и высоком содержании газовых примесей в готовом сплаве. Изобретение направлено на снижение угара титана и содержание газовых примесей в готовом сплаве. Изобретение также направлено на использование титановой стружки, загрязненной эмульсией. Кроме того, изобретение направлено на полный переплав титановой стружки и получение монолитного слитка ферротитана заданного химического состава. Предлагается способ получения ферротитана, включающий подготовку отходов, по крайней мере, частично состоящих из титана и шихты, состоящей из материала, по крайней мере, частично состоящего из окислов железа и порошкообразного алюминия для алюминотермического плавления. Подбор химического состава материалов, входящих в состав шихты, позволяет получить заданный химический состав слитка с учетом баланса выделяемого и поглощаемого тепла. Для алюминотермического плавления загружают в тигель, стенки которого, соприкасающиеся с шихтой, выполнены из чугуна. Материалы загружают в тигель слоями соответственно снизу – меньшую часть шихты, отходы титана, затем большую часть шихты, а перед алюминотермическим плавлением удаляют примеси путем создания в тигле вакуума с давлением ниже точки росы. Предлагается создавать разряжение ниже 20 мм ртутного столба при предварительном нагреве до температуры 100-300 градусов шихты и отходов титана. Способ может быть реализован в тигле установки для получения лигатур по патенту РФ №2058514, снабженной водокольцевым насосом с эжектором для откачки паров. Внутренняя поверхность камеры тигля должна быть выполнена из чугуна. Отходы в виде стружки сплавов титана дробят в щековых или шаровых дробилках до размера частиц 1-100 мм. В качестве окислов железа используют железную окалину или железную руду. Предпочтительный вариант реализации способа. Способ получения (ферротитана включает подготовку стружки титановых сплавов, загрязненной эмульсией (отходов, состоящих частично из титана)) измельчением в щековых дробилках до размера частиц 1-100 мм. Используется тигель, соприкасающийся с шихтой и стружкой, стенки которого выполнены из чугуна и полость камеры которого соединена с эжектором водокольцевого насоса для создания разряжения. Шихта для алюмино-термического плавления титана состоит из железной окалины и порошкообразного алюминия. В тигель слоями загружают соответственно снизу – меньшую часть шихты, стружку, затем большую часть шихты и запальное устройство. Закрывают тигель крышкой. Включают водокольцевой насос с помощью эжектора для создания разряжения 10 мм ртутного столба при предварительном нагреве до температуры 150 градусов шихты и стружки отходов титана электрическими нагревающими элементами. Инициируют запальное устройство. Шихта воспламеняется и происходит экзотермическая химическая реакция, в результате которой образуются ферротитан и шлаки. При плавке давление внутри тигля повышается, но не превышает атмосферного. При охлаждении происходит кристаллизация ферротитана в нижней части тигля. Поддон с выплавленным слитком опускают и отводят в сторону для разгрузки. Шлак выбивают во вспомогательную емкость для вывода за пределы тигля. В это время включают водокольцевой насос с помощью эжектора для удаления пыли из полости камеры тигля. В промышленных условиях на действующей установке, оборудованной вакуумной системой, проводили экспериментальные плавки (таблица 1). В качестве критерия оценки эффективности предлагаемого способа принимали: химический состав получаемого ферротитана, степень проплава (усвоения) стружки: условия разделения металла от шлака. Наиболее эффективные показатели у предлагаемого способа №1 – более полное усвоение стружки и выше содержание титана в сплаве ферротитана. 1) предлагаемый; 2) 2 и 3 запредельные; 3) 4 по прототипу.
Формула изобретения
1. Способ получения сплава ферротитана, включающий подготовку отходов, по крайней мере, частично состоящих из титана, и шихты, состоящей из материала, по крайней мере, частично состоящего из окислов железа и порошкообразного алюминия, для алюмотермического плавления, отличающийся тем, что для алюминотермического плавления загружают в тигель слоями соответственно снизу – меньшую часть шихты, отходы титана, затем большую часть шихты, а перед алюминотермическим плавлением удаляют примеси путем создания в тигле вакуума с разрежением ниже 20 мм рт.ст. при предварительном нагреве до температуры 100-300°С шихты и отходов титана. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед загрузкой в тигель отходы титана в виде стружки дробят до размера частиц 1-100 мм. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соприкасающиеся с шихтой стенки тигля выполнены из чугуна. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве отходов используют стружки титановых сплавов. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислов железа используют железную окалину или железную руду.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.04.2008
Извещение опубликовано: 27.05.2010 БИ: 15/2010
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
