способ получения ферротитана

Формула изобретения

Способ получения ферротитана, включающий послойную загрузку титановых и железных отходов и их проплавление, отличающийся тем, что загружают 10 - 20% всего объема титановых отходов, затем железные отходы и оставшийся объем титановых отходов, а проплавление осуществляют в индукционной вакуумной печи при мощности тока индуктора 1,5 - 2,0 кВт/кг загруженной шихты.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения легирующих сплавов.

Известен способ получения ферротитана (70% Ti) из низших сортов губчатого титана, включающий загрузку железного лома в тигель и плавление. В перегретый до 1650^oC расплав железа подают титановую губку.

Недостатком данного способа является большой угар титана (3-6 мас.%), что повышает расход титана для получения сплава, и насыщение расплава азотом (до 0,8 мас.%), снижая качество получаемого сплава.

Известен способ выплавки ферротитана (патент RU 1776079, C 22 C 33/04, 1995), включающий загрузку на плавильный горн отходов титана, частичное их расплавление, загрузку основной части шихты, содержащей титансодержащую стружку, полное их расплавление и последующую подачу осадительной части шихты, причем интенсивность подачи титановой стружки в момент загрузки основной части шихты поддерживают в пределах 0,045-0,051 кг к массе запальной части шихты в минуту при соотношении 037-0,44 кг титановой стружки на 1 кг основной части шихты.

Недостатком данного способа является угар титана, повышенное содержание газовых примесей (азот, кислород), что влечет за собой повышенный расход титана и низкое качество получаемого сплава, и низкая стоимость футеровки тигля. Для исключения указанных недостатков предлагается способ получения ферротитана, включающий послойную загрузку титановых и железных отходов, причем сначала 10-20% всего объема титановых отходов, затем весь объем железного лома, после чего загружают остальные титановые отходы и ведут индукционную плавку в вакууме при мощности тока индуктора 1,5-2,0 кВт/кг загруженной шихты.

При предлагаемом способе на границе взаимодействия титановых и железных отходов появление расплава происходит при более низкой эвтектической температуре, чем в известном способе, при постоянном оседании в расплав сверху твердой части титановых отходов, что исключает перегрев расплава. Это исключает угар титана, сокращая его расход для получения сплава, что снижает стоимость полученного сплава.

Кроме того, постоянный прогрев шихты выше зоны плавления способствует ее эффективной дегазации от углеродистых и других летучих компонентов, откачиваемых вакуумной системой, повышая качество сплава за счет исключения пор с окисленной поверхностью.

Проведение плавки при более низких температурах исключает разъедание футеровки тигля и возникновение возгорания металла, что увеличивает срок службы тигля.

Дальнейшее повышение удельной мощности тока индуктора делает процесс неуправляемым из-за возможности перегрева расплава и появления межвитковых пробоев и разрушения тигля.

Примеры. В промышленных условиях проводили плавки ферротитана массой по 400 кг. Шихта состояла из 300 кг (75 мас.%) титановых отходов (стружка россыпью и в брикетах 250 мм и высотой 150-200 мм) и 100 кг железного лома (25 мас. %). Также проводили плавки на запредельных параметрах и по способу-прототипу. Основные результаты приведены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить стоимость получаемого сплава в 1,5-2 раза за счет исключения угара титана и увеличения срока службы тигля и повысить качество сплава за счет снижения газонасыщенности и снижения наличия пор с окисленной поверхностью.