Метод за получаване на феротитанова сплав
Собственици на патент RU 2282673:
Изобретението се отнася до областта на металургията и може да се използва за получаване на легиращи сплави.
Известен е метод за производство на феротитан, включващ пресоване от стружки от титанови сплави и железни стружки на консумативен електрод, който се разтопява във вакуумно-дъгова водоохлаждаема форма /Патент България № 2117067, 1998 г./.
Пресоването на консумативен електрод от чипове от титанова сплав обаче е трудна задача.
Известен е и метод за получаване на феротитан, включващ топене във вакуумна индукционна пещ на стружки от титанови сплави и железни стружки /Патент България № 2118992, 1998/.
За прилагане на метода е необходима скъпа пещ и е трудно да се доставят чипове към пещта. Използването на чипове, замърсени с емулсия, води до рязко увеличаване на въглерода в сплавта (до 0,6-1,2% при норма от 0,3%).
Най-близкият аналог е методът за производство на феротитан, включващ подготовката на отпадъци от титан и смес, състояща се от материал, състоящ се от железни оксиди и алуминий на прах, за алуминотермично топене /изд. сертификат СССР № 1418345, C 22 C 33/04, 1988/.
Топенето се извършва в открита атмосфера, с големи отпадъци от титан и високо съдържание на газови примеси в готовата сплав.
Изобретението е насочено и към използването на замърсени с емулсия титанови чипове.
В допълнение, изобретението е насочено към пълното претопяване на титанови чипове и производството на монолитен феротитанов слитък с определен химичен състав.
Предложен е метод за производство на феротитан, включващ подготовката на отпадъци, състоящи се поне частично от титан, и заряд, състоящ се от материал, състоящ се поне частично от железни оксиди.и прахообразен алуминий за алуминотермично топене.
Изборът на химичния състав на материалите, включени в заряда, позволява да се получи даден химичен състав на слитъка, като се вземе предвид балансът на отделената и погълната топлина.
За алуминотермично топене се зарежда в тигел, чиито стени, в контакт със заряда, са направени от чугун.
Материалите се зареждат в тигела на слоеве, съответно отдолу - по-малка част от заряда, титанови отпадъци, след това голяма част от заряда и преди алуминотермично топене, примесите се отстраняват чрез създаване на вакуум в тигела с налягане под точката на оросяване. Предлага се да се създаде вакуум под 20 mm Hg по време на предварително загряване до температура от 100-300 градуса на заряда и титановите отпадъци.
Методът може да се реализира в тигела на инсталацията за получаване на лигатури съгласно патент България № 2058514, оборудвана с водопръстенова помпа с ежектор за изпомпване на парите. Вътрешната повърхност на камерата на тигела трябва да бъде направена от чугун.
Отпадъците под формата на стружки от титанови сплави се раздробяват в челюстни или топкови трошачки до размер на частиците 1-100 mm.
Като железни оксиди се използва желязна скала или желязна руда.
Предпочитаното изпълнение на метода.
Методът за получаване (феротитан включва получаването на чипове от титанови сплави, замърсени с емулсия (отпадъци, състоящи се частично от титан)) чрез раздробяване в челюстни трошачки до размер на частиците 1-100 mm.
Използва се тигел, който е в контакт със сместа и чиповете, чиито стени са направени от чугун и чиято кухина на камерата е свързана с ежектора на водна пръстеновидна помпа за създаване на вакуум.
Зарядът за алуминотермично топене на титан се състои от желязна скала и алуминиев прах.
Тигелът се зарежда на слоевесъответно отдолу - по-малка част от заряда, чипове, след това голяма част от заряда и устройството за запалване.
Затворете тигела с капак. Помпата с воден пръстен се включва с помощта на ежектор, за да се създаде вакуум от 10 mm Hg по време на предварително загряване до температура от 150 градуса на заряда и титановите отпадъци от електрически нагревателни елементи.
Задействайте устройството за запалване.
Сместа се запалва и настъпва екзотермична химическа реакция, водеща до образуването на феротитан и шлака.
По време на топенето налягането вътре в тигела се увеличава, но не надвишава атмосферното налягане.
При охлаждане феротитанът кристализира в долната част на тигела.
Палетът с разтопения блок се спуска и отвежда настрани за разтоварване. Шлаката се избива в допълнителен контейнер, за да се извади от тигела.
По това време помпата с воден пръстен се включва с помощта на ежектор за отстраняване на праха от кухината на камерата на тигела.
Експерименталните топения са извършени в промишлени условия в работеща инсталация, оборудвана с вакуумна система (Таблица 1).
Като критерий за оценка на ефективността на предложения метод взехме: химическия състав на получения феротитан, степента на проникване (асимилация) на чипове: условията за отделяне на метала от шлаката.