RU2243280C1 - Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace - Google Patents
Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnaceInfo
- Publication number
- RU2243280C1 RU2243280C1 RU2003133656/02A RU2003133656A RU2243280C1 RU 2243280 C1 RU2243280 C1 RU 2243280C1 RU 2003133656/02 A RU2003133656/02 A RU 2003133656/02A RU 2003133656 A RU2003133656 A RU 2003133656A RU 2243280 C1 RU2243280 C1 RU 2243280C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- titanium
- bath
- inert gas
- specific gravity
- melting
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам получения в индукционной печи ферротитана с содержанием 20-75% титана по массе, используемого для выплавки стали и сплавов, а также для изготовления сварочных электродов с обмазкой.The invention relates to metallurgy, in particular to processes for producing ferrotitanium in an induction furnace with a content of 20-75% titanium by weight used for smelting steel and alloys, as well as for the manufacture of coated welding electrodes.
Известны способы получения ферротитана в индукционной печи с использованием титансодержащих сплавов (Пименов Ю.Г., Вяткин И.П., Миночкин Н.В. Цветные металлы. - 1978, №5 с.51 и 52. Электрометаллургия стали и ферросплавов/Под редакцией Д.Я.Полоцкого. - Металлургия, с.564).Known methods for producing ferrotitanium in an induction furnace using titanium-containing alloys (Pimenov Yu.G., Vyatkin I.P., Minochkin N.V. Non-ferrous metals. - 1978, No. 5 p. 51 and 52. Electrometallurgy of steel and ferroalloys / Edited by D.Ya. Polotsky. - Metallurgy, p. 544).
Однако известные способы не обеспечивают получение ферротитана с низким процентом угара и низким содержанием газов.However, the known methods do not provide ferrotitanium with a low percentage of fumes and low gas content.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является способ выплавки ферротитана с содержанием титана 65-75% в индукционной печи без флюса по патенту РФ №2131479, включающий наведение жидкой ванны ферротитана и присадку в него железа и титансодержащей шихты, в том числе стружки титановых сплавов, до наплавления полного тигля с последующим частичным выпуском сплава из печи и повторением цикла. Присадку шихтовых материалов в печь производят по мере их проплавления, поддерживая соотношение железо и титансодержащих компонентов шихты в пределах 1:3-1:4, причем стружку титановых сплавов вводят на жидкую поверхность сплава в тигле с образованием слоя толщиной, исключающей покраснения его поверхности. Слой стружки поддерживают на поверхности расплава до окончания процесса, а среднюю скорость подъема уровня сплава в тигле обеспечивают не менее 0,6 м/ч за счет регулирования мощности печи и интенсивности ввода шихты.The closest in technical essence to the proposed solution is a method of smelting ferrotitanium with a titanium content of 65-75% in an induction furnace without flux according to RF patent No. 2131479, including guidance of a liquid bath of ferrotitanium and the addition of iron and a titanium-containing mixture into it, including shavings of titanium alloys , until the deposition of a full crucible with subsequent partial release of the alloy from the furnace and the repetition of the cycle. The charge materials are added to the furnace as they are melted, maintaining the ratio of the iron and titanium-containing components of the charge in the range 1: 3-1: 4, and the chips of titanium alloys are introduced onto the liquid surface of the alloy in the crucible with the formation of a layer with a thickness that prevents reddening of its surface. The chip layer is maintained on the surface of the melt until the end of the process, and the average rate of rise of the alloy level in the crucible is not less than 0.6 m / h by adjusting the furnace power and the charge input rate.
Недостатком известного способа является повышенный процент угара и повышенное содержание кислорода, азота и водорода в ферротитана за счет того, что, во-первых, в качестве шихты используют металлолом с большим содержанием окислов железа, что приводит к повышению содержания кислорода в конечном продукте - ферротитане; во-вторых, титан, являясь химически активным элементом-гетером, интенсивно поглощает кислород при температуре выше 250°С, азот выше 550°С и водород выше 275°С в процессе расплавления титана за счет контакта “зеркала” ванны расплава с атмосферой воздуха (Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник/Под редакцией А.Т.Тумакова, К.И.Портного. - М.: Машиностроение. 1967, с. 7). Процесс газонасыщения увеличивается в момент введения в жидкую ванну титансодержащей шихты, особенно стружки. Стружка, как правило, имеет незначительную толщину и развитую поверхность, поэтому нагрев и последующее ее окисление протекают быстро и на все сечение, что является причиной появления большого количества шлака за счет образования оксидов, нитридов и гидридов и приводит к высокому проценту угара вводимого титана, достигающего 9% от массы садки.The disadvantage of this method is the increased percentage of fumes and the increased content of oxygen, nitrogen and hydrogen in ferrotitanium due to the fact that, firstly, scrap metal with a high content of iron oxides is used as a charge, which leads to an increase in the oxygen content in the final product - ferrotitanium; secondly, titanium, being a chemically active getter element, intensively absorbs oxygen at temperatures above 250 ° C, nitrogen above 550 ° C and hydrogen above 275 ° C during titanium melting due to the contact of the “mirror” of the melt bath with the atmosphere ( Refractory materials in mechanical engineering. Reference book / Edited by A.T. Tumakov, K.I. Portny. - M.: Mechanical engineering. 1967, p. 7). The gas saturation process increases when a titanium-containing mixture, especially shavings, is introduced into the liquid bath. Chips, as a rule, have a small thickness and a developed surface; therefore, heating and its subsequent oxidation proceed quickly and over the entire cross section, which causes a large amount of slag due to the formation of oxides, nitrides, and hydrides and leads to a high percentage of input titanium fumes reaching 9% of the mass of the charge.
Техническим результатом изобретения является снижение газонасыщения и угара титана в процессе плавки металла.The technical result of the invention is to reduce the gas saturation and fumes of titanium in the process of melting metal.
Технический результат достигается за счет того, что в способе выплавки ферротитана, включающем наведение жидкой ванны и присадку титансодержащей шихты до требуемого состава, наплавление необходимой массы металла с последующим сливом расплава из печи, согласно изобретению жидкую ванну металла наводят из армко-железа при постоянной подаче на поверхность ванны расплава металла инертного газа с удельным весом выше удельного веса воздуха, например аргона, из расчета 1-2 л/мин на 1 дм2 поверхности ванны расплава и присаживают в нее титановую шихту, причем загрузку титановой шихты ведут периодически по мере расплавления предыдущей порции кусками массой в пределах 2-5% от массы наплавляемого металла в печи, при этом в момент загрузки титановой шихты и в процессе ее расплавления подают инертный газ с удельным весом выше удельного веса воздуха из расчета 2,5-3,5 л/мин на 1 дм2 “зеркала” ванны расплав металла.The technical result is achieved due to the fact that in the method of smelting ferrotitanium, including inducing a liquid bath and adding a titanium-containing mixture to the desired composition, depositing the necessary mass of metal, followed by draining the melt from the furnace, according to the invention, the liquid metal bath is induced from armco-iron with a constant supply of surface of a bath of molten metal of an inert gas with a specific gravity higher than the specific gravity of air, for example argon, at a rate of 1-2 l / min per 1 dm 2 of the surface of the bath of the melt and a titanium alloy is seated in it ichtha, moreover, the titanium charge is loaded periodically as the previous portion is melted with pieces of mass within 2-5% of the mass of the deposited metal in the furnace, while an inert gas with a specific gravity higher than the specific gravity of air is supplied at the time of loading of the titanium charge and during its melting at the rate of 2.5-3.5 l / min per 1 dm 2 “mirror” bath molten metal.
Подача инертного газа на “зеркало” ванны расплава металла проводится для предотвращения взаимодействия жидкого металла с атмосферой воздуха. Это достигается за счет того, что инертный газ, например аргон, имеющий удельный вес более, чем в 1,5 раза удельного веса воздуха, устремляется вниз к поверхности расплава металла, изолируя его от контакта с атмосферой воздуха, при этом расход инертного газа в процессе плавки армко-железа обеспечивают в пределах 1-2 л/мин на 1 дм2 площади поверхности расплава ванны металла. В этом случае процесс плавки армко-железа идет стабильно, без кипения и барботажа ванны.The supply of inert gas to the “mirror” of the molten metal bath is carried out to prevent the interaction of liquid metal with the atmosphere of air. This is achieved due to the fact that an inert gas, for example argon, having a specific gravity of more than 1.5 times the specific gravity of air rushes down to the surface of the metal melt, isolating it from contact with the atmosphere of air, while the inert gas consumption in the process Armco iron melts provide within 1-2 l / min per 1 dm 2 of the surface area of the molten metal bath. In this case, the process of smelting Armco iron is stable, without boiling and bubbling the bath.
При подаче инертного газа в процессе расплавлении армко-железа менее 1 л/мин на 1 дм2 площади “зеркала” ванны расплава металла не может быть полностью исключена возможность контакта жидкого металла с атмосферой воздуха, что приводит к насыщению расплава металла кислородом, азотом и водородом.When an inert gas is supplied during the process of melting Armco iron to less than 1 l / min per 1 dm 2 of the “mirror” area of the molten metal bath, the possibility of contact of the liquid metal with the atmosphere of the air cannot be completely excluded, which leads to saturation of the molten metal with oxygen, nitrogen and hydrogen .
Подача инертного газа в процессе расплавлении армко-железа более 2 л/мин на 1 дм2 площади “зеркала” ванны расплава металла ведет к его непроизводительному расходу без достижения дополнительного технического эффекта.The supply of inert gas in the process of melting Armco iron more than 2 l / min per 1 dm 2 of the “mirror” area of the molten metal bath leads to its unproductive consumption without achieving an additional technical effect.
Для снижения процесса газонасыщения титана в момент его загрузки и расплавления подачу количества инертного газа увеличивают до 2,5-3,5 л/мин на 1 дм2 “зеркала” ванны расплава металла.To reduce the process of gas saturation of titanium at the time of its loading and melting, the amount of inert gas is increased to 2.5-3.5 l / min per 1 dm 2 of the “mirror” of the molten metal bath.
При подаче инертного газа в момент загрузки титана и его расплавления менее 2,5 л/мин на 1 дм2 поверхности ванны расплава титана не может исключить контакт “зеркала” жидкого металла с атмосферой воздуха за счет турбулентности восходящего потока горячего газа над поверхностью ванны расплавленного металла и взаимного смешивания его с атмосферой воздуха, в результате чего наблюдается при температурах выше 300°С образование окислов, нитридов и гидридов, что значительно увеличивает угар титана и количество вредных примесей в ферротитане.When an inert gas is supplied at the time of loading of titanium and its melting less than 2.5 l / min per 1 dm 2 of the surface of the bath, the molten titanium cannot exclude the contact of the “mirror” of the liquid metal with the atmosphere due to the turbulence of the upward flow of hot gas above the surface of the bath of molten metal and its mutual mixing with the atmosphere of air, as a result of which formation of oxides, nitrides and hydrides is observed at temperatures above 300 ° C, which significantly increases titanium fumes and the amount of harmful impurities in ferrotitanium.
Подача инертного газа выше 3,5 л/мин на 1 дм2 “зеркала” ванны расплава титана ведет к его непроизводительному расходу без достижения дополнительного технического эффекта.The inert gas supply above 3.5 l / min per 1 dm 2 of the “mirror” of the titanium melt bath leads to its unproductive consumption without achieving an additional technical effect.
Для достижения оптимизации процесса ввода титановой шихты в жидкую ванну и стабилизации технологии выплавки масса шихтовых кусков должна быть в пределах 2-5% от массы выплавляемого ферротитана.To achieve optimization of the process of introducing a titanium charge into a liquid bath and stabilizing the smelting technology, the mass of charge pieces should be within 2-5% of the mass of smelted ferrotitanium.
Введение шихтовых кусков массой менее 2% от массы выплавляемого ферротитана ведет к интенсивному разогреву расплава, частичному его окислению кислородом, находящимся в ванне металла, за счет высокой химической активности титана.The introduction of charge pieces weighing less than 2% of the mass of smelted ferrotitanium leads to intense heating of the melt, its partial oxidation by oxygen in the metal bath due to the high chemical activity of titanium.
Введение шихтовых кусков титана массой более 5% от массы выплавляемого металла приводит к захолаживанию ванны расплава ферротитана, что отрицательно сказывается на процессе индукционной плавки, а также приводит к появлению ликвационных зон с повышенным содержанием титана, интенсивно взаимодействующих с футеровкой, и, как следствие, к насыщению последнего вредными примесями из футеровки печи и воздуха с образованием тугоплавких соединений.The introduction of charge pieces of titanium weighing more than 5% by weight of the smelted metal causes a cooling of the molten bath of ferrotitanium, which negatively affects the induction melting process, and also leads to the appearance of segregation zones with a high titanium content, intensively interacting with the lining, and, as a result, saturation of the latter with harmful impurities from the lining of the furnace and air with the formation of refractory compounds.
На производственной базе ФГУП “ЦНИИ КМ “Прометей” были проведены опытные плавки по предлагаемому и известному способам.On the production base of FSUE TsNII KM Prometey, experimental swimming trunks were carried out according to the proposed and known methods.
Плавки проводились в открытой индукционной печи типа ИСТ-016 емкостью 160 кг. В печь загружали вначале куски армко-железа 2, 4 и 5 кг общей массой 66 кг следующего химического состава, мас.%: углерод - 0,02; кремний - 0,07; марганец - 0,02; сера - 0,002; фосфор - 0,003; хром - 0,01; никель - 0,01; медь - 0,02; алюминий - 0,026; титан - 0,003; азот - 0,008, затем расплавляли армко-железо до жидкого состояния и подавали на “зеркало” расплава аргон из расчета 1,0; 1,5 и 2 л/мин на 1 дм2 “зеркала” ванны расплава.The melts were carried out in an open induction furnace of the IST-016 type with a capacity of 160 kg. At first, pieces of armco iron 2, 4 and 5 kg were loaded into the furnace with a total mass of 66 kg of the following chemical composition, wt.%: Carbon - 0.02; silicon - 0.07; Manganese - 0.02; sulfur - 0.002; phosphorus - 0.003; chromium - 0.01; nickel - 0.01; copper - 0.02; aluminum - 0.026; titanium - 0.003; nitrogen — 0.008, then Armco iron was melted to a liquid state and argon was fed to the “mirror” of the melt at the rate of 1.0; 1.5 and 2 l / min per 1 dm 2 “mirrors” of the melt bath.
После полного расплавления армко-железа в ванну жидкого металла загружали титан марки ВТ1-0 состава по ГОСТ 19907-91 кусками 2, 4 и 5 кг общей массой 44 кг, при этом во время загрузки и расплавления на “зеркало” расплава подавали аргон в из расчета 2,0; 3,0 и 3,5 л/мин на 1 дм2 “зеркала” ванны расплава.After the molten armco iron was completely melted, VT1-0 titanium of the composition according to GOST 19907-91 was loaded into pieces of liquid metal in pieces of 2, 4, and 5 kg with a total weight of 44 kg, while argon was fed into the melt from the mirror during loading and melting. calculation 2.0; 3.0 and 3.5 l / min per 1 dm 2 “mirror” of the melt bath.
При расплавлении армко-железа и титана температура жидкого металла поддерживалась в пределах от 1300 до 1500°С, выплавленный ферротитан разливался в чугунные изложницы и охлаждался холодной водой.During the melting of armco-iron and titanium, the temperature of the liquid metal was maintained in the range from 1300 to 1500 ° С, the melted ferrotitanium was poured into cast-iron molds and cooled with cold water.
В процессе плавки был получен ферротитан с содержанием 25 и 75% титана предлагаемым и известным способами. От выплавленного ферротитана были взяты пробы на содержание в нем кислорода, азота и водорода. Результаты анализа приведены в таблице.In the smelting process, ferrotitanium was obtained with a content of 25 and 75% titanium by the proposed and known methods. Samples were taken from the melted ferrotitanium for the content of oxygen, nitrogen and hydrogen in it. The results of the analysis are shown in the table.
Использование предлагаемого изобретения обеспечит получение более стабильных свойств металла стали и сплавов, изготовленных с применением ферротитана, полученного известным способом, за счет снижения содержания в нем газов, а также повысить выход годного ферротитана в процессе его плавки за счет снижения угара титана.Using the present invention will provide more stable properties of the metal steel and alloys made using ferrotitanium obtained in a known manner by reducing the gas content in it, as well as increase the yield of ferrotitanium during its melting by reducing titanium fumes.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133656/02A RU2243280C1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003133656/02A RU2243280C1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2243280C1 true RU2243280C1 (en) | 2004-12-27 |
Family
ID=34388669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003133656/02A RU2243280C1 (en) | 2003-11-18 | 2003-11-18 | Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2243280C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3410679A (en) * | 1965-07-26 | 1968-11-12 | Tammet Internat | Method of making metal alloys, particularly ferrotitanium alloy |
| US4088176A (en) * | 1976-06-01 | 1978-05-09 | Billings Energy Corporation | Method of making ferrotitanium alloy |
| RU2102516C1 (en) * | 1996-04-01 | 1998-01-20 | Генри Литманович Ходоровский | Method of preparing ferrotitanium |
| RU2118992C1 (en) * | 1995-09-08 | 1998-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Стройинжиниринг" | Method of producing ferrotitanium |
| RU2131479C1 (en) * | 1998-01-09 | 1999-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Инсервис" | Method of ferrotitanium smelting |
-
2003
- 2003-11-18 RU RU2003133656/02A patent/RU2243280C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3410679A (en) * | 1965-07-26 | 1968-11-12 | Tammet Internat | Method of making metal alloys, particularly ferrotitanium alloy |
| US4088176A (en) * | 1976-06-01 | 1978-05-09 | Billings Energy Corporation | Method of making ferrotitanium alloy |
| RU2118992C1 (en) * | 1995-09-08 | 1998-09-20 | Акционерное общество закрытого типа "Стройинжиниринг" | Method of producing ferrotitanium |
| RU2102516C1 (en) * | 1996-04-01 | 1998-01-20 | Генри Литманович Ходоровский | Method of preparing ferrotitanium |
| RU2131479C1 (en) * | 1998-01-09 | 1999-06-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "Фирма "Инсервис" | Method of ferrotitanium smelting |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Захаров ю.в. и др. Исследование процесса плавки высокопроцентного ферротитана в индукционных печах открытого типа. Технология печных сплавов. - М.: Металлургия, 2000, №3, с.28-32. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110777230B (en) | Solidification Microstructure Refinement Method of Steel Continuous Casting Billet Based on Target Equiaxed Grain Size and Ratio | |
| CN1126766A (en) | Production process of ferro-titanium alloy | |
| WO2018228140A1 (en) | Method for preparing ferrotitanium alloy based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slagging refining | |
| CN105950882B (en) | A kind of remelting refining slag and its for the electro-slag re-melting method to the high Ti steel alloys of high Al | |
| RU2244025C2 (en) | Sintered agglomerates and method for producing the same | |
| RU2243280C1 (en) | Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace | |
| KR101224911B1 (en) | Environment-friendly manufacturing method of ingot for hot dipped zinc-aluminium-magnesium alloy coating | |
| CN109972025A (en) | A kind of spheroidal graphite cast-iron preparation method | |
| KR101591645B1 (en) | Al-Si-Ti-Mg ALLOY INGOT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME | |
| RU2329322C2 (en) | Method of producing high titanium ferroalloy out of ilmenite | |
| US4808375A (en) | Process for producing aluminium-silicon alloy with content of silicon of 2-22% by mass | |
| CN113308614A (en) | ZM6 alloy refining method | |
| RU2569621C1 (en) | Method of producing niobium-containing steel | |
| RU2131479C1 (en) | Method of ferrotitanium smelting | |
| RU2103379C1 (en) | Method of smelting low-carbon steels | |
| CN115216660A (en) | Production method of high-magnesium zinc aluminum magnesium alloy | |
| RU2315815C1 (en) | Method for producing of vermiculate graphite cast-iron | |
| RU2426804C1 (en) | Furnace for melting and refining of reaction metals and alloys | |
| CN1169982C (en) | Zinc-nickel alloy production process | |
| RU2196187C1 (en) | Method of producing alloy with free and fixed carbon | |
| RU2557438C1 (en) | Chrome-based heat resisting alloy and method of smelting of chrome-based alloy | |
| JPH0364423A (en) | Method for melting intermetallic compound ti-al-base alloy | |
| SU1659513A1 (en) | Method of producing complex titanium and magnesium alloying additives | |
| RU2497970C1 (en) | Method for obtaining titanium-containing alloy for steel alloying | |
| SU1130611A1 (en) | Method for conducting smelting in two-bath steel smelting furnace |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181119 |