[go: up one dir, main page]

RU2206628C2 - Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов - Google Patents

Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов Download PDF

Info

Publication number
RU2206628C2
RU2206628C2 RU2001110249A RU2001110249A RU2206628C2 RU 2206628 C2 RU2206628 C2 RU 2206628C2 RU 2001110249 A RU2001110249 A RU 2001110249A RU 2001110249 A RU2001110249 A RU 2001110249A RU 2206628 C2 RU2206628 C2 RU 2206628C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
nitrogen
charge
refractory metals
aluminum
oxide
Prior art date
Application number
RU2001110249A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001110249A (ru
Inventor
П.С. Альтман
А.Я. Дубровский
Original Assignee
ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение filed Critical ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение
Priority to RU2001110249A priority Critical patent/RU2206628C2/ru
Publication of RU2001110249A publication Critical patent/RU2001110249A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2206628C2 publication Critical patent/RU2206628C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к получению азотсодержащих лигатур для легирования титановых сплавов методом алюмотермической плавки. Использование предлагаемой шихты позволяет повысить качество выплавляемых лигатур за счет исключения загрязнения их металлическими примесями, увеличить содержание азота в лигатурах до необходимых значений, снизить себестоимость производства лигатур. В шихту, содержащую высшие оксиды тугоплавких металлов, алюминиевый порошок, оксид кальция и фторид кальция, дополнительно введены оксид алюминия, нитрид ванадия, при следующем соотношении компонентов, вес. %: высшие оксиды тугоплавких металлов 43,0-58,0; алюминиевый порошок 25,0-40,0; оксид алюминия 6,0-17,0; оксид кальция 5,0-7,8; фторид кальция 0,5-1,2; нитрид ванадия 0,18-3,0. 4 табл.

Description

Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно к производству лигатур тугоплавких металлов, содержащих азот, используемых для легирования титановых сплавов.
Известны составы алюмотермической шихты для получения содержащих азот лигатур на основе хрома, ванадия, железа, в которых азотсодержащим компонентом является натриевая селитра.
В исходную порошкообразную шихту для получения азотированного феррохрома, состоящую из хромитового концентрата, извести, алюминиевого порошка и молотого шлака от производства молотого хрома, вводят натриевую селитру в количестве до 30% от массы концентрата. Для более полного усвоения выделяющегося в процессе химических реакций азота плавку ведут с верхним запалом (см. Плинер Ю.Л. и др. Алюмотермическое производство ферросплавов и лигатур. - М.: Металлургия, 1963, с. 118-124. Плинер Ю.Л., Игнатенко Г.Ф. Восстановление окислов металлов алюминием. - М.: Металлургия, 1967, с. 171-173).
Недостатком состава шихты, содержащей натриевую селитру, является ее высокая термичность (30% натриевой селитры от веса хромитового концентрата), для снижения которой требуется большой расход балластных добавок (от 50 до 80% от массы концентрата), что, значительно повышая кратность шлака, увеличивает потери металла с ним, усложняет и удорожает технологический процесс. Значительное количество балластных добавок в шихте ухудшает контакт между реагентами, делает особенно заметной зависимость показателей процесса от качества перемешивания шихты, снижает качество лигатуры и удорожает процесс ее производства. Кроме того, сравнительно невысокое содержание азота в натриевой селитре (до 14%) требует большого ее расхода в алюмотермическом процессе.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение качества азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов, например на основе ванадия, получаемых внепечной алюмотермической плавкой, и расширение диапазона содержания азота в лигатурах.
Поставленная задача решается тем, что в шихту для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов, содержащую высшие оксиды тугоплавких металлов, алюминиевый порошок, оксиды кальция и фторид кальция, дополнительно содержит оксид алюминия и нитрид ванадия при следующем соотношении компонентов, вес. %: высшие оксиды тугоплавких металлов 43,0-58,0; алюминиевый порошок 25,0-40,0; оксид алюминия 6,0-17,0; оксид кальция 5,0-7,8; фторид кальция 0,5-1,2; нитрид ванадия 0,18-3,0.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в том, что нитрид ванадия в процессе горения алюмотермической шихты разлагается и выделяющийся азот активно растворяется в формирующейся лигатуре, усваиваясь на 85-95% от содержащегося количества азота в шихте.
Верхний предел количества вводимого в шихту нитрида ванадия (до 3,0%) определяется требуемым содержанием азота в титановом сплаве (как правило не свыше 0,04%).
Меньшие количества содержания нитрида ванадия (менее 0,18%) в шихте алюмотермической плавки нецелесообразны, т.к. атмосферный азот растворяется в металле в процессе плавки и обуславливает его содержание до 0,06% в лигатурах (без введения нитрида ванадия).
Нижний предел содержания оксидов тугоплавких металлов в шихте обусловлен тем, что при содержании их менее 43,0% удельная теплота и температура алюмотермического процесса снижаются настолько, что не обеспечивают качественного разделения шлака и металла; содержание оксидов в шихте более 58,0% приводит к тому, что получаемая при этом лигатура тугоплавких металлов с высоким содержанием их имеет высокую плотность (отличающуюся от плотности титана), что затрудняет получение слитков титановых сплавов, однородных по химическому составу.
Нижний предел содержания оксида кальция определяется тем, что при его содержании меньшем 5,0% не обеспечивается образование легкоплавкого высоко глиноземистого шлака (toпл<1450oС); содержание оксида кальция свыше 7,8% экономически нецелесообразно вследствие высокой стоимости оксида кальция, возрастания энергозатрат на его подготовку (прокаливание, измельчение, рассев) и возрастания времени затвердевания шлака в реакционном тигле после плавки.
Содержание фторида кальция не менее 0,5% в шихте определяется тем, что меньшее его содержание не влияет на увеличение скорости горения алюмотермической шихты, содержание его выше 1,2% нецелесообразно, т.к. это удорожает процесс за счет повышенного расхода фторида кальция, практически не увеличивая скорость плавки.
Содержание оксида алюминия в шихте ниже 6,0% не обеспечивает оптимальной величины удельной теплоты алюмотермического процесса; при содержании оксида алюминия более 17,0% происходит снижение температуры процесса и ухудшается разделение металлической и шлаковой фаз.
Нижний предел содержания алюминия в шихте обусловлен тем, что при содержании его ниже 25,0% возрастает содержание кислорода в слитках лигатуры, превышающее указанное в ТУ.
Содержание алюминия более 40,0% приводит к тому, что снижается расход чушкового алюминия при прессовании расходуемых электродов (титановая губка - лигатура - чушковый алюминий) и тем самым не обеспечивается минимально необходимая механическая прочность прессованного электрода.
Пример осуществления изобретения.
Для приготовления шихты использовали следующие компоненты: в качестве высшего оксида тугоплавких металлов брали пятиокись ванадия ("ч"), а также нитрид ванадия, порошок алюминия ПА-4, АПЖ, оксид кальция ("ч"), фторид кальция ("ч"), оксид алюминия. После взвешивания взятых в нижеприведенных количествах компонентов (табл. 1) их смешивали в биконическом смесителе в течение 20-25 мин. Приготовленную смесь засыпали в медный реакционный тигель, уплотняли, засыпали сверху инициирующую смесь (КМnO4+Аl), устанавливали электрозапал и поджигали. Продукт плавки извлекали через 40 мин из реакционного тигля.
Компоненты для приготовления шихты и их количество приведены в таблице 1.
Из шихты партий 1 и 2 выплавлено по 500 кг лигатуры ванадий - алюминий - азот. Выплавленная лигатура соответствовала ТУ 1761-022-25087982-98.
Состав полученных лигатур приведен в таблице 2.
Пример 2.
Для приготовления шихты использовали следующие компоненты: пятиокись ванадия, трехокись молибдена, нитрид ванадия, порошок алюминиевый - АПЖ, титан губчатый ТГ-100, оксид кальция, оксид алюминия, фторид кальция.
Количество взятых компонентов шихты приведено в таблице 3. Технология подготовки шихты и процесса плавления аналогична приведенной в примере 1.
Из шихты партий 3 и 4 выплавлено 300 кг лигатуры ванадий - молибден - титан - алюминий - азот.
Состав полученных лигатур приведен в таблице 4.
Использование в составе шихты нитрида ванадия в качестве азотсодержащего компонента позволяет получать лигатуры с достаточно высоким содержанием азота (до 3,5%). Исключает загрязнение лигатур металлическими примесями, что имеет место при введении азота нитридами других металлов (например, титаном из нитрида титана). Снижает взрывоопасность алюмотермического процесса. Использование нитрида ванадия в алюмотермическом процессе позволяет организовать производство лигатур на основе более дешевого сырья по сравнению с нитридом титана и тем самым снизить себестоимость лигатуры.
Использование в шихте оксида алюминия, фторида кальция и нитрида ванадия позволяет организовать производство таких лигатур, как ванадий - алюминий - азот, ванадий - хром - молибден - алюминий - азот и ванадий - алюминий - азот - углерод обычной внепечной алюмотермической плавкой.

Claims (1)

  1. Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов, содержащая высшие оксиды тугоплавких металлов, алюминиевый порошок и оксид кальция, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит оксид алюминия, фторид кальция и нитрид ванадия, при следующем соотношении компонентов, вес.%:
    Высшие оксиды тугоплавких металлов - 43,0-58,0
    Алюминиевый порошок - 25,0-40,0
    Оксид алюминия - 6,0-17,0
    Оксид кальция - 5,0-7,8
    Фторид кальция - 0,5-1, 2
    Нитрид ванадия - 0,18-3,0,
RU2001110249A 2001-04-16 2001-04-16 Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов RU2206628C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001110249A RU2206628C2 (ru) 2001-04-16 2001-04-16 Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001110249A RU2206628C2 (ru) 2001-04-16 2001-04-16 Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001110249A RU2001110249A (ru) 2003-03-27
RU2206628C2 true RU2206628C2 (ru) 2003-06-20

Family

ID=29209514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001110249A RU2206628C2 (ru) 2001-04-16 2001-04-16 Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2206628C2 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2246551C1 (ru) * 2003-07-02 2005-02-20 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) Шихта для получения лигатур на основе тугоплавких металлов
RU2266344C1 (ru) * 2004-10-19 2005-12-20 Закрытое акционерное общество "Уральский научно-технический центр им. Ф.П. Литке" Способ получения сплавов тугоплавких металлов
CN103225051A (zh) * 2013-05-06 2013-07-31 南通汉瑞实业有限公司 一种钒氮合金的降温工艺
US11060166B2 (en) * 2017-06-13 2021-07-13 Northeastern University Method for preparing titanium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag-washing refining
RU2819355C1 (ru) * 2022-12-12 2024-05-17 Паньган Груп Паньчжихуа Айрон & Стил Рисерч Инститьют Ко., Лтд. Способ приготовления ванадиево-азотного сплава

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115113A (en) * 1975-04-23 1978-09-19 Cime Bocuze Process for the preparation of molybdenum based alloys by sintering
RU2040571C1 (ru) * 1992-02-24 1995-07-25 Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов Шихта для получения лигатуры на основе тугоплавких металлов
SU1198973A1 (ru) * 1984-06-13 1995-11-10 Челябинский Электрометаллургический Комбинат Способ выплавки сплавов
EP0751228A4 (en) * 1994-03-10 1997-05-07 Nippon Steel Corp AN ALLOY FROM TITANIUM ALUMINUM INTERMETALLIC COMPOUNDS WITH GOOD HIGH-TEMPERATURE PROPERTIES AND A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4115113A (en) * 1975-04-23 1978-09-19 Cime Bocuze Process for the preparation of molybdenum based alloys by sintering
SU1198973A1 (ru) * 1984-06-13 1995-11-10 Челябинский Электрометаллургический Комбинат Способ выплавки сплавов
RU2040571C1 (ru) * 1992-02-24 1995-07-25 Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов Шихта для получения лигатуры на основе тугоплавких металлов
EP0751228A4 (en) * 1994-03-10 1997-05-07 Nippon Steel Corp AN ALLOY FROM TITANIUM ALUMINUM INTERMETALLIC COMPOUNDS WITH GOOD HIGH-TEMPERATURE PROPERTIES AND A METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ПЛИНЕР Ю.Л. и др. Алюмотермическое производство ферросплавов и лигатур. - М.: Металлургия, 1963, с. 118-124. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2246551C1 (ru) * 2003-07-02 2005-02-20 ОАО Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) Шихта для получения лигатур на основе тугоплавких металлов
RU2266344C1 (ru) * 2004-10-19 2005-12-20 Закрытое акционерное общество "Уральский научно-технический центр им. Ф.П. Литке" Способ получения сплавов тугоплавких металлов
CN103225051A (zh) * 2013-05-06 2013-07-31 南通汉瑞实业有限公司 一种钒氮合金的降温工艺
US11060166B2 (en) * 2017-06-13 2021-07-13 Northeastern University Method for preparing titanium alloys based on aluminothermic self-propagating gradient reduction and slag-washing refining
RU2819355C1 (ru) * 2022-12-12 2024-05-17 Паньган Груп Паньчжихуа Айрон & Стил Рисерч Инститьют Ко., Лтд. Способ приготовления ванадиево-азотного сплава

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2733772C1 (ru) Способ изготовления сплавов феррованадия на основе алюминотермического самораспространяющегося градиентного восстановления и рафинирования шлаком
US4957547A (en) Process for continuously melting of steel
JPH06145836A (ja) アルミニウム滓を利用した合金の製法
RU2206628C2 (ru) Шихта для получения азотсодержащих лигатур на основе тугоплавких металлов
US4363657A (en) Process for obtaining manganese- and silicon-based alloys by silico-thermal means in a ladle
JPH0115571B2 (ru)
US2836486A (en) Exothermic alloy addition agent
US3897244A (en) Method for refining iron-base metal
JPH0238545B2 (ru)
RU2455379C1 (ru) Способ выплавки низкоуглеродистых марганецсодержащих сплавов
JPH04318127A (ja) 金属または合金のテルミット製造法
US2760859A (en) Metallurgical flux compositions
US4177059A (en) Production of yttrium
RU2181784C1 (ru) Металлотермический способ извлечения редкоземельных металлов из их фторидов для получения сплавов и шихта для этого
RU2023044C1 (ru) Брикет для раскисления и модифицирования стали и чугуна
GB2094354A (en) Producing Mn-Fe alloy by carbothermic reduction
US3881917A (en) Method of refining steel
RU2033439C1 (ru) Окатыш для прямого легирования стали марганцем и способ его получения
RU2549820C1 (ru) Способ алюминотермического получения ферросплавов
RU2201991C2 (ru) Способ получения циркониевой лигатуры
RU2207395C1 (ru) Способ получения феррованадия
RU2761839C1 (ru) Шихта и электропечной алюминотермический способ получения феррохрома низкоуглеродистого с ее использованием
RU1770435C (ru) Способ выплавки сплавов с ванадием
SU771168A1 (ru) Экзотермический брикет
US3647419A (en) Nickel recovery

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170417