UA60240A

UA60240A - Method for ferrotitanium production

Info

Publication number: UA60240A
Application number: UA2003065029A
Authority: UA
Inventors: Володимир Іванович Бессараб; Юрій Вікторович Хаєнко; Ігор Георгієвич Парфенюк; Игорь Георгиевич Парфенюк; Юрій Владиславович Поплавський; Юрий Владиславович Поплавский; Тетяна Петрівна Гур'янова; Татьяна Петровна Гуръянова
Original assignee: Володимир Іванович Бессараб; Юрій Вікторович Хаєнко; Ігор Георгієвич Парфенюк; Игорь Георгиевич Парфенюк; Юрій Владиславович Поплавський; Юрий Владиславович Поплавский; Тетяна Петрівна Гур'янова; Татьяна Петровна Гуръянова
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2003-09-15

Abstract

Process for producing ferrotitanium through two-step electric furnace melting includes melting of charge with titanium concentration and lime, and following melting with aluminum. At the first step carbon reducing agent is added to the charge and after the end of reaction of iron reduction by carbon the melted slag obtained, with titanium oxide, is poured to melting crucible where in protective atmosphere aluminotermic treatment is performed. Aluminum is loaded to the melt surface, the ferrotitanium melt obtained if left in the crucible to complete cooling, and it is taken out as an ingot, or melt is poured to moulds.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід стосується металургії та відноситься до виробництва феросплавів, а саме виробництва феротитану 2 алюмінотермічним способом.The invention relates to metallurgy and relates to the production of ferroalloys, namely the production of ferrotitanium 2 by aluminothermic method.

Сучасне виробництво феротитану здійснюється як позапічним так і електропічним способом. Електропічна технологія порівняно з позапічною дозволяє знизити питомі витрати алюмінію на 1т сплаву на 18-20905.The modern production of ferrotitanium is carried out both in the furnace and in the electric furnace. Electro-furnace technology compared to non-furnace technology allows to reduce the specific consumption of aluminum per 1 ton of alloy by 18-20905.

Відомий спосіб одержання феротитану двохстадійною електропічною плавкою, М.І. Гасик і Б.І. Ємлін,A known method of obtaining ferrotitanium by two-stage electric furnace melting, M.I. Hasyk and B.I. Yemlin,

Електрометалургія феросплавів, "Вища школа", Київ-Донецьк, 1983р., с.232-246, з попереднім розплавленням 70 шихти, що містить титановий концентрат і вапно і наступним проплавленням її з порошковим алюмінієм, залізною рудою та феросиліцієм. Одержаний феротитан містить 32-3795 титану.Electrometallurgy of ferroalloys, "High School", Kyiv-Donetsk, 1983, p. 232-246, with preliminary melting of 70 charge containing titanium concentrate and lime and its subsequent melting with powdered aluminum, iron ore and ferrosilicon. The obtained ferrotitanium contains 32-3795 titanium.

Для відомого способу потрібне випалювання ільменітового концентрату, при цьому відбувається руйнування кристалічної решітки ільменіту та видалення сірки з піриту, що знаходиться в ільменіті, з окисленням сульфідного заліза та переходом окисного заліза в закисне. Ці процеси впливають на ступінь витягнення титану 12 при відновленні та на якість феротитану, що одержують, який в результаті має низький вміст титану.The known method requires the burning of ilmenite concentrate, while the crystal lattice of ilmenite is destroyed and sulfur is removed from pyrite in ilmenite, with the oxidation of sulfide iron and the transition of oxidized iron to oxidized iron. These processes affect the degree of extraction of titanium 12 during reduction and the quality of the resulting ferrotitanium, which as a result has a low titanium content.

В основу винаходу поставлено задачу підвищення вмісту титану в феротитані за рахунок інтенсифікації відновного процесу шляхом збагачення по титану вихідної сировини та проведення процесу при більш високому тепловому навантаженню.The invention is based on the task of increasing the titanium content in ferrotitanium due to the intensification of the reduction process by enriching the raw materials with titanium and carrying out the process at a higher heat load.

Поставлена задача здійснюється тим, що у відомому способі одержання феротитану двохстадійною електропічною плавкою, який включає розплавлення шихти, що містить титановий концентрат і вапно з наступним проплавленням з алюмінієм, згідно винаходу, в шихту на першій стадії додають вуглецевий відновник і після закінчення реакції відновлення заліза вуглецем одержаний розплавлений шлак з вмістом окису титану 70-9090 мас. при температурі 1550-18007С зливають в плавильне горно, в якому в захисній атмосфері проводять алюмінотермію, при цьому алюміній завантажують на дзеркало розплаву, одержаний розплав феротитану 22 залишають в горні до повного охолодження та виймають у вигляді злитка або розплав розливають у виливниці. «The task is accomplished by the fact that in the known method of obtaining ferrotitanium by two-stage electric furnace melting, which includes the melting of a charge containing titanium concentrate and lime with subsequent smelting with aluminum, according to the invention, a carbon reductant is added to the charge at the first stage, and after the end of the iron reduction reaction with carbon the obtained molten slag with a titanium oxide content of 70-9090 wt. at a temperature of 1550-18007C, they are poured into a melting furnace, in which aluminothermy is carried out in a protective atmosphere, while aluminum is loaded onto the melt mirror, the resulting ferrotitanium 22 melt is left in the furnace until it cools completely and is taken out in the form of an ingot or the melt is poured into a mold. "

Вміст вапна в шихті складає 8-20905.The lime content in the charge is 8-20905.

Алюміній використовують у вигляді гранул або розплаву, або у вигляді електрода витрачання.Aluminum is used in the form of granules or melt, or in the form of a spent electrode.

Крім того, другу стадію процесу проводять в іншій електродуговій печі.In addition, the second stage of the process is carried out in another electric arc furnace.

Для нормального протікання алюмінотермічного процесу одержання феротитану необхідна підвищена о питома теплота процесу, що досягається відповідним складом шихти та її нагрівом до температури 1550-180070. «ЇїFor the normal flow of the aluminothermic process of obtaining ferrotitanium, an increased specific heat of the process is necessary, which is achieved by the appropriate composition of the charge and its heating to a temperature of 1550-180070. "Her

При температурі менше 15007 реакція відновлення окисів титану алюмінієм протікає не якісно тому, що утворюються нижчі оксиди титану, які не реагують з алюмінієм при цій температурі, а залишаються в шлаку, с знижують при цьому вміст титану в сплаві. оAt a temperature below 15007, the reduction reaction of titanium oxides with aluminum does not proceed qualitatively, because lower titanium oxides are formed, which do not react with aluminum at this temperature, but remain in the slag, thereby reducing the content of titanium in the alloy. at

При температурі більшій 18007"С відбуваються непродуктивні витрати електроенергії та виходить з ладу 3о футерівка печі. ее,At a temperature greater than 18007"C, unproductive consumption of electricity occurs and the 3o lining of the furnace fails. ee,

Для полегшення процесів відновлення окисів в шихту вводять вапно в кількості 8-2095 (визначено експериментальне), окис кальцію, яка міститься у вапні, є більш сильною основою чим нижчі окиси титану, ослаблює їх зв'язки з окисом алюмінію та поліпшує умови відновлення. «To facilitate the reduction of oxides, lime is introduced into the charge in the amount of 8-2095 (determined experimentally), calcium oxide, which is contained in lime, is a stronger base than lower titanium oxides, weakens their bonds with aluminum oxide and improves the conditions of recovery. "

Поряд з цим окис кальцію розріджує шлак і сприяє кращому осадженню корольків металу чим збільшує вихід З 70 металу в сплав (до 70905) і зменшує вміст окису титану в шлаку. Такий підвищений витяг титану в метал с пояснюється тим, що при відновленні алюмінієм окисів титану титан розчиняється в залізі, а окис алюмінію и . а утворює з окисом кальцію комплексне сполучення 4СаоО АзОзРеО»з і виводить продукти відновлення із зони реакції, що сприяє розвитку реакції відновлення.Along with this, calcium oxide thins the slag and contributes to a better deposition of metal grains, which increases the yield of Z 70 metal in the alloy (up to 70905) and reduces the content of titanium oxide in the slag. This increased extraction of titanium into metal c is explained by the fact that during the reduction of titanium oxides with aluminum, titanium dissolves in iron, and aluminum oxide dissolves in iron. and forms a complex compound 4СаоО AzОзРеО»з with calcium oxide and removes the reduction products from the reaction zone, which contributes to the development of the reduction reaction.

Використання алюмінію у вигляді гранул, розплаву або електрода витрачання сприяє більш якісномуThe use of aluminum in the form of granules, melt or spent electrode contributes to higher quality

Ге» проходженню реакції відновлення окисів титану.He" during the reduction reaction of titanium oxides.

Для проведення алюмінотермічного відновлення окисів титану можливо використовувати замість горна іншу ші електродагову піч. ко Спосіб одержання феротитану, що заявляється, здійснюється таким чином.For the aluminothermic reduction of titanium oxides, it is possible to use another electric furnace instead of a mining one. ko The method of obtaining ferrotitanium, which is claimed, is carried out as follows.

Шихту, що містить титановий концентрат, вапно та вуглецьвмісний відновник розплавляють в електродуговій о печі та проводять реакцію відновлення заліза. Після закінчення реакції відновлення заліза вуглецем шлак з о вмістом окису титану 70-909о мас. зливають в плавильне горно при температурі 1550-1800".The batch containing titanium concentrate, lime and carbon-containing reducing agent is melted in an electric arc furnace and the iron reduction reaction is carried out. After the end of the iron reduction reaction with carbon, slag with a titanium oxide content of 70-909% by weight. poured into a melting furnace at a temperature of 1550-1800".

На другій стадії в горні в захисній атмосфері шлак підігрівають, наприклад, за допомогою електрода та на дзеркало розплаву завантажують гранульований або розплавлений алюміній, або проводять алюмінотермію ов електродом витрачання. Другу стадію можливо проводити в іншій електродуговій печі.At the second stage, in a mine in a protective atmosphere, the slag is heated, for example, with the help of an electrode, and granulated or molten aluminum is loaded onto the melt mirror, or aluminothermy is carried out with a waste electrode. The second stage can be carried out in another electric arc furnace.

По закінченню процесу алюмінотермії подачу струму припиняють і після охолодження до температуриAt the end of the aluminothermy process, the current supply is stopped and after cooling to temperature

Р навколишнього середовища із горна витягають феротитан і шлак.Ferrotitanium and slag are extracted from the surrounding environment.

Приклади виконання способу одержання феротитану.Examples of the method of obtaining ferrotitanium.

Приклад Мо1. во Шихту, що містить 8295 титанового концентрату, 1095 вапна та 895 вуглецевого відновника, розплавили та після закінчення реакції відновлення заліза вуглецем при температурі 17007 шлак з вмістом окису титану 8090 мас. злили в горно. Для проведення другої стадії - алюмінотермії в шлак на дзеркало розплаву додали гранульований алюміній, температура підвищилась до 2200"С. Після охолодження розібрали горно і витягли злиток з вмістом титану 68905, алюмінію 690, заліза 2490 і 290 склали інші домішки. 65 Приклад Мо2.Example Mo1. in Shikhta, containing 8295 titanium concentrate, 1095 lime and 895 carbon reducing agent, was melted and after the end of the iron reduction reaction with carbon at a temperature of 17007 slag with a titanium oxide content of 8090 wt. poured into the mountain. To carry out the second stage - aluminothermy, granulated aluminum was added to the slag on the melt mirror, the temperature rose to 2200 "C. After cooling, the furnace was disassembled and an ingot with a content of titanium 68905, aluminum 690, iron 2490 and 290 was added. 65 Example Mo2.

Шихту такого ж складу, що приведений вище, розплавили та при температурі 15007 злили шлак в горно.A batch of the same composition as given above was melted and at a temperature of 15007, the slag was poured into the mine.

При додаванні гранульованого алюмінію температура підвищилась до 19507С. Одержаний злиток феротитану містить 5895 титану, 1395 алюмінію, 2995 заліза та 395 домішок.When granulated aluminum was added, the temperature rose to 19507С. The resulting ingot of ferrotitanium contains 5895 titanium, 1395 aluminum, 2995 iron and 395 impurities.

Приклад МоЗ (за прототипом).An example of the MoZ (according to the prototype).

Шихту, що містить 1195 титанового концентрату, 296 вапна розплавили та при температурі 145072 злили в горно. На другій стадії на розплав завантажили 1695 титанового концентрату, 3290 залізної руди, 2795 алюмінієвого порошку, 290 феросиліцію та 1090 вапна. Температура підвищилась до 19807. Після відновлення феротитан містив 35905 титану, 1090 алюмінію, 4990 заліза та б9о домішок.A charge containing 1195 titanium concentrate, 296 lime was melted and poured into a furnace at a temperature of 145072. At the second stage, 1695 titanium concentrate, 3290 iron ore, 2795 aluminum powder, 290 ferrosilicon and 1090 lime were loaded into the melt. The temperature rose to 19807. After recovery, the ferrotitanium contained 35905 titanium, 1090 aluminum, 4990 iron and b9o impurities.

Таким чином, застосування способу одержання феротитану, що заявляється, дозволить підвищити вміст /о титану в феротитані за рахунок інтенсифікації відновного процесу шляхом збагачення по титану вихідної сировини та проведення процесу при більш високому тепловому навантаженні, а також замінити дорогокоштуючий порошок алюмінію на більш дешевий алюміній.Thus, the application of the proposed method of obtaining ferrotitanium will allow to increase the content of /o titanium in ferrotitanium due to the intensification of the reduction process by enriching the raw materials with titanium and carrying out the process at a higher heat load, as well as replacing expensive aluminum powder with cheaper aluminum.

Claims

The formula of the invention

1. The method of obtaining ferrotitanium by two-stage electric furnace melting, which includes melting a charge containing titanium concentrate and lime, and subsequent smelting with aluminum, which is distinguished by the fact that a carbon reducing agent is added to the charge at the first stage, and after the end of the iron reduction reaction with carbon, molten slag is obtained with the content of titanium oxide 70-90 95 wt. at a temperature of 1550-18007C, it is poured into a melting furnace, in which aluminothermy is carried out in a protective atmosphere, while aluminum is loaded onto the melt mirror, the resulting ferrotitanium melt is left in the furnace until it cools completely and is taken out in the form of an ingot or the melt is poured into a mold.

2. The method of obtaining ferrotitanium according to claim 1, which differs in that the lime content in the charge is 8-20 9b.

3. The method of obtaining ferrotitanium according to claim 1, which differs in that aluminum is used in the form of granules, melt or in the form of a spent electrode. "

4. The method of obtaining ferrotitanium according to claim 1, which differs in that the second stage is carried out in another electric arc furnace. official bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2003, M 9, 15.09.2003. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine s "c) (Se)

- and? (o) ((c) name) sh" (42) 60 b5