СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА

СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА


RU (11) 2039101 (13) C1

(51) 6 C22B9/18 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93029104/02 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.08 
(45) Опубликовано: 1995.07.09 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: В.Г.Мизин и др. Ферросплавы. Справочник. М.: Металлургия. 1992, с.322. Проблемы специальной электрометаллургии. Киев. Наукова Думка. N 3. 1991, с.50-56. 
(71) Заявитель(и): Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (RU) 
(72) Автор(ы): Яковенко Владимир Анатольевич[UA]; Альтман Петр Семенович[RU]; Демидов Борис Алексеевич[RU] 
(73) Патентообладатель(и): Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (RU) 

(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА 

Изобретение относится к специальной электрометаллургии и предназначено для получения высококачественного 70%-ного ферротитана из титановой и стальной стружки или из других некондиционных титан- и железосодержащих отходов. Изобретение направлено на получение высококачественного ферротитана с содержанием углерода 0,05 0,1% Поставленная задача решается тем, что при выплавке ферротитана с использованием нерасходуемых графитовых электродов, температуру на работающей в шлаке поверхности электрода поддерживают равной 1300 1600°С, а плотность тока в пределах 7,0-11,0 A/см2 Техническим результатом изобретения является получение 70%-ного ферротитана с содержанием углерода 0,05 0,1% при высоких технико-экономических показателях процесса. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к спецэлектрометаллургии и предназначено для получения высококачественного 70% ферротитана непосредственно из титановой и стальной стружки или из других некондиционных титан и железосодержащих отходов.

Известен способ выплавки в индукционных печах из кусковых отходов титана и железа, но кроме кусковых отходов на промышленных предприятиях образуется большое количество титана в виде стружки. Использовать стружку для получения ферротитана в дуговых и индукционных печах затруднительно из-за высокой реакционной способности титана и малой насыпной плотности стружки, что приводит к большим потерям титана и снижает производительность этих плавильных агрегатов.

Известен более производительный и экономичный способ получения ферротитана с использованием титановой стружки электрошлаковая выплавка с применением для подвода тока к шлаковой ванне нерасходуемых электродов.

Преимущество этого способа в том, что стружка плавится в слое шлака. Это, во-первых, исключает ее потери за счет сгорания на воздухе, а, во-вторых, обеспечивает большую приведенную поверхность из взаимодействия. Улучшаются условия теплопередачи от шлака к стружке, повышается производительность переплава. Если в индукционных печах дисперсность шихты является недостатком, то при электрошлаковом переплаве это положительный фактор.

Изобретение направлено на получение высококачественного ферротитана с содержанием углерода 0,05-0,1%

Решение поставленной задачи достигается тем, что используют графитовые электроды, на работающей в шлаке поверхнос- ти которых поддерживают температуру в пределах 1300-1600оС, а плотность тока 7-11 А/см2.

Износ графитовых электродов при электрошлаковом переплаве определяется двумя основными факторами: окислением электрода над шлаковой ванной и износом электрода в шлаке за счет электрохимического выноса по току (по второму закону Кирхгофа) и смыванием графита потоками шлака.

Если на поверхности электрода шлаковой ванны электрод от износа можно защитить нанесением различного рода покрытий, то уменьшить износ электрода в шлаковой ванне значительно сложнее.

Проведенные исследования по электрошлаковой выплавке ферротитана с подводом тока к шлаковой ванне графитовыми электродами различной конструкции показали, что вынос графита по току составляет от 10 до 40% от общего износа электрода, т. е. на смывание графита потоками шлака приходится от 60 до 90% Износ электрода увеличивается с повышением температуры поверхности электрода и плотности тока.

Как видно из приведенных в таблице данных, на обычных графитовых электродах можно получить ферротитан с содержанием углерода менее 0,1%-0,08% Однако производительность проплава при этом довольно низкая 50 кг/ч и к тому же нет равномерности содержания титана по слитку, разброс достигает 20-30% и металл получается с включениями шлака. Электрод разогрет практически до температуры шлака, т.е. до 1500оС. При таких температурах очень трудно вести электрошлаковый процесс с получением качественного слитка ферротитана. С увеличением плотности тока на электроде, повышением температуры шлака процесс протекает более стабильно, однако в ферротитане повышается и содержание углерода.

С графитовым электродом, на котором температура поверхности была снижена за счет охлаждения, удалось получить ферротитан с содержанием углерода менее 0,1% при плотности тока на электроде в 3,5-4,0 раза больше. Соответственно возросли и скорости проплава с 50 до 430 кг/ч.

Таким образом, при поддержании на поверхности электрода температуры в пределах 1300-1600оС и плотности тока 7-11 А/см2 обеспечивается решение поставленной задачи, т.е. содержание углерода в ферротитане находится в пределах 0,05-0,1% Производительность проплава 250-430 кг/ч вполне удовлетворительна и процесс может быть реализован в промышленных масштабах со значительным экономическим эффектом.

Поддержание температуры на поверхности электрода в заданных пределах обеспечивается за счет охлаждения графита. При этом электрод выполняется комбинированным: верхняя часть металлическая и в ней циркулирует вода. Через медное ниппельное соединение к металлической части крепится графитовая часть. Опытами установлено, что длина графитовой части должна быть в пределах 2-3 диаметров электрода. В начальный момент плавки при максимальной длине графитовой части температура на ее конце составляет 1700оС. По мере износа электрода и уменьшения его длины температура снижается до 1300оС. После того, как графитовая часть полностью изнашивается, ее заменяют на новую.

Плотность тока на поверхности электрода регулируется путем изменения величины токопередающей поверхности (за счет погружения электрода в шлак), изменения напряжения на электроде или сопротивления межэлектродного промежутка в шлаковой ванне. Контроль за плотностью тока осуществляется по показаниям прибора общего тока на электроде при определенной глубине его заглубления в шлак.

Преимуществом данного способа является то, что он позволяет при высоких технико-экономических показателях процесса получать высококачественный 70% -ный ферротитан с содержанием углерода 0,05-0,1%

П р и м е р. На ВСМПО были проведены исследования по ЭШВ ферротитана из титановой и стальной стружки и разработана промышленная технология, позволяющая получать ферротитан с содержанием углерода 0,05-0,1% Оптимальной выбрана технология, когда графитовая часть, накручивающаяся на металлический электрод, составляет два диаметра электрода, электрод диаметром 250 мм, температура на поверхности электрода при плотности тока 8 А/см2 составляет 1500оС. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ ВЫПЛАВКИ ФЕРРОТИТАНА, включающий подвод тока к шлаковой ванне нерасходуемыми электродами и постепенное сплавление в шлаке титановой и стальной стружки, отличающийся тем, что в качестве нерасходуемых электродов используют графитовые, на работающей в шлаке поверхности которых поддерживают температуру 1300 1600oС, а плотность тока в пределах 7,0 11,0 А/см2.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru