DE3149687A1 - Process and equipment for producing a titanium alloy for the absorption (occlusion) of hydrogen - Google Patents

Abstract

The process and equipment for producing a titanium alloy for the absorption (occlusion) of hydrogen by fusion of the metal components by means of high-frequency inductive heating are characterised in that the section of the furnace which comes into contact with the molten metal is lined with or consists of a fire-resistant (refractory) CaO-based material, in order to prevent contamination of the alloy components by the furnace material during the fusion in an inert gas atmosphere.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff 0 Die gebräuchlichste übliche Art, Wasserstoff zu speichern, besteht darin, ihn in flüssigem Zustand zu speichern. Vor kurzem wurde jedoch vorgeschlagen, zu diesem Zweck eine Legierung zu verwenden, die Wasserstoff absorbieren (okkludieren) kann, umso den Wasserstoff in Form eines Metallhydrids zu speichern. Bekannte Legierungen für die Absorption bzwo Okklusion von Wasserstoff sind Titan,' Magnesium- und Seltene Erdmetall-Legierungena unter denen die Titanlegierung als praktikabelste bekannt ist0 Die Titanlegierung zur Absorption bzwo Okklu- sion von Wasserstoff enthält Titan im allgemeinen in einer Menge von 36 bis 47 Gew.-% und es wurden verschiedene Arten von Titanlegierungen untersucht, deren chemische Zusammensetzungen beispielsweise durch die folgenden Formeln ausgedrückt werden können: TiCos TiMn, TiCo0,,5Mn0,5 oder TiCo Fe 0,5 O,'5 Da eine solche Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff einen hohen Schmelzpunkt hat und gegenüber Sauerstoff oder Stickstoff hoch aktiv -ist, wird sie nach einem speziellen Schmelzverfahren hergestellte D0h., die Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff wird im allgemeinen hergestellt unter Anwendung des Lichtbogenschmelzverfahrens, bei dem zwischen einer Elektrode aus unter Druck geformtem Titanschwamm und wassergekühltem Kupfer Lichtbögen erzeugt werden, um die Elektrode im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre zu schmelzen. Die Legierung kann auch unter Anwendung des Plasmaschmelzverfahrens hergestellt werden, bei dem eine Plasmaflamme auf einen Tntanschwamm gerichtet wird,, der sich in einer wassergekühlten Kupferform befindet, Zu weiteren Schmelzverfahren zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff gehören Laborverfahren, bei denen Wolfram oder Graphit als eine Elektrode verwendet wird0 Die obengenannten Verfahren sind alle sehr kostspielig, weil dabei viel elektrische Energie verbraucht wird. Ferner sei darauf hingewiesen, daß zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff durch Schmelzen von Metal'1componenten eine Segregation auftritt we- gen der großen Differenz zwischen den spezifischen Gewichten der Metallkomponenten0 Um dieses Phänomen zu verhindern,- wird das Schmelzen häufig in zwei Stufen durchgeführt, dadurch werden-die Verfahren aber noch kostspieliger. Method and apparatus for producing a titanium alloy for the absorption (occlusion) of hydrogen The invention relates to a method and an apparatus for producing a titanium alloy for absorption or Occlusion of Hydrogen 0 The most common common way of storing hydrogen is to store it in a liquid state. Recently, however, it has been suggested to use an alloy that absorbs (occludes) hydrogen for this purpose can, in order to store the hydrogen in the form of a metal hydride. Well-known alloys for the absorption or occlusion of hydrogen are titanium, magnesium and rare Earth metal alloysa among which the titanium alloy is known as the most practical ist0 The titanium alloy for absorption or occlusion sion of hydrogen generally contains titanium in an amount of 36 to 47% by weight, and various have been made Types of titanium alloys studied, their chemical compositions for example can be expressed by the following formulas: TiCos TiMn, TiCo0,, 5Mn0,5 or TiCo Fe 0.5 O, '5 Since such a titanium alloy for absorption (occlusion) of hydrogen has a high melting point and compared to oxygen or nitrogen is highly active, it is manufactured using a special melting process. the titanium alloy for the absorption or occlusion of hydrogen is generally used manufactured using the arc melting process, in which between a Electrode made from titanium sponge molded under pressure and water-cooled copper arcing can be generated to melt the electrode in a vacuum or in an inert gas atmosphere. The alloy can also be made using the plasma melting process in which a plasma flame is directed at a Tntan sponge, which located in a water-cooled copper mold, to further melting processes for production a titanium alloy for the absorption or occlusion of hydrogen includes laboratory procedures, where tungsten or graphite is used as an electrode0 The above Procedures are all very expensive because they use a lot of electrical energy will. It should also be noted that for the production of a titanium alloy for the absorption (occlusion) of hydrogen by melting metal components segregation occurs gen the large difference between the specific weights of the metal components 0 To prevent this phenomenon, the melting is often carried out in two stages, thereby making the process but even more expensive.

Als ein billigeres Verfahren zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff wurde vorgeschlagen, Metallkomponenten in einem Hochfrequenzofen oder in einem Niederfrequenzofen zu schmelzen. Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es zu einem weniger reinen Legierungsprodukt führt. Für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff muß die Titanlegierung eine kontrollierte Menge Titan enthalten und die Mengen an Verunreinigungen, wie Sauerstoff, Kohlenstoff, Aluminium oderSilicium,- müssen möglichst minimal gehalten werden0 Eine unter Anwendung eines Schmelzverfahrens, in dem ein Hochfrequenzofen oder ein Niederfrequenzofen verwendet wird, hergestellte Titanlegierung ist jedoch kontaminiert durch Verunreinigungen aus dem Abschnitt des Ofenmaterials, der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt kommt.As a cheaper method of making a titanium alloy Metal components have been proposed for the absorption (occlusion) of hydrogen to melt in a high frequency furnace or in a low frequency furnace. One such However, the process has the disadvantage that it results in a less pure alloy product leads. For the absorption (occlusion) of hydrogen, the titanium alloy must have a contain controlled amounts of titanium and the amounts of impurities, such as oxygen, Carbon, aluminum or silicon - must be kept as minimal as possible0 One using a melting process in which a high frequency furnace or a Low frequency furnace is used, but produced titanium alloy is contaminated by impurities from the portion of the furnace material that is with the molten Comes into contact with metals.

SD wird beispielsweise als Material eines Hochfrequenzofens zum Schmelzen der Metalle zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff im allgemeinen ein feuerfestes (schwerschmelzbares) Material, wie Magnesiumoxid oder Graphit verwendet0 Ein solches feuerfestes bzw. schwer-schmelzbares Material hat jedoch den Nachteil, daß es zu einer Titanlegnrung führt, die .eine hohe Menge Sauerstoff oder Kohlenstoff enthält, entsprechend den folgenden Gleichungen: MgO (aus dem Ofenmaterial) = Mg (gasförmigex Zustand) + O (gelöst in den geschmolzenen Metallen) (1) C (aus dem Ofenmaterial) = C (gelöst in den geschmolzenen Metallen) (2) C + Ti = TiC (3) Die Reaktion gemäß (1) läuft schnell ab, wenn die Temperatur 12500C übersteigt, und damit wird bei der hohen Temperatur zum Schmelzen der Metallkomponenten bei der Herstellung der Titanlegierung eine große Menge Sauerstoff in dçn gesdimolzenen Metallen gelöst,' während gleichzeitig gasförmiges Magnesium entsteht. Wenn die geschmolzenen Metalle zur Herstellung einer Titanlegierung zum Erstarren gebracht werden, reagiert der gelöste Sauerstoff mit den Metallkomponenten und die erhaltene Legierung kann weniger Wasserstoff absorbieren (okkludieren)O Die Menge des in den geschmolzenen Metallen gelösten Kohlenstoffs gemäß der Gleichung (2) ist zwar geringer als diejenige des Magnesiums gemäß der Weichung ( sie nimmt jedoch mit steigender Temperatur zu, was zur Bildung einer Legierung mit einer unerwünschten Zusammensetzung führt. Außerdem reagiert Kohlenstoff mit geschmolzenem Titan unter Bildung von Titancarbid, was durch die obige Gleichung (3) ausgedrückt wird0 Das Carbid schwimmt auf bis zur Oberfläche der geschmolzenen Metalle und dadurch geht ein Teil der Titankomponente, die in ein solches Carbid überführt worden ist, verloren.,- ohne die Titanlegierung zu bilden. Ferner wird der Verlust an feuerfesten (schwerschmelzbaren) Materialien selbst höher,' insbesondere bei einer höheren Temperatur.For example, SD is used as a material of a high frequency furnace for melting of metals for the production of a titanium alloy for absorption or occlusion of hydrogen in general a refractory (refractory) material such as Magnesium oxide or graphite used0 Such a refractory or difficult to melt However, material has the disadvantage that it leads to a titanium alloy high amount of oxygen or contains carbon, according to the following equations: MgO (from the furnace material) = Mg (gaseousx state) + O (dissolved in the molten metals) (1) C (from the furnace material) = C (dissolved in the molten metals) (2) C + Ti = TiC (3) The reaction according to (1) runs quickly decreases when the temperature exceeds 12500C, and thus becomes at the high Temperature at which the metal components are melted in the manufacture of the titanium alloy a large amount of oxygen dissolved in thin molten metals, 'while at the same time gaseous magnesium is produced. When the molten metals are used to produce a Titanium alloy is made to solidify, the dissolved oxygen reacts with it the metal components and the resulting alloy can absorb less hydrogen (occlude) O The amount of carbon dissolved in the molten metals according to equation (2) is less than that of magnesium according to FIG Softening (however, it increases with increasing temperature, which leads to the formation of a Alloy with an undesirable composition results. In addition, carbon reacts with molten titanium to form titanium carbide, which is represented by the above equation (3) is expressed 0 The carbide floats up to the surface of the molten one Metals and thereby part of the Titanium component that is in a such carbide has been transferred, lost without forming the titanium alloy. Furthermore, the loss of refractory (refractory) materials themselves becomes higher, ' especially at a higher temperature.

Aus diesen Gründen ist das Lichtbogenschmelzverfahren trotz seiner wirtschaftlichen Nachteile das am häu£igsten angewendete Verfahren zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff und die meisten bisher gemachten Untersuchungen beziehen sich auf ein solches Verfahren0, Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher," ein wirtschaftliches Verfahren und eine Vorrichtung zu entwikkeln,- mit deren Hilfe eine Titanlegierung für die Absorption (Okklusion) von Wasserstoff hergestellt werden kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin,-eine Titanlegierung zu entwickeln, die durch Verunreinigungen nicht kontaminiert ist und deshalb Wasserstoff auf sehr wirksame Weise absorbieren bzw. okkludieren kann.For these reasons, the arc melting process is in spite of it economic disadvantages the most common method of manufacture a titanium alloy for the absorption (occlusion) of hydrogen and most Investigations made so far relate to such a procedure0, the aim of Therefore, the present invention is "an economical method and apparatus to develop, - with the help of which a titanium alloy for absorption (occlusion) can be produced by hydrogen. Another object of the invention is - to develop a titanium alloy that does not contaminate with impurities and therefore absorb or occlude hydrogen in a very effective way can.

Diese und weitere- Ziele,' Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung derselben hervor0 Es wurde nun gefunden, daß selbst dann,' wenn Metallkomponenten für eine Titanlegierung zur Absorption (Okklusion) von Wasserstoff unter Verwendung eines Hochfrequenzinduktionsofens geschmolzen werden, eine nicht durch das Ofenmaterial verunreinigte Titanlegierung erhalten werden kann,- wenn man den Abschnitt des Ofens,- der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt kommt,- auskleidet mit oder herstellt aus einem feuerfesten (schwer-schmelzbaren) Material auf CaO-Basis und das Schmelzen der Metallkomponenten in einer Inertgasatmosphäre, beispielsweise in einer Argonatmosphäre,- durchführt.These and other objects, features, and advantages of the invention go from the following detailed description thereof. It has now become found that even when metal components for titanium alloy for absorption (Occlusion) of hydrogen melted using a high frequency induction furnace be, one not through the furnace material contaminated titanium alloy can be obtained - if you look at the section of the furnace, - the one with the melted Metals comes into contact - lined with or made from a refractory (Difficult-to-melt) CaO-based material and the melting of the metal components in an inert gas atmosphere, for example in an argon atmosphere, - carried out.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Titanlegierung fur die Absorption bzwO Okklusion von Wasserstoff, bei dem Metalle als Ausgangsmaterialien für diese Legierung in einem Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen werden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die Oberfläche des Abschnittes des Ofens, der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt kommt, eine Auskleidung aus einem feuerfesten (schwer-schmelzbaren) Material auf CaO-Basis aufbringt und die Metalle in dem Ofen mit einer solchen Auskleidung in einer Inertgasatmosphäre schmilzt, Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Hochfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff, der dadurch gekennzeichnet ist,-daß der Abschnitt des Ofens,- der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt kommt, ausgekleidet ist mit oder besteht aus einem feuerfesten (schwer-schmelzbaren)Material auf CaO-BasisO Unter dem erfindungsgenäß verwendeten feuerfesten bzw.The invention thus provides a method for producing a Titanium alloy for the absorption or occlusion of hydrogen, in the case of metals as starting materials for this alloy in a high frequency induction furnace be melted, which is characterized in that one on the surface of the Section of the furnace that comes into contact with the molten metals Lining made of a refractory (hardly fusible) material based on CaO applies and the metals in the furnace with such a lining in an inert gas atmosphere melts, the invention is also a high-frequency induction furnace for Melting metals to produce a titanium alloy for absorption or Occlusion of hydrogen, which is characterized in that the portion of the Furnace - which comes in contact with the molten metals, is lined with or consists of a refractory (difficult-to-melt) material based on CaO Among the refractories used according to the invention or

schwer-schmelzoaren Material auf CaO-Basis ist ein feu- erfestes bzw. schwer-schmelzbares Material zu verstehen, das erhalten wird beim Calcinieren eines dalciumoxidhaltigen Ausgangsmaterial-s,- wie z.B. ungelöschter, gebrannter Kalk, Kalkstein, Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid, bei einer hohen Temperatur,- das im wesentlichen aus Calciumoxid besteht Geschmolzenes Calciumoxid ist das am meisten bevorzugte feuerfeste bzw.heavy-molten material based on CaO is a fire- solid or difficult-to-melt material obtained by calcining a starting material containing dalcium oxide - such as unquenched, calcined Lime, limestone, calcium carbonate or calcium hydroxide, at a high temperature, which consists essentially of calcium oxide. Molten calcium oxide is the am most preferred refractory or

schwer-schmelzbare Material auf CaO-Basis, weil es chemisch stabil ist und fabrikmäßig zur Herstellung eines Ofens verwendet werden kann0 Unter geschmolzenem Calciumoxid ist ein feuerfestes bzw. schwer-schmeizbares Material zu verstehen,- das erhalten wird beim Schmelzen eines calciumoxidhaltigen Materials bei einer Temperatur innerlalb des Bereiches von 2500 bis 30000C, üblicherweise unter Verwendung eines Elektroofens, das im wesentlichen aus Calciumoxid besteht. Es wurde aber auch gefunden, daß selbst dann, wenn ein kleiner Teil des geschmolzenen Oaiciumoxids durch ein anderes calciumhaltiges Material (wie z0,B0- ungelöschtenj gebrannten Kalk) ersetzt wird zum Auskleiden oder Aufbauen des.Abschnitts des Hochfrequenz-Induktionsofens,- im wesentlichen die gleichen Effekte erzielt werden können wie dann, wenn der Abschnitt des Hochfrequenz-Induktionsofens mit geschmolzenem Calciumoxid allein ausgekleidet oder daraus hergestellt isto Durch Verwendung des feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Materials auf GaO-Basis in dem Abschnitt eines Hochfrequenz-Induktionofens kann das Problem der Verunreinigung der Legierung durch das Ofenmaterial merklich herabgesetzt werden, während gleichzeitig auch die Verluste an Ofenmaterial selbst stark vermindert werden könnens es wird angenommen,- daß dies darauf zurückzuführen ist, daß das schwer-schmelzbare bzw. feuerfeste Material auf CaO-Basis stabiler ist als andere feuerfeste bzw. schwer-schmelzbare Materialien, wie MgO, das üblicherweise in einem Hochfrequenz-Induktionsofen verwendet wird. Deho die Menge an Sauerstoff, der durch Dissoziation des feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Materials auf CaO-Basis gebildet wird,- die durch die Gleichung ausgedrückt werden kann: oaO (Ofenmateriål) = Ca (gadBrmiger Zustand) + O (gelöst in den geschmolzenen Metallen) (4) ist extrem gering. So beträgt beispielsweise der bei der Dissoziation von CaO bei 14000C entstehende Sauerstoffdruck nur 2,1 x 10 9bar (atm), während der bei der Dissoziation von MgO bei der gleichen Temperatur entstehende Sauerstoffdruck 6,3 x 10-25 bar (atm) beträgt.Difficult-to-melt CaO-based material because it is chemically stable and can be used in the factory to make a furnace0 Under Melted Calcium oxide is to be understood as a refractory or difficult-to-melt material, this is obtained by melting a calcium oxide-containing material at one temperature within the range of 2500 to 30000C, usually using a Electric furnace, which consists essentially of calcium oxide. But it was also found that even if a small part of the molten oaicium oxide passes through a other calcium-containing material (such as z0, B0- unslaked burnt lime) replaced is used for lining or building the section of the high-frequency induction furnace, Substantially the same effects can be obtained as when the section of the high frequency induction furnace lined with molten calcium oxide alone or is made from it o By using the refractory or difficult-to-melt GaO-based material in the section of a high frequency induction furnace the problem of the alloy being contaminated by the furnace material is significantly reduced while at the same time also the Loss of furnace material can even be greatly diminished it is believed - that this is due to it is that the difficult-to-melt or refractory material based on CaO is more stable is more common than other refractory or difficult-to-melt materials such as MgO used in a high frequency induction furnace. Deho the amount of oxygen that by dissociation of the refractory or hard-to-melt CaO-based material - which can be expressed by the equation: oaO (Ofenmateriål) = Ca (GadBrmige state) + O (dissolved in the molten metals) (4) is extreme small amount. For example, the one formed when CaO dissociates at 14000C Oxygen pressure only 2.1 x 10 9bar (atm), while that of the dissociation of MgO Oxygen pressure generated at the same temperature is 6.3 x 10-25 bar (atm).

Daher ist die Menge an in den geschmolzenen Metallen gelöstem Sauerstoff und die mit den Metallkomponenten reagiert, gering. Ein anderer Grund dafür,- warum die Verunreinigung der Legierung durch das Ofenmaterial geringer ist, ist wahrscheinlich dert daß CaO durch die geschmolzenen Metalle weniger benetzbar ist und daß somit die Reaktionsgeschwindigkeit,- ausgedrückt durch die Gleichung (4),gering ist0 Es wird ferner angenommen, daß die Verunreinigung der Legierung durch das Ofenmaterial und 3ie Verschwendung des Ofenmaterials minimal sind wegen des Siedepunkts von elementarem Calciums das durch Dissoziation von Ca0 bei 144.0°G-entsteht, der nämlich viel höher ist als derjenige von elementarem Magnesium (111OOC),- das durch Dissoziation von MgO entsteht, Erfindungsgemäß wird daher das Schmelzen der Metallkomponenten zur Herstellung einer gewünschten Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff in einem Uochfrequenz-Induktionsofen durchgeführt,- wobei der Abschnitt desselben der mit der geschmolzenen Metallkomponente in Kontakt kommt,- ausgekleidet ist mit oder besteht aus einem feuerfesten bzw, schwer-schmelzbaren Material auf CaO-BasisST in einer Inertgasatmosphäre; Die Anwesenheit des inerten Gases (vorzugsweise Argongas) verhindert,- daß das feuerfeste bzw. schwerschmelzbare CaO-Material dissoziiert oder zersetzt wird unter Bildung von elementarem Calcium.Therefore, the amount of oxygen dissolved in the molten metals is and which reacts with the metal components is low. Another reason - why less contamination of the alloy by the furnace material is likely changes that CaO is less wettable by the molten metals and that thus the reaction speed, - as expressed by the equation (4), is slow0 Es it is also believed that contamination of the alloy by the furnace material and the waste of furnace material is minimal because of the boiling point of elemental Calcium that by dissociation of Ca0 at 144.0 ° G-arises, the namely is much higher than that of elemental magnesium (111OOC), - that by Dissociation of MgO occurs. Therefore, according to the invention, the melting of the metal components is achieved for the production of a desired titanium alloy for absorption or occlusion of hydrogen carried out in a high-frequency induction furnace, - the section the same that comes into contact with the molten metal component - lined is with or consists of a refractory or difficult-to-melt material CaO-base ST in an inert gas atmosphere; The presence of the inert gas (preferably Argon gas) prevents the refractory or refractory CaO material from dissociating or is decomposed with the formation of elemental calcium.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich auf sehr wirtschaftliche Weise eine Titanlegierung herzustellen, welche die geringste Menge an Verunreinigungen aus dem Ofenmaterial enthält und somit eine hohe Kapazität für die Absorption bzwO- Okklusion von Wasserstoff aufweist.With the present invention it is possible in a very economical way Way to produce a titanium alloy, which has the least amount of impurities from the furnace material and thus has a high capacity for absorption or Has occlusion of hydrogen.

Die vorliegende Erfindung ist daher von außergewöhnlicher kommerzieller Bedeutung insofern,- als die Titanlegierung für die Absorption bzw. Okklusion von Wasserstoff in einem groß technischem Maßstab hergestellt werden kann.The present invention is therefore extraordinarily commercial Significance insofar as - as the titanium alloy for the absorption or occlusion of Hydrogen can be produced on a large industrial scale.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein0 Beispiel 1 Der- Schmelzbehälter eines Hochfrequenz-Induktionsofens wurde bis zu einer Dicke von 10 mm mit einem feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Material der in der nachfolgenden Tabelle II angegebenen Zusammensetzung ausgekleides. Dieses feuerfeste bzw. schwer-schmelzbare Material wurde erhalten durch Pulverisieren von geschmolzenem Calciumoxid (calcia). In den mit dem feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Material auf CaO-Basis ausgekleideten Schmelzbehälter wurden Titanschwamm- metallisches Kobalt und elektrolytisches Eisen oder metallisches Magnesium in solchen Mengenanteilen eingeführt,- daß Titanlegierungen mit den gewünschten Zusammensetzungen wie sie in der folgenden Tabelle I angegeben sind, erhalten wurden. Nachdem der Ofen evakuiert worden war, bis der Druck in dem Ofen 10 mm Hg betrug, wurde der Ofen mit Argongas gefüllt. Dann wurden die Metalle für -jede der Zusammensetzungen geschmolzen. Zum Vergleich wurde das Schmelzen von ähnlichen Metallkomponenten in einem Schmelzbehälter durchgeführt, der bis zu einer Dicke von 10 mm mit geschmolzenem Magnesiumoxid ausgeibidet war,' dessen Zusammensetzung in der weiter unten folgenden Tabelle II angegeben ist.The invention is illustrated in more detail by the following examples, but without being limited to 0 Example 1 The melting vessel a high frequency induction furnace was used up to a thickness of 10 mm with a Refractory or difficult-to-melt material of the type listed in Table II below specified composition lined. This refractory or difficult to melt Material was obtained by pulverizing molten calcium oxide (calcia). In those lined with the refractory or difficult-to-melt CaO-based material Melting vessels became titanium sponge, metallic cobalt and electrolytic iron or metallic magnesium introduced in such proportions that titanium alloys with the desired compositions as given in Table I below are received. After the furnace was evacuated until the pressure in the The furnace was 10 mm Hg, the furnace was filled with argon gas. Then the metals were melted for each of the compositions. For comparison, the melting of similar metal components are carried out in a melting vessel that can hold up to one Thickness of 10 mm was lined with molten magnesium oxide, 'its composition is given in Table II below.

Tabelle I Zusammensetzung Ti CQ Fe Mtl (Gew.%) (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) Legie- TiC o0,5Fe 45,i47 27,99 26,52 -rung A Legie- TiCo0,5Mn0,5 45s69 28s10 - 26,21 Tabelle II CaO MgO SiO A120 Fe2O (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) Geschmolzenes Calcium- 98,4 1S0 O;10 O,'1O 0,10 oxid Geschmolze- 0,12 99,6 .0,16 0,05 0,06 nes Magnesiumoxid Wenn das Schmelzen mit dem Schmelzbehälter durchgeführt wurde, der mit dem feuerfesten bzw0 schwer-schmelzbaren Magnesiumoxid-Material ausgekleidet war,' wurde viel Rauch beobachtet und das Rauchen wurde mit steigender Temperatur noch stärker. Nachdem das Schmelzen beendet war, wurde festgestellt,' daß die Magnesiumoxid-Auskleidung über die gesamte Dicke von 10 mm sich geschwärzt hatte und mit den Metallen imprägniert waro Im Gegensatz dazu wurde dann,wenn die Metalle in einem Schmelzbehälter geschmolzen wurden, der mit geschmolzenem Calciumoxid ausgekleidet war, nur eine minimale Rauchbildung beobachtet. Außerdem wurde die Calciumoxid-Auskleidung bei der Untersuchung nach Durchführung des Schmelzvorganges nur bis zu einer Dicke von 3 mm',' gemessen ab der Oberfläche,' geschwarzt. Ferner wurde keine Metallimprägnierung der Auskleidung festgestellt. Table I Composition Ti CQ Fe Mtl (% by weight) (% by weight) (% by weight) (% By weight) Alloy TiC o0.5Fe 45, i47 27.99 26.52 -rung A Alloy TiCo0.5Mn0.5 45s69 28s10 - 26.21 Table II CaO MgO SiO A120 Fe2O (% by weight) (% by weight) (% W / w) (% w / w) (% w / w) Molten calcium 98.4 1 SO O; 10 O, 1 O 0.10 oxide Melted 0.12 99.6 .0.16 0.05 0.06 nes Magnesium Oxide When melting with the Melting container was carried out, the one with the refractory or difficult-to-melt Magnesium oxide material was lined, 'Much smoke and smoking was observed became even stronger with increasing temperature. After the melting finished, it has been found that the magnesium oxide lining over the entire thickness of 10 mm had blackened and was impregnated with the metals, in contrast to this was then when the metals were melted in a melting vessel containing molten calcium oxide, only minimal smoke formation was observed. In addition, the calcium oxide lining was tested after being carried out of the melting process only up to a thickness of 3 mm ',' measured from the surface, ' blackened. Furthermore, no metal impregnation of the liner was found.

Jede der so hergestellten Legierungen A und B wurde auf ihre Kapazität zur Absorption bzwç Okklusion von Wasserstoff hin untersuchte Dabei wurde gefunden, daß die Legierung A Wasserstoff in einer Menge von 2,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Legierung, absorbieren bzw. okkludieren konnte,' ein Wert, der beträchtlich höher war als die Wasserstoffabsorptions-Kapazität einer Legierung mit der gleichen Zusammensetzung die jedoch unter Anwendung des Licht'bogenschmelzvetfahrens hergestellt worden war (1,1 Gew.-%). Die Legierung B konnte wie gefunden wurde, Wasserstoff in einer Menge von 2,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Legierung, absorbieren bzw. okkludieren, ein Wert, der höher war als derjenige einer entsprechenden Legierung, die unter Anwendung des Lichtbogenschmelzverfahrens hergestellt worden war (l,'7 Gew.-%).' Beispiel 2 Der Schmelzbehälter eines Hochfrequenz-Induktionsofens wurde mit einer feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Materialmischung ausgekleidet,' die zu 70 Gew.-% aus pulverisiertem geschmolzenem Calciumoxid und zu 30 Gew.'-% aus pulverisiertem ungelöschtem, gebranntem Kalk einer handelsüblichen Qualität bestand. Das Schmelzen wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, wobei man jeweils die oben angegebenen Titanlegierungen .A und B erhielt. Während des Schmelzens trat eine minimale Rauchbildung auf. Nachdem das Schmelzen beendet wari wurde festgestellt,' daß die Auskleidung nur bis zu einer Tiefe von etwa 5 mm geschwärzt war0 Jede der Legierungen A und B konnte Wasserstoff in einer Menge von 2,6 GewO-% absc--bieren bzw. okkludieren, d.he es wurden die gleichen Werte erhalten wie bei den Legierungen, die mit einem Ofen, der nur durch geschmolzenes Calciumoxid ausgekleidet wari erhalten worden waren0 Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert es ist jedoch für den Fachmann. selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist,- sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können,' ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.Each of the alloys A and B thus produced was tested for its capacity investigated for the absorption or occlusion of hydrogen. It was found that that alloy A is hydrogen in an amount of 2.6% by weight, based on the weight of the alloy, could absorb or occlude, 'a Value which was considerably higher than the hydrogen absorption capacity of a Alloy with the same composition but using the arc melting process was produced (1.1% by weight). Alloy B was found to be Hydrogen in an amount of 2.6% by weight, based on the weight of the alloy, absorb or occlude, a value which was higher than that of a corresponding one Alloy made using the arc melting process was (1. '7% by weight).' Example 2 The melting vessel of a high frequency induction furnace was lined with a refractory or difficult-to-melt material mixture, ' 70% by weight of pulverized fused calcium oxide and 30% by weight made of pulverized, unslaked, quicklime of a commercial quality duration. Melting was carried out in the same way as in Example 1, the above titanium alloys .A and B were obtained in each case. While minimal smoke formation occurred during melting. After the melting has ended wari it was found that the lining was only to a depth of about 5 mm was blackened0 Each of the alloys A and B could use hydrogen in an amount of 2.6% by weight absc or occlude, i.e. the same values were obtained obtained as with the alloys that with an oven that just got through fused calcium oxide lined had been obtained 0 the invention was explained in more detail above with reference to preferred embodiments however, it is for those skilled in the art. it goes without saying that it is by no means restricted to this is - but that these are changed and modified in many ways can without thereby departing from the scope of the present invention.

Claims (1)

P a t en t a n s p r ü c h e lo Verfahren zur Herstellung einer Titanlegierung zur Absorption bæw. Okklusion von Wasserstoff durch Schmelzen von Metallen als Ausgangsmaterial für die Legierung in einem Hochfrequenz-Induktionsofen, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß auf die Oberfläche des Abschnitts des Ofens der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt.kommt, eine Auskleidung aus einem feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren Material auf CaO-Basis aufgebracht wird und daß die Metalle in dem Ofen mit einer solchen Auskleidung in einer Inertgasatmosphäre geschmolzen werden0 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß es sich bei dem feuerfesten bzw. schwer-schmelzbaren. P a t en t a n s p r ü c h e lo Process for the production of a titanium alloy for absorption bæw. Occlusion of hydrogen by melting metals as a starting material for the alloy in a high-frequency induction furnace, thereby g e -k e n n z e i c h n e t that on the surface of the section of the furnace with the melted Metals in contact. Comes, a lining made of a refractory or difficult to melt Material based on CaO is applied and that the metals in the furnace with a such lining can be melted in an inert gas atmosphere according to claim 1, characterized in that it is refractory or difficult to melt. Material auf CaO-Basis um geschmolzenes Calciumoxid handelt.CaO-based material is molten calcium oxide. 3. Hochfrequenz-Induktionsofen zum Schmelzen von Metallen zur Herstellung einer Titanlegierung für die Absorption bzw0 Okklusion von Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet daß der Abschnitt des Ofens der mit den geschmolzenen Metallen in Kontakt kommt,' ausgekleidet ist mit oder besteht aus einem feuerfieesten bzw. schwerschmelzbaren Material auf CaO-Basis03. High frequency induction furnace for melting metals for manufacture a titanium alloy for the absorption or occlusion of hydrogen, thereby characterized in that the portion of the furnace containing the molten metals in Contact comes, 'is lined with or consists of a refractory or refractory CaO-based material0