RU2318032C1 - Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium - Google Patents
Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2318032C1 RU2318032C1 RU2006133255/02A RU2006133255A RU2318032C1 RU 2318032 C1 RU2318032 C1 RU 2318032C1 RU 2006133255/02 A RU2006133255/02 A RU 2006133255/02A RU 2006133255 A RU2006133255 A RU 2006133255A RU 2318032 C1 RU2318032 C1 RU 2318032C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- titanium
- ferrotitanium
- ratio
- alloy
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений, связанных единым изобретательским замыслом, относится к металлургии, в частности к составу и способу получения ферротитана, предназначенного для легирования, например, нержавеющих марок стали.A group of inventions related by a single inventive concept relates to metallurgy, in particular to the composition and method for producing ferrotitanium intended for alloying, for example, stainless steel grades.
Химический состав промышленно выпускаемого ферротитана известен, например, из следующих источников (1, 2, 3).The chemical composition of commercially available ferrotitanium is known, for example, from the following sources (1, 2, 3).
Наиболее близким аналогом патентуемого сплава следует указать ферротитан марки ФТи35С8 по источнику (2), имеющий состав, мас.%:The closest analogue of the patented alloy should indicate ferrotitanium grade FTi35S8 according to the source (2), having the composition, wt.%:
Содержание в сплаве титана 34-38 мас.% обеспечивается только при использовании на плавку лома титановых сплавов в количестве до 40% от общей массы заданного с шихтой титана. Без использования в шихте этих титановых отходов содержание титана в сплаве не превышает 33 мас.%. Сплав отличается повышенным содержанием алюминия и кремния, соотношение которых к титану находится соответственно в пределах (0,33-0,47):1 и (0,12-0,27):1, а также высоким до 0,08 мас.% содержанием олова и меди до 2 мас.%, что снижает качество легированной стали.The content in the titanium alloy 34-38 wt.% Is provided only when using titanium alloy scrap for melting in an amount of up to 40% of the total weight specified with the charge of titanium. Without the use of these titanium wastes in the charge, the titanium content in the alloy does not exceed 33 wt.%. The alloy is characterized by a high content of aluminum and silicon, the ratio of which to titanium is respectively in the range (0.33-0.47): 1 and (0.12-0.27): 1, and also high to 0.08 wt.% the content of tin and copper to 2 wt.%, which reduces the quality of alloy steel.
Комплексный состав сплава, содержащего одновременно элементы-раскислители алюминий, титан и кремний, предопределяет использование его в качестве эффективного раскислителя при сравнительно небольшой присадке в стальную ванну, обеспечивающей достаточно низкое содержание кислорода и неметаллических включений в металле. Однако низкое содержание в сплаве титана не обеспечивает легирование стали до требуемого содержания в ней 0,4-0,8 мас.% титана.The complex composition of the alloy, which simultaneously contains deoxidizing elements aluminum, titanium, and silicon, determines its use as an effective deoxidizer with a relatively small additive in a steel bath, which provides a rather low content of oxygen and non-metallic inclusions in the metal. However, the low content of titanium in the alloy does not provide alloying of steel to the desired content of 0.4-0.8 wt.% Titanium in it.
Способы алюминотермического получения ферротитана восстановлением из оксидов в электропечи известны например из источников (3, 4).Methods of aluminothermic production of ferrotitanium by reduction from oxides in an electric furnace are known, for example, from sources (3, 4).
Наиболее близким аналогом патентуемого по п.2 формулы способа алюминотермического получения ферротитана восстановлением из оксидов в электропечи следует указать способ по источнику (3). Этот способ включает предварительное проплавление запальной части шихты, содержащей титановое сырье - ильменитовый концентрат, алюминий, окислитель и известь, проплавление в электропечи 20-40% массы ильменитового концентрата в смеси с известью, восстановление алюминием оксидов расплава и остальной части ильменитового концентрата, проплавление шихты железотермитного осадителя и выпуск продуктов плавки.The closest analogue of the method of aluminothermic production of ferrotitanium by patenting according to claim 2 to the reduction from oxides in an electric furnace should indicate the method according to the source (3). This method includes the preliminary penetration of the ignition part of the charge containing titanium raw materials - ilmenite concentrate, aluminum, oxidizing agent and lime, the smelting of 20-40% of the mass of ilmenite concentrate mixed with lime in an electric furnace, the reduction of the oxides of the melt and the rest of the ilmenite concentrate with aluminum, and the melting of the ferrite mixture precipitant and release of smelting products.
Основной недостаток способа-прототипа состоит в получении ферротитана с низким содержанием титана при высоком соотношении алюминия и кремния к титану в сплаве, что обусловлено высоким содержанием оксидов железа в ильменитовом концентрате и в шихте на плавку в целом, а также целенаправленным насыщением сплава алюминием и кремнием до определенных пределов с целью повышения извлечения титана из сырья в сплав. Кроме того, ферротитан содержит повышенный уровень вредных примесей углерода, фосфора, серы, меди, олова.The main disadvantage of the prototype method is to obtain ferrotitanium with a low titanium content at a high ratio of aluminum and silicon to titanium in the alloy, which is due to the high content of iron oxides in ilmenite concentrate and in the charge for melting in general, as well as the targeted saturation of the alloy with aluminum and silicon to certain limits in order to increase the extraction of titanium from raw materials into alloy. In addition, ferrotitanium contains an elevated level of harmful impurities of carbon, phosphorus, sulfur, copper, tin.
В ильменитовом концентрате отношение массы диоксида титана к массе оксидов железа в пересчете на FeO TiO2:FeO равно 1,4-1,5, а в шихте на плавку в целом отношение TiO2:FeO равно 0,90-0,95. Оксиды железа в виде окалины или отсевов железорудных окатышей вводят дополнительно в основную шихту восстановительного процесса и с железотермитным осадителем.In ilmenite concentrate, the ratio of the mass of titanium dioxide to the mass of iron oxides in terms of FeO TiO 2 : FeO is 1.4-1.5, and in the charge for melting, in general, the ratio TiO 2 : FeO is 0.90-0.95. Iron oxides in the form of scale or screenings of iron ore pellets are additionally introduced into the main charge of the recovery process and with an iron-thermite precipitator.
Образование в расплаве интерметаллидов Fe2Ti и FeTi сдвигает равновесие реакции в сторону более полного восстановления титана из оксида, а при проплавлении железотермитного осадителя оседающие через слой шлака капли Fe-Al обеспечивают укрупнение и осаждение в образующийся слиток мелкодисперсных корольков сплава.The formation of Fe 2 Ti and FeTi intermetallides in the melt shifts the reaction equilibrium towards a more complete reduction of titanium from oxide, and when the iron-thermite precipitator is melted, Fe-Al droplets deposited through the slag layer coarsen and precipitate finely dispersed alloy kings into the formed ingot.
Выделяющееся тепло экзотермической реакции восстановления железа алюминием дополняет тепловой баланс восстановительного периода плавки.The released heat of the exothermic reaction of reduction of iron by aluminum supplements the heat balance of the recovery period of the smelting.
Насыщение образующегося сплава алюминием до определенного предела также способствует повышению уровня восстановления титана из оксида (5).Saturation of the resulting alloy with aluminum to a certain limit also contributes to an increase in the reduction of titanium from oxide (5).
Извлечение титана из оксида в сплав по способу-прототипу составляет 78-79%. Расход алюминия (в пересчете на 100% Al) на 1 кг получаемого в сплаве титана составляет 1,85-1,90 кг, при этом расход алюминия на насыщение сплава составляет 20-22% от заданного на плавку в целом.The extraction of titanium from oxide to alloy according to the prototype method is 78-79%. The consumption of aluminum (in terms of 100% Al) per 1 kg of titanium obtained in the alloy is 1.85-1.90 kg, while the consumption of aluminum for saturation of the alloy is 20-22% of the total for melting.
В способе-прототипе для снижения затрат и удешевления ферротитана используют в качестве восстановителя алюминий вторичный типа марки АВ-87 по ГОСТ 295-98, который дополнительно загрязняет получаемый сплав примесями меди и олова.In the prototype method, to reduce costs and reduce the cost of ferrotitanium, secondary aluminum of the AV-87 type is used as a reducing agent according to GOST 295-98, which additionally pollutes the resulting alloy with copper and tin impurities.
Патентуемые изобретения направлены на создание более оптимального по соотношению основных элементов состава ферротитана, пригодного для внепечного легирования стали, и способа получения такого ферротитана.Patentable inventions are aimed at creating a more optimal composition of ferrotitanium in terms of the ratio of the basic elements, suitable for extra-furnace alloying of steel, and a method for producing such ferrotitanium.
Технический результат, достигаемый изобретениями как по п.1, так и по п.2 формулы, заключается в повышении содержания титана и снижении соотношений алюминия и кремния к титану в ферротитане, снижении содержания вредных примесей и снижении затрат при внепечном легировании, например, нержавеющих марок стали.The technical result achieved by the inventions both according to claim 1, and according to claim 2 of the formula is to increase the titanium content and reduce the ratio of aluminum and silicon to titanium in ferrotitanium, reduce the content of harmful impurities and reduce costs during out-of-furnace alloying, for example, stainless grades become.
Для обеспечения указанного технического результата патентуемый ферротитан для легирования стали содержит, мас.%: титан 48-56; алюминий 10-16; кремний до 3; молибден до 0,1; цирконий до 0,3; медь до 0,9; ванадий до 0,8; углерод до 0,10; фосфор до 0,06; сера до 0,03; олово до 0,02; железо остальное. Соотношение массовых долей алюминия и кремния к титану в сплаве составляет соответственно (0,18-0,33):1 и (0,02-0,06):1.To ensure the specified technical result, the patented ferrotitanium for alloying steel contains, wt.%: Titanium 48-56; aluminum 10-16; silicon up to 3; molybdenum to 0.1; zirconium up to 0.3; copper up to 0.9; vanadium up to 0.8; carbon up to 0.10; phosphorus up to 0.06; sulfur up to 0.03; tin up to 0.02; iron the rest. The ratio of the mass fractions of aluminum and silicon to titanium in the alloy is respectively (0.18-0.33): 1 and (0.02-0.06): 1.
Содержание в патентуемом сплаве титана в указанных пределах обеспечивает легирование стали до требуемого уровня содержания в ней титана 0,4-0,8 мас.%.The content in the patented titanium alloy within the specified limits provides alloying of steel to the desired level of titanium content in it of 0.4-0.8 wt.%.
Присутствующий в сплаве в количестве 10-16 мас.% алюминий при легировании дополнительно раскисляет сталь, способствуя уменьшению окисления и повышению полезного усвоения титана стальной ванной, при этом количество неметаллических включений в стали не увеличивается.The aluminum present in the alloy in an amount of 10-16 wt.% During alloying additionally deoxidizes the steel, helping to reduce oxidation and increase the useful absorption of titanium in the steel bath, while the number of non-metallic inclusions in the steel does not increase.
Присутствие вредной примеси олова в ферротитане нежелательно, но обусловлено наличием олова в используемом для производства ферротитана алюминии. Верхний предел содержания олова лимитирован его вредным воздействием на качество стали. При содержании в сплаве олова на верхнем пределе 0,02 мас.% (максимальный расход сплава 14 кг/т) в сталь будет внесено 3·10-6 мас.% олова, что не может негативно повлиять на ее качество.The presence of harmful tin impurities in ferrotitanium is undesirable, but due to the presence of tin in the aluminum used for the production of ferrotitanium. The upper limit of tin content is limited by its harmful effect on the quality of steel. When the tin content in the alloy at the upper limit is 0.02 wt.% (Maximum alloy consumption of 14 kg / t), 3 · 10 -6 wt.% Tin will be introduced into the steel, which cannot negatively affect its quality.
Снижение содержания в ферротитане титана ниже 48 мас.% не обеспечивает достижение при легировании нижнего предела 0,4 мас.% содержания титана в стали. Повышение содержания титана более 56 мас.%, равно как и повышение содержания алюминия более 16 мас.%, приводит к снижению плотности ферротитана, что ухудшает условия растворения ферротитана в стальной ванне и увеличивает его расход за счет повышенного окисления титана.The decrease in the content of titanium in ferrotitanium below 48 wt.% Does not ensure that when alloying the lower limit of 0.4 wt.% The content of titanium in steel. An increase in titanium content of more than 56 wt.%, As well as an increase in aluminum content of more than 16 wt.%, Leads to a decrease in the density of ferrotitanium, which worsens the conditions for dissolution of ferrotitanium in a steel bath and increases its consumption due to increased oxidation of titanium.
Снижение содержания алюминия ниже 10 мас.% уменьшает раскисляющее действие алюминия при легировании стали и соответственно повышает расход титана в результате дополнительного окисления его.The decrease in aluminum content below 10 wt.% Reduces the deoxidizing effect of aluminum during alloying of steel and, accordingly, increases the consumption of titanium as a result of its additional oxidation.
Присутствующие в ферротитане в виде примесей элементы - кремний, молибден, цирконий, медь, ванадий - являются естественно попутными, специально в сплав их не вводят. При выплавке ферротитана эти элементы восстанавливаются из их оксидов, содержащихся в малых количествах в ильменитовом и рутиловом концентратах, а медь переходит в сплав из алюминия. При верхних пределах содержания, с учетом коэффициентов перехода, ферротитан внесет в сталь эти элементы в количестве 0,001-0,010 мас.% каждого, а кремния до 0,04 мас.%, что не может оказать заметного влияния на состав и свойства стали.The elements present in ferrotitanium in the form of impurities - silicon, molybdenum, zirconium, copper, vanadium - are naturally associated, they are not specially introduced into the alloy. In the smelting of ferrotitanium, these elements are reduced from their oxides, which are contained in small quantities in ilmenite and rutile concentrates, and copper is converted into an alloy of aluminum. At the upper limits of the content, taking into account the conversion factors, ferrotitanium will bring these elements into steel in an amount of 0.001-0.010 wt.% Each, and silicon up to 0.04 wt.%, Which cannot have a noticeable effect on the composition and properties of steel.
Пределы содержания обычных примесей - углерода, фосфора и серы - обусловлены содержанием этих элементов в сырье и степенью их перехода в сплав.The limits of the content of common impurities — carbon, phosphorus, and sulfur — are determined by the content of these elements in the feed and the degree of their transition to the alloy.
Для получения ферротитана по п.1 формулы и достижения заявленного технического результата в способе алюминотермического получения ферротитана для легирования стали в качестве титанового сырья используют ильменитовый и рутиловый концентраты в соотношении по массе (0,8-1,2):1, в электропечи проплавляют с известью 60-75% титанового сырья, в том числе всю массу рутилового концентрата, применяют алюминий первичный технической чистоты, а выпуск продуктов плавки осуществляют после восстановления алюминием оксидов.To obtain ferrotitanium according to claim 1, and to achieve the claimed technical result, in the method of aluminothermic production of ferrotitanium for alloying steel, ilmenite and rutile concentrates are used as titanium raw materials in a ratio by weight (0.8-1.2): 1, in an electric furnace, they are melted with Lime 60-75% of titanium raw materials, including the entire mass of rutile concentrate, use primary aluminum of technical purity, and the release of smelting products is carried out after the reduction of aluminum oxides.
В составе шихты на плавку значительно снижают содержание оксида железа путем как замены части ильменитового концентрата рутиловым концентратом, задавая их в соотношении соответственно (0,8-1,2):1, так и исключения из состава шихты железотермитного осадителя; в электропечи проплавляют в смеси с известью 60-75% массы титанового сырья - часть ильменитового и всю массу рутилового концентрата, и применяют в качестве восстановителя алюминий первичный технической чистоты марок А0-А6 по ГОСТ 11069-2001. Ввиду исключения железотермитного осадителя, выпуск продуктов плавки осуществляется непосредственно после окончания восстановления алюминием оксидов плавки.In the composition of the charge for melting, the content of iron oxide is significantly reduced by replacing part of the ilmenite concentrate with rutile concentrate, setting them in the ratio, respectively (0.8-1.2): 1, and eliminating the iron-thermite precipitator from the mixture; in an electric furnace, 60-75% of the mass of titanium raw materials — part of ilmenite and the entire mass of rutile concentrate — is proliferated in a mixture with lime, and primary technical grade aluminum of grade A0-A6 according to GOST 11069-2001 is used as a reducing agent. Due to the exclusion of iron-thermite precipitator, the release of smelting products is carried out immediately after the reduction of smelting oxides with aluminum.
Соотношение масс диоксида титана TiO2 к оксиду железа в пересчете на FeO TiO2:FeO в рутиловом концентрате составляет (37-76):1, в принятой пропорции ильменитового и рутилового концентратов это соотношение находится в пределах (2,1-2,6):1, а в шихте на плавку в целом соответственно (1,8-2,2):1, чем и обеспечивается повышенное до 48-56 мас.% содержание титана в получаемом сплаве.The mass ratio of titanium dioxide TiO 2 to iron oxide in terms of FeO TiO 2 : FeO in rutile concentrate is (37-76): 1, in the accepted proportion of ilmenite and rutile concentrates, this ratio is in the range (2.1-2.6) : 1, and in the charge for melting as a whole, respectively (1.8-2.2): 1, which ensures an increased up to 48-56 wt.% Titanium content in the resulting alloy.
При отношении в шихте доли ильменитового к рутиловому концентрату менее 0,8:1, ввиду уменьшения в шихте массы оксидов железа и количества выделяющегося тепла экзотермической реакции восстановления железа, возникает напряженность теплового баланса плавки, снижается температура процесса и продуктов плавки, в результате этого нарушается нормальный ход плавки и снижается выход металла по причине увеличения вязкости шлака и снижения плотности образующегося сплава из-за недостатка железа.When the ratio in the charge of the proportion of ilmenite to rutile concentrate is less than 0.8: 1, due to the decrease in the mass of iron oxides and the amount of heat generated by the exothermic reaction of iron reduction, the heat balance of the heat melts, the temperature of the process and melting products decreases, as a result, the normal the melting course and the metal yield decreases due to an increase in slag viscosity and a decrease in the density of the resulting alloy due to a lack of iron.
Увеличение отношения доли ильменитового концентрата к рутиловому более 1,2:1, вследствие увеличения массы оксидов железа в шихте, приводит к снижению в сплаве содержания титана менее 48 мас.% и создает избыточное тепло, что вызывает бурный и опасный ход восстановительного периода плавки.An increase in the ratio of the proportion of ilmenite concentrate to rutile more than 1.2: 1, due to an increase in the mass of iron oxides in the charge, leads to a decrease in the titanium content in the alloy of less than 48 wt.% And creates excess heat, which causes a stormy and dangerous course of the recovery period of the smelting.
Резкое снижение содержания в шихте оксидов железа значительно уменьшает количество тепла, выделяющегося при экзотермической реакции восстановления железа алюминием. Для восполнения теплового баланса плавки в электропечи с аналогичным количеством извести проплавляют 60-75% расходуемого на плавку титанового сырья, в том числе часть ильменитового и всю массу рутилового концентрата.A sharp decrease in the content of iron oxides in the charge significantly reduces the amount of heat released during the exothermic reaction of iron reduction with aluminum. To replenish the heat balance of smelting in an electric furnace with a similar amount of lime, 60-75% of the titanium raw materials used for smelting, including part of ilmenite and the entire mass of rutile concentrate, are melted.
При проплавлении под дугами менее 60% массы титанового сырья суммарное количество тепла расплава и тепла экзотермических реакций восстановительного периода недостаточно для нормального протекания процесса и разделения металла и шлака, что снижает извлечение титана в сплав.When melting under arcs less than 60% of the mass of titanium raw materials, the total amount of heat of the melt and the heat of the exothermic reactions of the recovery period is not enough for the normal process and separation of metal and slag, which reduces the extraction of titanium into the alloy.
В случае проплавления под дугами более 75% массы расходуемого на плавку титанового сырья избыток получаемого тепла приводит к бурному протеканию восстановительного процесса с выбросами расплава и потерями сплава, снижается выход металла.In the case of penetration under arcs of more than 75% of the mass of titanium raw materials used for smelting, an excess of the resulting heat leads to a rapid course of the recovery process with melt emissions and alloy losses, and the metal yield decreases.
Ограничение в патентуемом сплаве массовых долей меди и особенно олова, продиктованное требованиями к составу стали, не позволяет при выплавке ферротитана использовать в качестве восстановителя алюминий вторичных сортов. Поэтому в патентуемом способе применяют алюминий первичный технической чистоты А0-А5 по ГОСТ 11069-2001, обеспечивающий получение ферротитана с содержанием массовых долей олова не более 0,02% и меди не более 0,9%.The limitation in the patented alloy of the mass fractions of copper and especially tin, dictated by the requirements for the composition of the steel, does not allow the use of secondary grades as a reducing agent in the smelting of ferrotitanium. Therefore, in the patented method, aluminum of primary technical purity A0-A5 is used in accordance with GOST 11069-2001, which provides ferrotitanium with a mass fraction of tin of not more than 0.02% and copper not more than 0.9%.
Насыщение получаемого ферротитана алюминием до максимального содержания 16 мас.%, кроме дополнительного раскисления стали при легировании и снижении за счет этого угара титана, способствует более полному восстановлению из оксида и переходу в сплав титана (5), снижая затраты на производство ферротитана.Saturation of the resulting ferrotitanium with aluminum to a maximum content of 16 wt.%, In addition to additional steel deoxidation during alloying and reduction due to this fumes of titanium, contributes to a more complete reduction from oxide and transition to titanium alloy (5), reducing the cost of production of ferrotitanium.
Расход алюминия (в пересчете на 100% Al) на 1 кг получаемого в сплаве титана составляет 1,6 кг, при этом на насыщение ферротитана расходуется 17-18% заданного на плавку алюминия. В патентуемом сплаве отношение массовых долей Al:Ti и Si:Ti находятся в пределах (0,18-0,33):1 и (0,02-0,06):1 соответственно.The consumption of aluminum (in terms of 100% Al) per 1 kg of titanium obtained in the alloy is 1.6 kg, while 17-18% of the aluminum smelting set is consumed for saturation of ferrotitanium. In the patented alloy, the ratio of mass fractions of Al: Ti and Si: Ti are in the range of (0.18-0.33): 1 and (0.02-0.06): 1, respectively.
Извлечение титана из оксидов в сплав составляет 69-70%.Extraction of titanium from oxides to alloy is 69-70%.
Заявленный способ предназначен для получения ферротитана указанного состава, оба изобретения направлены на достижение одного технического результата, что подтверждает наличие единого изобретательского замысла изобретений.The claimed method is intended to produce ferrotitanium of the specified composition, both inventions are aimed at achieving the same technical result, which confirms the presence of a single inventive concept of inventions.
Группа изобретений поясняется следующими примерами.The group of inventions is illustrated by the following examples.
Внепечное легирование титаном нержавеющих марок стали традиционно производят с использованием ферротитана 70%-ного марок ФТи70 по ГОСТ 4761-91, получаемого сплавлением в индукционной печи металлошихты, состоящей из титанового и стального лома.Out-of-furnace alloying of stainless steel grades with titanium is traditionally carried out using ferrotitanium of 70% grade FTi70 according to GOST 4761-91, obtained by fusion in a metal charge induction furnace consisting of titanium and steel scrap.
На одном из металлургических комбинатов провели сравнительное легирование нержавеющей стали ферротитаном патентуемого состава, содержавшим, мас.%: титан 49-53, алюминий 12-15, кремний 1-2, олово 0,010-0,017, содержание остальных элементов - в пределах заявленного состава.At one of the metallurgical plants, a comparative alloying of stainless steel with ferrotitanium of the patented composition was carried out, containing, wt%: titanium 49-53, aluminum 12-15, silicon 1-2, tin 0.010-0.017, the content of the remaining elements was within the declared composition.
Легирование производили на агрегате «ковш-печь», применяли ферротитан фракции 20-70 мм, подачу ферротитана осуществляли по тракту сыпучих материалов. Технология легирования ферротитаном заявленного состава аналогична работе с ферротитаном 70%-ным. Получено 632 т годной стали при среднем весе плавки 105,3 т. Содержание титана в годной стали составило 0,43-0,50 мас.%, среднее усвоение титана 64,65% от заданного. Удельный расход титана в чистом элементе составил 7,141 кг/т годного.Alloying was carried out on a ladle-furnace aggregate, ferrotitanium fractions of 20-70 mm were used, ferrotitanium was supplied through the bulk materials path. The technology of doping with ferrotitanium of the claimed composition is similar to working with ferrotitanium 70%. Received 632 tons of suitable steel with an average melting weight of 105.3 tons. The titanium content in suitable steel was 0.43-0.50 wt.%, The average absorption of titanium was 64.65% of the target. The specific consumption of titanium in the pure element was 7.141 kg / t good.
При легировании ферротитаном 70%-ным средний вес плавки составил 101,7 т, содержание титана в стали 0,36-0,54 мас.%, среднее усвоение титана 58,40%, удельный расход титана в чистом элементе 8,567 кг/т годного.When doping with ferrotitanium with 70%, the average weight of the smelting was 101.7 tons, the titanium content in steel was 0.36-0.54 wt.%, The average absorption of titanium was 58.40%, the specific consumption of titanium in the pure element was 8.567 kg / t suitable .
В способе алюминотермического получения ферротитана восстановлением из оксидов в электропечи для состава частей шихты на плавку применяли компоненты: ильменитовый концентрат состава TiO2 52-54 мас.%, SiO2 1-2 мас.%, оксиды железа в пересчете на FeO 38-40 мас.% - по прототипу; ильменитовый концентрат такого же состава и рутиловый концентрат состава TiO2 94-96 мас.%, SiO2 1-1,5 мас.%, Fe2О3 1,2-2,8 мас.% в соотношении ильменитового к рутиловому (0,8-1,2):1 по заявленному способу; известь молотая с содержанием углерода до 0,8 мас.%; алюминий вторичный типа марки АВ-87 в виде порошка - по прототипу; алюминий первичный технической чистоты марок А0-А5 в виде порошка - по заявленному способу; ферросилиций ФС 75 - по прототипу и окислитель - окалина железная.In the method of aluminothermic production of ferrotitanium by reduction from oxides in an electric furnace, components were used for the composition of the charge for melting: ilmenite concentrate of the composition TiO 2 52-54 wt.%, SiO 2 1-2 wt.%, Iron oxides in terms of FeO 38-40 wt. .% - according to the prototype; ilmenite concentrate of the same composition and rutile concentrate of composition TiO 2 94-96 wt.%, SiO 2 1-1.5 wt.%, Fe 2 О 3 1.2-2.8 wt.% in the ratio of ilmenite to rutile (0 , 8-1,2): 1 according to the claimed method; ground lime with a carbon content of up to 0.8 wt.%; secondary aluminum of type AV-87 brand in the form of a powder - according to the prototype; primary aluminum of technical purity of grades A0-A5 in the form of a powder - according to the claimed method; ferrosilicon FS 75 - according to the prototype and the oxidizing agent - iron oxide.
Соотношение компонентов в частях основной шихты на плавку в расчете на 1 колошу (100 кг концентрата) - в таблице 1.The ratio of the components in the parts of the main charge for melting per 1 head (100 kg of concentrate) is in table 1.
По прототипу и по заявленному способу при подготовке частей шихты компоненты дозируют в заявленных соотношениях и тщательно смешивают. Запальную часть шихты, состоящую из 100 кг ильменитового концентрата, 80 кг алюминия, 120 кг железной окалины и 80 кг извести молотой, проплавляют в горне по методу внепечной алюминотермической плавки. На полученном расплаве включают электропечь и проплавляют при постепенной загрузке смесь титанового сырья с известью; после проплавления и прогрева расплава проводят восстановительный процесс, загружая на расплав смесь алюминия с остальной частью ильменитового концентрата, а при реализации прототипа дополнительно проплавляют железотермитный осадитель; после непродолжительной выдержки расплава наклоном горна сливают шлак и металл в металлическую изложницу.According to the prototype and according to the claimed method, in preparing the parts of the charge, the components are dosed in the stated proportions and mixed thoroughly. The ignition part of the charge, consisting of 100 kg of ilmenite concentrate, 80 kg of aluminum, 120 kg of iron oxide and 80 kg of lime ground, is melted in the furnace by the method of out-of-furnace aluminothermic smelting. On the obtained melt, an electric furnace is switched on and a mixture of titanium raw materials with lime is melted during gradual loading; after the melt is melted and heated, a reduction process is carried out, loading a mixture of aluminum with the rest of the ilmenite concentrate onto the melt, and when implementing the prototype, the iron-thermite precipitator is additionally melted; after a short exposure of the melt by slope of the furnace, slag and metal are poured into a metal mold.
Пример 1 (прототип). Кампанию выплавки ферротитана марки ФТи35С8 восстановлением из оксидов по методу алюминотермической плавки с предварительным расплавлением части оксидов и флюса в электропечи проводили с использованием ильменитового концентрата состава, мас.%: TiO2 - 54.3, SiO2 - 2.7, FeO - 38.6; известь использовали с углеродом 0,6 мас.%.Example 1 (prototype). A campaign for smelting ferrotitanium of the ФТи35С8 grade by reduction from oxides by the aluminothermic melting method with preliminary melting of part of the oxides and flux in an electric furnace was carried out using ilmenite concentrate, wt.%: TiO 2 - 54.3, SiO 2 - 2.7, FeO - 38.6; lime was used with carbon 0.6 wt.%.
В запальной части, шихте восстановительного периода и железотермитном осадителе применяли алюминий вторичный марки АВ-87 в виде полидисперсного порошка фракции 0-3 мм.In the ignition part, the charge of the recovery period and the iron-thermite precipitator, secondary aluminum of the grade AV-87 was used in the form of a polydisperse powder of a fraction of 0-3 mm.
Оксиды железа вводили в части шихты в виде железной окалины.Iron oxides were introduced into the charge in the form of iron oxide.
Шихту на плавку составляли на 2600 кг ильменитового концентрата. Одинаковый по прототипу и заявленному способу состав запальной части шихты приведен выше по тексту. В электропечи под дугами проплавляли смесь из 1000 кг ильменитового концентрата и 500 кг извести. В восстановительном процессе проплавляли остальные 1500 кг ильменитового концентрата и 1250 кг алюминия вторичного.The smelting charge was 2600 kg of ilmenite concentrate. Equal to the prototype and the claimed method, the composition of the ignition part of the charge is given above. In an electric furnace under arcs, a mixture of 1000 kg of ilmenite concentrate and 500 kg of lime was melted. In the recovery process, the remaining 1500 kg of ilmenite concentrate and 1250 kg of secondary aluminum were smelted.
Железотермитный осадитель состоял из 150 кг алюминия, 150 кг железной окалины и 75 кг извести молотой. После короткой выдержки сливали шлак и металл в стальную изложницу.The iron thermite precipitator consisted of 150 kg of aluminum, 150 kg of iron oxide and 75 kg of lime ground. After a short exposure, slag and metal were poured into a steel mold.
Пример 2 (п.1 и п.2 формулы). Кампанию выплавки ферротитана в количестве 21 плавки на химический состав по п.1 формулы проводили по аналогичному примеру 1 методу плавки с использованием ильменитового и рутилового концентратов в заданном соотношении и алюминия первичного марки А5. Состав ильменитового концентрата, мас.%: TiO2 - 53,2, SiO2 - 1,1, FeO (в пересчете на 100% FeO) - 38.8; состав рутилового концентрата, мас.%: TiO2 - 94,8, SiO2 - 1,4, Fe2O3 - 1,4 (FeO - 1.26 в пересчете).Example 2 (claim 1 and claim 2 of the formula). The campaign for the smelting of ferrotitanium in the amount of 21 heats per chemical composition according to claim 1 of the formula was carried out according to the method of melting using ilmenite and rutile concentrates in a predetermined ratio and primary grade aluminum A5, according to Example 1, similar. The composition of ilmenite concentrate, wt.%: TiO 2 - 53.2, SiO 2 - 1.1, FeO (in terms of 100% FeO) - 38.8; the composition of the rutile concentrate, wt.%: TiO 2 - 94.8, SiO 2 - 1.4, Fe 2 O 3 - 1.4 (FeO - 1.26 in terms of).
Шихту на плавку составляли на 2800 кг титанового сырья, в том числе 1500 кг (включая 100 кг в запальной части шихты) ильменитового концентрата и 1300 кг рутилового концентрата, соотношение их в шихте соответственно составляло 1,08:1.The charge for melting was 2800 kg of titanium raw materials, including 1500 kg (including 100 kg in the ignition part of the charge) of ilmenite concentrate and 1300 kg of rutile concentrate, their ratio in the charge was 1.08: 1, respectively.
Количество компонентов в запальной части шихты аналогично прототипу. Под дугами проплавляли 1800 кг смеси концентратов - 66,7% от общей массы в шихте плавки, в том числе 500 кг ильменитового и 1300 кг рутилового, в смеси с 500 кг извести с углеродом 0,7 мас.%.The number of components in the ignition part of the charge is similar to the prototype. Under the arcs, 1800 kg of a mixture of concentrates was melted - 66.7% of the total mass in the smelting mixture, including 500 kg of ilmenite and 1300 kg of rutile, mixed with 500 kg of lime with carbon 0.7 wt.%.
В восстановительном периоде плавки проплавляли 900 кг ильменитового концентрата в смеси с 1280 кг алюминия первичного марки А5, и после кратковременной выдержки для осаждения корольков сплава, наклоном плавильного горна сливали шлак и металл в стальную изложницу.During the recovery period, 900 kg of ilmenite concentrate mixed with 1280 kg of primary grade aluminum A5 was smelted, and after a short exposure to precipitate the alloy kings, slag and metal were poured into the steel mold by tilting the smelter.
Основной химический состав полученного ферротитана и расходные коэффициенты по прототипу и заявленному способу приведены в таблице 2.The main chemical composition of the obtained ferrotitanium and the expenditure coefficients of the prototype and the claimed method are shown in table 2.
Разработан комплексный сплав нового состава - ферротитан с повышенным содержанием титана и алюминия, с пониженным соотношением массовых долей алюминия и кремния к титану в нем и уменьшенной массовой долей содержания олова - в сравнении с традиционным массовым низкопроцентным ферротитаном. Применение ферротитана патентуемого состава при легировании нержавеющих марок стали обеспечивает снижение удельного расхода собственно титана на 16-17% в сравнении с легированием традиционно используемым 70%-ным ферротитаном.A complex alloy of a new composition has been developed - ferrotitanium with a high content of titanium and aluminum, with a reduced ratio of mass fractions of aluminum and silicon to titanium in it and a reduced mass fraction of tin content - in comparison with traditional mass fraction of low percentage ferrotitanium. The use of the patented ferrotitanium composition when alloying stainless steel grades provides a reduction in the specific consumption of titanium proper by 16-17% in comparison with the alloying with the traditionally used 70% ferrotitanium.
Разработан технологически несложный способ алюминотермического получения ферротитана патентуемого состава восстановлением из оксидов по методу плавки с расплавлением части оксидов и флюса в электропечи, при использовании в шихте ильменитового и рутилового концентратов и алюминия первичного технической чистоты. В предлагаемом изобретении по способу разработаны технологические приемы регулирования соотношения TiO2:FeO в оксидном титановом сырье и общей массы оксидов железа в шихте, соотношение частей титанового сырья, проплавляемого под дугами и в восстановительном периоде для обеспечения теплового баланса процесса, снижения массовой доли олова в получаемом ферротитане за счет качества используемого алюминия, определен предел насыщения сплава алюминием при снижении отношения алюминия и кремния к титану, обеспечивающий повышение извлечения титана из сырья на плавке и более высокое усвоение титана при легировании нержавеющей стали.A technologically uncomplicated method for aluminothermally producing ferrotitanium of the inventive composition by reduction from oxides by melting with melting part of the oxides and flux in an electric furnace using ilmenite and rutile concentrates and aluminum of primary technical purity has been developed. In the present invention, according to the method, technological methods are developed for regulating the ratio of TiO 2 : FeO in titanium oxide raw materials and the total mass of iron oxides in the charge, the ratio of the parts of titanium raw materials smelted under arcs and in the recovery period to ensure the heat balance of the process, and to reduce the mass fraction of tin in the resulting ferrotitanium due to the quality of the aluminum used, the saturation limit of the alloy with aluminum is determined with a decrease in the ratio of aluminum and silicon to titanium, providing an increase in the extraction of t Thane of raw materials for melting and higher digestion with titanium alloyed stainless steel.
Способ позволяет получать ферротитан заявленного состава при снижении удельного расхода алюминия (в пересчете на 100% Al) на 10-15% и оксидов железа, значительно снизить содержание в сплаве вредных примесей меди и особенно олова. При легировании нержавеющих марок стали применение ферротитана заявленного состава обеспечивает повышение на 16-17% усвоения титана по сравнению с традиционно используемым ферротитаном 70%-ным.The method allows to obtain ferrotitanium of the claimed composition while reducing the specific consumption of aluminum (in terms of 100% Al) by 10-15% and iron oxides, significantly reduce the content of harmful impurities of copper and especially tin in the alloy. When alloying stainless steel grades, the use of ferrotitanium of the claimed composition provides an increase of 16-17% in the absorption of titanium compared to the traditionally used ferrotitanium 70%.
Использованные источникиUsed sources
1. ГОСТ 4761-91 (ИСО 5454-80). Ферротитан. Технические требования и условия поставки, ИПК ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ, М., 2002, стр.2.1. GOST 4761-91 (ISO 5454-80). Ferrotitanium. Technical requirements and delivery conditions, IPK PUBLISHING STANDARDS, M., 2002, p.2.
2. В.Г.Мизин и др., Ферросплавы. Справочник., М., Металлургия, 1992, стр.324-327.2. V.G. Mizin et al. Ferroalloys. Handbook., M., Metallurgy, 1992, pp. 324-327.
3. М.А.Рысс, Производство ферросплавов, изд. 2-е, М., Металлургия, 1985, стр.270-279.3. M.A. Ryss, Ferroalloy Production, ed. 2nd, M., Metallurgy, 1985, pp. 270-279.
4. М.И.Гасик, Н.П.Лякишев, Теория и технология электрометаллургии ферросплавов, М. «СП ИНТЕРМЕТ ИНЖИНИРИНГ», 1999, стр.576.4. M.I. Gasik, NP Lyakishev, Theory and technology of electrometallurgy of ferroalloys, M. "SP INTERMET ENGINEERING", 1999, p. 566.
5. А.Н.Зеликман, Металлургия тугоплавких редких металлов, М., Металлургия, 1986, стр.419.5. A.N. Zelikman, Metallurgy of refractory rare metals, M., Metallurgy, 1986, p. 419.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006133255/02A RU2318032C1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006133255/02A RU2318032C1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2318032C1 true RU2318032C1 (en) | 2008-02-27 |
Family
ID=39278956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006133255/02A RU2318032C1 (en) | 2006-09-15 | 2006-09-15 | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2318032C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516208C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium |
-
2006
- 2006-09-15 RU RU2006133255/02A patent/RU2318032C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МИЗИН В.Г. и др. Ферросплавы. Справочник, М., Металлургия, 1992, с.324-327. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2516208C2 (en) * | 2012-08-07 | 2014-05-20 | Открытое акционерное общество "Ключевский завод ферросплавов" (ОАО "КЗФ") | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6786964B2 (en) | How to prevent blockage of continuous casting nozzle of sulfur-added steel | |
| CN104531939B (en) | A kind of smelting process of high alloy high strength steel | |
| CN103088244A (en) | Ferromanganese alloy and preparation method thereof | |
| CN105603257B (en) | The production method of high-quality ferrotianium | |
| RU2396364C1 (en) | Flux for reducing, refining, modifying and alloying steel | |
| CN101994054B (en) | Intermediate containing ultrafine oxide ferroalloy and preparation method thereof | |
| CN111945062A (en) | 2131 low-carbon steel for mechanical structural pipe and smelting method thereof | |
| RU2318032C1 (en) | Ferrotitanium used to alloy the steel and the method of its alumino-thermal production of the ferrotitanium | |
| RU2516208C2 (en) | Titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium, method of aluminothermal production of ferrotitanium and method of aluminothermal production of titanium-containing slag as component of titanium-containing charge for aluminothermal production of ferrotitanium | |
| CN103088245A (en) | Manganese-iron alloy | |
| CN114292984B (en) | LF refining slag component research [ Mn ] [ Si ] element RC process method | |
| RU2608936C2 (en) | Mixture and method for aluminothermic production of ferrotitanium using same | |
| WO2022211640A1 (en) | Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof | |
| US5037609A (en) | Material for refining steel of multi-purpose application | |
| CN105779820B (en) | The production method of low impurity content ferrotianium | |
| RU2566230C2 (en) | Method of processing in oxygen converter of low-siliceous vanadium-bearing molten metal | |
| CN105838969B (en) | The method that remelting process produces ferrotianium | |
| JP6888275B2 (en) | Manufacturing method of sulfur-added steel | |
| JP2008266706A (en) | Method for continuously casting ferritic stainless steel slab | |
| RU2398907C2 (en) | Procedure for production of high grade ferrotitanium | |
| RU2599464C2 (en) | Charge and method for aluminothermic production of chromium-based alloy using said charge | |
| CN106591651A (en) | Manganese-iron alloy and preparation method thereof | |
| CN113684345B (en) | Preparation method of free-cutting electroslag remelting stainless steel and stainless steel prepared by method | |
| CN103088243A (en) | Preparation method of ferromanganese alloy | |
| RU2044063C1 (en) | Method for making low-alloyed steel with niobium |