Способ получения титансодержащих сплавов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к процессам получения ферросплавов. Цель изобретения - повышение массовой доли титана в титансодержащем сплаве. Способ получения титансодержащих сплавов в футерованной емкости без внешнего нагрева включает заливку перегретого расплава на основе железа и смешение его с титансодержащим скрапом. Новым в способе является то. что перегретый расплав заливают в футерованную емкость снизу или сбоку, а титановый скрап подают сверху, по мере растворения и одновременно на всю поверхность ванны в футерованной емкости. Устройство для получения таких сплавов дополнительноо ел00Ji^

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК. (5g)5 С 21 С 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !

О

Фиг.!

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4804320/02 (22) 20.03.90 (46) 07.02.92, Бюл. hh 5 (71) Нижегородский филиал Центрального научно-исследовательского института конструкционных материалов "Прометей" . (72) В.М.Сенопальников, В.В.Вдовин, В.А.Кильдюшев, В.Н.Кривое и Л.П.Орлов (53) 669.168 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 469754, кл. С 21 С 7/00, 1973.

Патент ClllA hh 3063831, кл. 75-129, . опублик. 1962. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„„5U 1710584 А1 (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к процессам получения ферросплавов. Цель изобретения— повышение массовой доли титана в титансодержащем сплаве. Способ получения титансодержащих сплавов в футерованной емкости без внешнего нагрева включает заливку перегретого расплава на основе желе.за и смешение его с. титансодержащим скрапом. Новым в способе является то, что перегретый расплав заливают в футерованную емкость снизу или сбоку, а титановый скрап подают сверху, по мере растворения и одновременно на всю поверхность ванны в футерованной емкости. Устройство для получения таких сплавов дополнительно

1710584

15

25

40 снабжено полой металлической обечайкой 3 для удержания скрапа 4 литникавым каналом 2 для бокового или нижнего подвода 3 для удержания скрапа 4 литниковым каналом 2 для бокового или нижнего подвода расплава и поршнем, обеспечивающим перемещение скрапа внутри обечайки и футеФ

Изобретение относится к металлургии, в частности к процессам получения ферросплавов для выплавки и электродуговой сварки стали.

Известны способы получения титансодержащих сплавов, заключающиеся в смешении отходов титана с жидким ферросплавом без дополнительного подвода тепла.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения титановых сплавов, содержащих по весу 7;30% титана, заключающийся в том, что титановый скрап и жидкий перегретый расплав железа или железа с кремнием смешиваются без внешнего нагрева. При.этом титановый скрап загружается в ковш и заливается сверху жидким перегретым расплавом.

Известно устройство для получения титановых сплавов путем смещения титанового скрапа и жидкого перегретого расплава, представляющее собой футерованный ковш.

Недостаток известного способа и устройства заключается в том, что они не обеспечивают получения титансодержащих сплавов с массовой долей титана более

30%. Это объясняется тем, что в связи с малой плотностью титанового скрала (0,100,85 т/мз) для его размещения необходима емкость, значительно превышающая по объему объем заливаемого перегретого расплава (плотность жидкого железа 7,0 т/мз) и образующегося титанового сплава (плотность 5 — 6 т/мз), Заливки в ковш малого, по сравнению с его емкостью, объема расплава приводит к большим тепловым потерям в футеровку. Дополнительные тепловые потери возникают также при разбрызгивании струи расплава, падающей на титановый скрап, В результате соотношение полезного тепла, складывающегося из теплоты перегрева расплава и тепла растворения титана в железо, и тепловых потерь системы расплав-скрап-ковш, не обеспечивает получение массовой доли титана в конечном продукте более 30%. рованной емкости 1 сверху вниз за счет гравитации или привода. С целью удобства эксплуатации полая обечайка снабжена съемным днищем и выполнена переносной.

Изобретение позволяет получить сплав с содержанием титана более 30 мас.%. 2 с.п. и

1 з.п,ф-лы, 3 ил.

Цель изобретения — повышение массовой доли титана в титансодержащем сплаве, а также удобство эксплуатации устройств для получения титансодержащего сплава.

Поставленная цель достигается тем. что согласна способу получения титансадержащих сплавов в футераванной емкости без внешнего нагрева, включающему заливку перегретого расплава на основе железа и смешение его с титановым скрапом в футефованной емкости, перегретый расплав заливают снизу или сбоку, а титановый скрап подают сверху через обечайку непрерывно по мере растворения и одновременно на всю поверхйость.металлической ванны.

Поставленная цель достигается также тем, что устройство для получения титансодержащих сплавов, содержащее футераванную емкость, дополнительно снабжено полой металлической обечайкой, литникавым каналом, выполненным снизу или сбоку, и поршнем с приводом, размещенным сверху над емкостью.

Полая металлическая абечайка дополнительно снабжена съемным днищем и выполнена переносной.

Полая металлическая абечайка, литникавый канал и поршень, обеспечивают заливку перегретого расплава на основе

30 железа в футерованную емкость снизу или сбоку и подачу титансодержащего скрапа сверху непрерывно по мере растворения и одновременно через всю поверхность металлической ванны в футерованной емко35 сти. Для удобства эксплуатации устройства полая. металлическая обечайка снабжена съемным днищем и выполнена переносной, На фиг, 1-3 представлена схема конкретного выполнения предлагаемого устройства.

Пример 1. Получение титансадержащего сплава осуществляют в футерованной емкости 1, представляющей собой носковый поворотный ковш емкостью 250 кг с литниковым каналом 2, В ковш, нагретый до

400 С установлена коническая обечайкв 3, расширяющаяся снизу и упирающаяся в стенки ковша на расстоянии 250 мм от дна.

17 t 0584

Объем ковша ниже обечайки и обечайка заполнейы отходами титанового сплава 4— стружкой и тонколистовой обрезью(94% титака). Сверху на отходы титанового сплава

4 установлен поршень 5, массой 40 кг, связанный с траверсой 6 ковша 1 тросом. Длина троса обеспечивает опускание нижнего торца поршня 5 до уровня нижнего торца обечайки 3, Жидкий расплав на основе железа (сталь марки 3) выплавляют в индукционной

10 печи ИСТ-0,16. Ковш 1 наклоняют в сторону носка и подают краном под желоб печи.

Производят выпуск порции стали иэ печи в ковш 1 по литниковому каналу 2 под титансодержащий скрап 4, По окончании выпуска ковш 1 поворачивают в вертикальное положение и устанавливают на рабочей.площадке., Под давлением поршня 5 отходы

20 титанового сплава 4 по мере их растворения через всю поверхность металлической ванны непрерывно подавались в расплав на дне ковша 1. После полного оседания поршня 5 его и обечайку 3 извлекают из ковша

1. Расплав в ковше I перемешивают шомполами и переливают в изложницу. После остывания сплава производят отбор проб на механический анализ массовой доли тйтана в нем.

Результаты опытов приведены в табл. 1.

Пример 2. Получекие титансодержащего сплава осуществляют в футероваиной емкости 1 с боковым литниковым какалом 2 и переносной, расширяющейся к низу, ко35 нической обечайкой 3, установленной на футерованную емкость 1 соосно с кей.

Обечайка 3 снабжена съемным днищем 4, выполненным в виде шибера, перемещаемого нормально оси обечайки 3 с помощью тросовой лебедки 5. Сверху на обеч йке 3

40 установлена крышка 6 с закрепленным на, ней с помощью троса 7 поршнем 8. Длина троса 7 обеспечивает ход поршня 8 под действием собственного веса по всей длине обечайки 3 и, частично, по высоте полости 45 футерованной емкости 1. B днище футерованной емкости 1 выполнено выпускное отверстие 9, запирающееся огнеулорной.пробкой 10.

Титансодержащий скрап, состоящий из стружки и тонколистовой обрези (95% титана), загружают в обечайку 3 с закрытым днищем. После загрузки требуемого количества титанового скрапа ка обечайку 3 устанавли50 вают крышку с закрепленным на тросе пор- 55 шнем 8. Футерованную емкость 1 . устанавливают к индукционной печи ИСТ0,25 так, чтобы произвести выпуск из нее сплава на основе железа непосредственно в литниковый канал 2. Футеровку емкости прогревают газовой горелкой. После этого на емкость 1 устанэвливают обечайку 3 с титансодержащим скрапом заодно с поршнем 8 и крышкой 6. С помощью тросовой лебедки днище обечайки 3 снимают, выдвигая его в сторону, противоположную литниковому каналу 2. При этом скрап под давлением веса поршня 8 подается в футерованную емкость 1. После этого сплав на основе железа (ст. марки 3) при 16501700 С выпускают из печи по литниковому каналу в футерованную емкость 1. По мере растворения титансодержащего скрапа в стали происходит его непрерывная подача через всю поверхность металлической ванны на дне футерованной емкости за счет давления поршня 8. После полного опускания поршня 8 обечайка 3 заодно с крышкой и поршнем 8 снимаются с футерованной емкости 1. Расплав титансодержащего сплава перемешивается шомполом и выпускается в изложницу через выпускное отверстие после отбрасывания огнеупорной пробки.

Результаты опытов приведены в табл. 2.

Использование предлагаемых способа и устройства позволяет достичь массовой доли титана в титансодержащем сплаве, производимом путем смешения жидкого расплава на основе железа с титансодержащим скрапом без дополнительного подвода энергии, более 30%, что расширяет приме- . нимость этой технологии в промышленности по сравнению с известным способом и повышает рентабельность производства.

Кроме того, появляется возможность использования в качестве титансодержащего скрапа наиболее дешевых отходов — вьюкковой стружки без какой-либо предварительной ее обработки, так как объем используемой партии титансодержащей шихты не ограничен объемом ковша.

Формула изобретения

1. Способ получения титансодержащих сплавов в футерованной емкости без внешнего нагрева, включающий заливку перегретого расплава на основе железа и смешение

его с титановым скрапом в футерованкой емкости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения массовой доли титана в титансодержащем сплаве, перегретый расплав заливают снизу или сбоку, а титановый скрап подают сверху через обечайку непрерывно по мере растворения и одновременно на всю поверхность металлической ванны.

2. Устройство для получения титансодержащих сплавов, содержащее футерованную емкость, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что

1710584

Таблица 1

Таблица 2 оно дополнительно снабжено полой металлической обечайкой, литниковым каналом, выполненным сниау или сбоку, и поршнем с приводом, размещенным сверху над емкостью.

3. Устройство по п.2, отл ича ю щеес я тем, что, с целью обеспечения удобства в эксплуатации, полая металлическая обечайка дополнительно снабжена съемным

5 днищем и выполнена переносной, 1710584

4иг. 3

Составитель Т.Морозова

Редактор С.Патрушева Техред М.Моргентал Корректор M.Пожо

Заказ 312 Тираж .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ : СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г; Ужгород, ул; Гагарина, 461