Получение ферротитана алюминотермичным способом с массовым содержанием титана 40—43 % без добавления титановых отходов

У статті вдосконалено алюмотермічну технологію за рахунок підбору та розрахунку шихтових матеріалів таким чином, щоб вона забезпечувала отримання феротитану з ільменітового концентрату з масовим вмістом титану на рівні 40—43 %, без додавання титанових відходів. Як основну сировину для проведення експериментів використовували ільменітовий концентрат ММК ім. Ілліча з вмістом ТіО2 63 %. Концентрат попередньо піддавали окисному відпалу при температурі 1100—1150 °С, що дало можливість підвищити вихід титану та знизити витрати алюмінію. Плавки проводили в тиглі (Н = 200 мм, ∅ = 160 мм), футерованому сумішшю магнезитового порошку (95 %), рідкого скла (0,7 %)і вогнетривкої глини (4,3 %); товщина футерівки 25—30 мм. Мікроструктуру та фазовий склад отриманих зразків досліджували на растровому електронному мікроскопі РЕМ 106і та рентгенівському дифрактометрі RIGAKU відповідно. В результаті експериментів отримали феротитан такого хімічного складу (%): 41,7 Ті; 37,2 Fe; 10,1 Аl; 7,2 Si; 1,46 Mn; 0,87 Ca; 1,25 Cr; 0,1 P. Такий хімічний склад відповідає феротитану марки FeTi40Al10 за ДСТУ 4761-91. Отже, проведені експерименти підтвердили, що алюмотермічний спосіб дає змогу отримувати FeTi з масовим вмістом титану 40—43 % з концентрату без використання титанових відходів, що веде до зниження собівартості процесу.This paper seeks to enhance the aluminothermic technology by selecting and calculating charge materials so that this technology provides obtaining ferrotitanium from the ilmenite concentrate without adding titanic waste with 40—43 mas. % of titanium content. To conduct the experiments we use the ilmenite concentrate of the Illich Metallurgy Plant with ТіО2 63 % content as main raw materials. The concentrate previously subjected to oxidizing annealing at a temperature of 1100-1150 °С that allows increasing the titanium output and lowering aluminum consumption. Melting is carried out in the crucible (H — 200 mm, ∅ 160 mm) lining with a mix of magnesite powder (95 %), liquid glass (0,7 %) and refractory clay (4,3 %). The thickness of lining is 25—30 mm. Microstructure and phase structure of the obtained samples are studied on a raster electronic microscope of REM 106і and the x-ray RIGAKU diffracto-meter, respectively. Through experiments conducted, ferrotitanium of the following chemical composition is obtained (%): 41,7 Ті; 37,2 Fe; 10,1 Аl; 7,2 Si; 1,46 Mn; 0,87 Ca; 1,25 Cr; 0,1 P. Such chemical composition corresponds to FeTi40Al10 brand ferrotitanium on ДСТУ 4761-91. Thus, the conducted experiments confirm that the aluminothermic way allows obtaining FeTi with maintenance of titanium of 40—43 mas. % from the concentrate without using titanic waste leading to cost reduction. В статье усовершенствована алюминотермическая технология за счет подбора и расчета шихтовых материалов таким образом, чтобы она обеспечивала получение ферротитана из ильменитового концентрата с массовым содержанием титана на уровне 40—43 %, без добавления титановых отходов. В качестве основного сырья для проведения экспериментов использовали ильменитовый концентрат ММК им. Ильича с содержанием ТіО2 63 %. Концентрат предварительно подвергали окислительному отжигу при температуре 1100—1150 °С, что позволило повысить выход титана и снизить расход алюминия. Плавки проводили в тигле (Н = 200 мм, ∅ = 160 мм), футерованном смесью магнезитового порошка (95 %), жидкого стекла (0,7 %) и огнеупорной глины (4,3 %), толщина футеровки 25—30 мм. Микроструктуру и фазовый состав полученных образцов исследовали на растровом электронном микроскопе РЭМ 106і и рентгеновском дифрактометре RIGAKU соответственно. В результате экспериментов получили ферротитан следующего химического состава (%): 41,7 Ті; 37,2 Fe; 10,1 Аl; 7,2 Si; 1,46 Mn; 0,87 Ca; 1,25 Cr; 0,1 P. Такой химический состав соответствует ферротитану марки FeTi40Al10 по ДСТУ 4761-91. Таким образом, проведенные эксперименты подтвердили, что алюминотермический способ позволяет получать FeTi с массовым содержанием титана 40—43 % из концентрата без использования титановых отходов, что ведет к снижению себестоимости процесса