專利名稱：使用電感應(yīng)能的ivb族金屬生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及IVB族金屬如鈦的生產(chǎn)方法，其中， 一項(xiàng)或多
項(xiàng)生產(chǎn)步驟使用了感應(yīng)攪拌、加熱或熔化能。
背景技術(shù)：
IVB族材料包括鈦、鋯和鉿。制造純的IVB族金屬如金屬鈦 的方法包括Kmll法，這一方法由還原階段、純化階段和均勻?；A段 構(gòu)成。還原階段中，將液態(tài)四氯化鈦加到還原容器內(nèi)的熔融鎂中，四氯 化鈦被還原成多孔的鈦海綿，同時(shí)得到氯化鎂副產(chǎn)物。該反應(yīng)在惰性氣 氛中發(fā)生。液態(tài)四氯化鈦物料由鈦礦石經(jīng)碳化/氯化反應(yīng)而得。將容器 內(nèi)的氯化鎂回收，剩下含未反應(yīng)的鎂和殘余氯化鎂等雜質(zhì)的鈦海綿。通 過Kroll法批量生產(chǎn)的不純的鈦海綿的產(chǎn)率較低。例如，整個(gè)還原過程 可能需要幾天的時(shí)間才能得到幾噸不純的鈦海綿。而且得到不純的鈦海 綿之后，必須在純化階段將雜質(zhì)去除。該階段，通常在還原容器內(nèi)或者 將鈦海綿從還原容器中刮出來后將鈦海綿加熱，使殘余的鎂和氯化鎂蒸 發(fā)。最后，通常通過粉碎和攪拌得到Kroll法的終產(chǎn)品，即含有大小均 勻的鈦海綿顆粒的中間形態(tài)的金屬鈦。這種鈦海綿被用作物料，熔融成 鈦錠，通常采用電弧或電子束熔融法熔煉而成。再將鈦錠加工成鈦管和 鈦板等終產(chǎn)品。本發(fā)明的一個(gè)目的是增加將物料還原成海綿形態(tài)的IVB族 材料的產(chǎn)率，例如該物料是四氯化鈦，該海綿形態(tài)的IVB族材料是鈦 海綿。
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本發(fā)明的另一個(gè)目的是將生產(chǎn)純的IVB族金屬的還原階段、 純化階段和熔融階段整合到一個(gè)生產(chǎn)容器內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及在還原劑中還原IVB族金屬物料， 同時(shí)通過電感應(yīng)方式攪動(dòng)還原劑，從而生產(chǎn)IVB族金屬中間形態(tài)的裝 置和方法。可以將得到的中間形態(tài)感應(yīng)加熱，除去該IVB族金屬中間 形態(tài)中的一種或多種雜質(zhì)。IVB族金屬可以是鈦、所用物料和還原劑分 別是四氯化鈦和鎂。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及生產(chǎn)IVB族金屬的裝置和方法。 將IVB族金屬物料加到還原劑中，該還原劑裝在外面纏繞一個(gè)或多個(gè) 感應(yīng)線圈的電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)。在物料被還原成IVB族金屬中間形態(tài)的 過程中，往一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加攪拌交流電；還原過程中，可能產(chǎn) 生一種或多種副產(chǎn)物。在還原成IVB族金屬中間形態(tài)后，視情況可將 冷坩堝內(nèi)剩余的IVB族金屬中間形態(tài)進(jìn)行電感應(yīng)加熱以去除其中的雜 質(zhì)，得到純的IVB族金屬中間形態(tài)。將冷坩堝內(nèi)的雜質(zhì)清除出去，然 后可視情況通過電感應(yīng)將純的IVB族金屬中間形態(tài)熔融，并從冷坩堝 中取出。還有一種方法是，可讓熔融后的純的IVB族金屬中間形態(tài)在 冷坩堝內(nèi)凝固，形成固體錠，然后從冷坩堝中取出。所述IVB族金屬 可以是鈦、所用物料和還原劑分別是四氯化鈦和鎂。下面在說明書和所附權(quán)利要求中對(duì)本發(fā)明的上述及其他方 面作進(jìn)一步說明。


為闡述本發(fā)明之便，用附圖表示了本發(fā)明的優(yōu)選形式，但應(yīng) 該理解，本發(fā)明不應(yīng)限于圖中所示的精確布局和手段。圖1所示為本發(fā)明加工IVB族金屬的一個(gè)實(shí)施例。
圖2是本發(fā)明加工鈦的一個(gè)實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用一可密閉的反應(yīng)容器，將 IVB族金屬物料還原成IVB族金屬中間形態(tài)。該容器至少部分由側(cè)壁構(gòu) 成，該側(cè)壁由銅或不銹鋼合金等材料制成，這類材料能允許外部磁場(chǎng)進(jìn) 入該容器，這樣該磁場(chǎng)就能與容器內(nèi)反應(yīng)浴液中的電感應(yīng)組分耦聯(lián)。將 該容器側(cè)壁外部的至少一部分纏繞一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈，再通過一個(gè)或 多個(gè)合適的交流電源向該線圈施加電流，就可以產(chǎn)生上述外部磁場(chǎng)。將 還原劑和IVB族金屬物料一同引入容器，在惰性氣氛中形成反應(yīng)浴液。 在容器內(nèi)IVB族金屬中間形態(tài)形成的還原過程中，往纏繞在容器外的 一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中施加攪拌交流電以感應(yīng)攪拌該浴液。還原過程中 容器內(nèi)可能產(chǎn)生一種或多種副產(chǎn)物。可以從容器中取出IVB族金屬中 間形態(tài)，或者可選地，在將容器中的一種或多種副產(chǎn)物去除后，往纏繞 在容器外部的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加合適的加熱交流電，將該IVB 族金屬中間形態(tài)感應(yīng)加熱到足以釋放出其中的一種或多種副產(chǎn)物的溫 度，例如使雜質(zhì)蒸發(fā)，剩下純的該IVB族金屬中間形態(tài)，然后可以從 容器中取出供進(jìn)一歩加工用。當(dāng)該IVB族金屬是鈦時(shí)，本發(fā)明上述說明中提到的物料主 要是四氯化鈦，還原劑是熔融的鎂。感應(yīng)攪拌容器中的熔融鎂的同時(shí)， 往容器內(nèi)用與Kroll法中還原階段一樣的方法(Kroll法中沒有感應(yīng)攪拌 的步驟)加入四氯化鈦。還可以將容器內(nèi)的熔融鎂感應(yīng)加熱，或者可以 將容器內(nèi)的固體鎂感應(yīng)加熱。四氯化鈦被還原成鈦的中間形態(tài)，即鈦海 綿，同時(shí)主要生成副產(chǎn)物氯化鎂，可以將容器中的該副產(chǎn)物回收。感應(yīng) 攪拌反應(yīng)浴液，使鈦海綿的重量增加，至少一部分原因是由于用此法所 得鈦海綿比還原階段不用感應(yīng)攪拌方法所得鈦海綿更均勻，更密集。本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述加工容器包括電感應(yīng)冷塒堝 爐，如本文所述，該坩堝爐的操作做了改進(jìn)。通常的冷坩堝感應(yīng)爐包括帶孔的爐壁和底座，它們形成用于電感應(yīng)加熱金屬并使其熔化的容器。 該容器外部纏了一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈，這樣當(dāng)交流電流過線圈時(shí)便產(chǎn)生 了磁場(chǎng)。磁場(chǎng)與容器內(nèi)的金屬耦聯(lián)，將該金屬感應(yīng)加熱并電磁攪拌?？?制磁場(chǎng)的參數(shù)可以有選擇地得到加熱和攪拌效果。所述坩堝的分塊式爐 壁，某些設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中還包括底座，在冷卻液流過這些爐壁塊和底座(如 果底座需要冷卻的話)后被冷卻。在作為烙爐的操作過程中，靠近分塊
式爐壁和底座處熔融金屬冷凍后形成"渣殼"(skull)，將坩堝內(nèi)熔融金 屬與爐壁和底座分隔開。 一般的冷坩堝感應(yīng)爐參見美國(guó)專利4,058,668。 本發(fā)明的方法可以在任何合適的冷坩堝感應(yīng)爐內(nèi)實(shí)施。參見圖1，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，將IVB族金屬物料12 逐漸加到裝在電感應(yīng)冷坩堝爐卯內(nèi)的還原劑14中。在坩堝內(nèi)IVB族 金屬中間形態(tài)16形成同時(shí)產(chǎn)生一種或多種副產(chǎn)物18的還原過程中，往 纏繞在冷坩堝外部的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加攪拌交流電，將物料12 和還原劑14形成的反應(yīng)浴感應(yīng)攪拌。優(yōu)選地，但不限于，攪拌電流的 頻率為l-100kHz。所施加的感應(yīng)攪拌功率通常是低功率，這樣IVB族 金屬中間形態(tài)不會(huì)被熔化。感應(yīng)攪拌模式取決于具體的應(yīng)用實(shí)例。例如，在還原過程中， 可以直到開始往冷坩堝內(nèi)加入還原劑之后再開始攪拌，或者可以以任何 頻率間歇地?cái)嚢琛?一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的排布也會(huì)影響該攪拌程序。例 如，攪拌樣式可以是(1)坩堝中央內(nèi)部區(qū)域的流體向上運(yùn)動(dòng)和環(huán)繞坩 堝內(nèi)壁的流體向下運(yùn)動(dòng)，或者(2)坩堝中央內(nèi)部區(qū)域的流體向下運(yùn)動(dòng) 和環(huán)繞坩堝內(nèi)壁的流體向上運(yùn)動(dòng)?？梢詫⒗溘釄鍍?nèi)的副產(chǎn)物18抽出，往纏繞在冷塒堝外部的 一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加加熱電流，將得到的中間形態(tài)16感應(yīng)加熱。 施加的感應(yīng)加熱功率通常是足以使中間形態(tài)16中的一種或多種雜質(zhì)20 蒸發(fā)或以其他方法釋放出來但不會(huì)使該中間形態(tài)16熔化的大小。從冷 坩堝中除去一種或多種雜質(zhì)20后，純的IVB族金屬中間形態(tài)22被留 在坩堝內(nèi)。
往纏繞在冷坩堝外部的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加熔融電流， 能將純的IVB族金屬中間形態(tài)22感應(yīng)熔化。這一步驟中，冷坩堝充當(dāng)
冷坩堝熔爐用，在該熔爐和坩堝內(nèi)的IVB族金屬熔融態(tài)24之間形成渣 殼。從冷坩堝中以適當(dāng)?shù)姆绞綄VB族金屬熔融態(tài)24取出，例如從冷 坩堝中倒出，從冷坩堝底部排出，或者從冷坩堝中壓填到一容器內(nèi)。另 一種可供選擇的方法是，可將坩堝內(nèi)的IVB族金屬熔融態(tài)24轉(zhuǎn)變成IVB 族金屬固化態(tài)26，然后作為固體錠從冷坩堝中取出。參照?qǐng)D2，對(duì)于上述冷坩堝加工方法，當(dāng)要生產(chǎn)的IVB族金 屬是鈦時(shí)，所用物料是四氯化鈦(TiCU) 32，在惰性氣氛(如氬氣)下， 將它逐漸加到冷坩堝內(nèi)的還原劑鎂(Mg) 34中。該冷坩堝本身可以是 密閉的，或者可以將其置于可密閉的容器內(nèi)。在坩堝內(nèi)鈦中間形態(tài)即鈦 海綿36形成同時(shí)產(chǎn)生氯化鎂(MgCl2)副產(chǎn)物38的還原過程中，往纏 繞在冷坩堝外部的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈施加攪拌交流電，將四氯化鈦和 鎂形成的反應(yīng)浴感應(yīng)攪拌。可以用任何合適的方法將氯化鎂從冷柑堝中 取出。例如，可以將用合適材料如陶瓷制成的排放管埋在液體反應(yīng)浴中， 將還原過程的收獲物氯化鎂從冷坩堝中排放出。必要的話，還可以通過 電感方式將冷坩堝內(nèi)的鎂加熱。該過程中產(chǎn)生的任何熱量可由流過冷坩 堝分塊式壁的流體介質(zhì)帶走。如上所述，特定的感應(yīng)攪拌模式，包括攪 拌進(jìn)行的時(shí)間段或多個(gè)時(shí)間段，將取決于特定的應(yīng)用實(shí)例。在冷坩堝90中得到所需重量的鈦海綿36后，可通過抽真空 方式將冷坩堝中的氣體抽出。往一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中施加加熱交流 電，可將鈦海綿和雜質(zhì)40 (主要是未反應(yīng)的鎂和殘余的氯化鎂)感應(yīng) 加熱。冷坩堝內(nèi)的溫度升高到足以使殘余的鎂和氯化鎂蒸發(fā)，但不會(huì)使 鈦海綿熔化。將施加于纏繞在坩堝外部的一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的功率增 加到合適的蒸發(fā)感應(yīng)加熱功率水平，可以進(jìn)行加熱，可以將冷坩堝中的 蒸發(fā)雜質(zhì)回收，將純的鈦海綿42留在坩堝內(nèi)。將施加的感應(yīng)功率增加到合適的熔融感應(yīng)功率水平，會(huì)使柑 堝內(nèi)的鈦海綿熔化。這一階段，冷坩堝感應(yīng)熔爐發(fā)揮傳統(tǒng)的真空冷坩堝熔爐的作用，渣殼在坩堝的爐壁和底座之間形成，熔融鈦含在渣殼內(nèi)。 將熔融鈦感應(yīng)攪拌，促使可能殘留在該熔融體中的任何其他雜質(zhì)釋放出 來。或者，在這一階段，可以加入鈦物料，例如前面冷坩堝熔融過程中 產(chǎn)生的固態(tài)渣殼鈦，或合金供料進(jìn)行熔化。通過熔化和攪拌階段加以純化和均質(zhì)化后，可用任何合適的 方法將熔融鈦44從冷坩堝90中取出。例如，可以從坩堝中將熔融鈦倒 出，或者用底部排放管從坩堝中排出，或者往一容器內(nèi)加壓反重力填充， 例如，將一填充管的開口端埋在熔融鈦內(nèi)，給熔融鈦表面施加一正壓， 使熔融鈦通過填充管排出并進(jìn)入與該填充管相對(duì)端相連的容器內(nèi)。另一
可供選擇的方法是，可以讓熔融鈦在坩堝內(nèi)轉(zhuǎn)變成固體鈦46，然后以
固體錠的形式從坩堝中回收。在本發(fā)明可選用的實(shí)施例中，可以在加入IVB族金屬物料 和還原劑之前，將優(yōu)選但不限于用加工出的IVB族金屬制成的襯里插
入冷坩堝中。該襯里可用任何不會(huì)明顯與本發(fā)明所述方法所用任何材料 發(fā)生反應(yīng)的材料制成。可以將該襯里裁成適合襯在坩堝內(nèi)壁和底座上的 形狀。當(dāng)使用襯里時(shí)，施加攪拌交流電和加熱交流電的頻率范圍應(yīng)在施 加攪拌或加熱交流電的時(shí)間段內(nèi)不會(huì)將該襯里熔化。襯里的構(gòu)造，例如 厚度，應(yīng)能允許攪拌和加熱交流電通過該襯里但不會(huì)在襯里中產(chǎn)生顯著
的渦流。IVB族金屬中間形態(tài)在坩堝內(nèi)的熔融步驟中，襯里與IVB族金 屬中間形態(tài)一同被熔化。雖然在本發(fā)明上述實(shí)施例的不同步驟中都提到攪拌、加熱和 熔融感應(yīng)交流電，但是在這些步驟的一個(gè)或多個(gè)步驟中使用的感應(yīng)交流 電還可以將本發(fā)明其它實(shí)施例中的攪拌、加熱和熔融三項(xiàng)功能中的至少 兩項(xiàng)組合在一起。本文中給出的本發(fā)明上述實(shí)施例僅僅是為了闡釋之用，而絕 不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。雖然參照各種實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說 明，將是本文所用詞句都只是說明和闡述性詞句，而不是限制性詞句。 雖然本文參照具體方法、材料和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)
12明并非局限于本文公開的具體細(xì)節(jié)，相反，本發(fā)明延及所附權(quán)利要求的 范圍內(nèi)的所有功能等同的結(jié)構(gòu)、方法和用途。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員從本 說明書的教導(dǎo)中受益后，可以對(duì)本發(fā)明作出大量的改動(dòng)，而且可以作出 改變但不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種形成IVB族金屬中間態(tài)海綿的方法，其包括以下步驟在外面纏繞了一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的反應(yīng)容器內(nèi)提供一惰性氣氛；將還原劑置于所述反應(yīng)容器內(nèi)；將IVB族金屬物料加到所述還原劑中；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加攪拌交流電以使所述還原劑和物料在所述反應(yīng)容器內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流；以及所述IVB族金屬物料被還原成所述IVB族金屬的中間形態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生一種或多種副產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟 從所述反應(yīng)容器中取出所述一種或多種副產(chǎn)物， 去除所述反應(yīng)容器中的惰性氣氛，以及往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加加熱交流電以 去除所述IVB族金屬中間形態(tài)中的一種或多種雜質(zhì)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述IVB族金屬物料是四 氯化鈦，所述還原劑是鎂，所述中間形態(tài)是鈦海綿。
4. 一種形成IVB族金屬的方法，其包括以下步驟 將還原劑置于外面纏繞了一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)； 將IVB族金屬物料加到所述還原劑中；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加攪拌交流電以使所述還原劑和物料在所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流；以及所述IVB族金屬物料被還原成所述IVB族金屬中間形態(tài)，同時(shí)產(chǎn) 生一種或多種副產(chǎn)物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟 從所述電感應(yīng)冷坩堝中取出所述一種或多種副產(chǎn)物，往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加加熱交流電以 感應(yīng)加熱所述IVB族金屬中間形態(tài)，使該中間形態(tài)中的一種或多種雜質(zhì)釋放出來，從而生產(chǎn)出純的IVB族金屬中間形態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟從所述電感應(yīng)冷坩堝中去除所述一種或多種雜質(zhì)，和 往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加熔融交流電以感應(yīng)熔化所述純的IVB族金屬中間形態(tài)，使該中間形態(tài)中的一種或多 種雜質(zhì)釋放出來，從而生產(chǎn)出熔融IVB族金屬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟在將還原劑置于所述電感應(yīng)冷柑堝內(nèi)和將所述IVB族金屬物料加 到所述還原劑中的步驟之前，將襯里插到所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述熔融IVB族 金屬?gòu)乃鲭姼袘?yīng)冷坩堝內(nèi)取出的步驟。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，將所述熔融IVB族金屬取 出的步驟包括將所述冷坩堝傾斜，然后將所述熔融IVB族金屬?gòu)脑撾?感應(yīng)冷坩堝中倒出。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，將所述熔融IVB族金屬 取出的步驟包括將所述熔融IVB族金屬?gòu)乃鲭姼袘?yīng)冷坩堝底部排放 出來。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，將所述熔融IVB族金屬 取出的步驟包括向所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)的熔融IVB族金屬加壓，依靠 反重力將該熔融IVB族金屬壓到一容器內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述電感應(yīng)冷柑 堝內(nèi)使所述熔融IVB族金屬凝固的步驟。
13. —種形成純的金屬鈦的方法，其包括以下步驟在外面纏繞了一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)提供一惰性 氣氛-，將鎂置于所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)；將四氯化鈦加到所述鎂中；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加攪拌交流電以使所述鎂和四氯化鈦在所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流；以及所述四氯化鈦被還原成鈦海綿，同時(shí)產(chǎn)生一種或多種包括氯化鎂的 副產(chǎn)物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其進(jìn)一步包括以下歩驟從所述電感應(yīng)冷坩堝中取出所述一種或多種副產(chǎn)物，去除所述電感應(yīng)冷坩堝中的惰性氣氛，以及往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加加熱交流電以 使所述鈦海綿中的一種或多種雜質(zhì)釋放出來，在所述電感應(yīng)冷坩堝中形 成純的鈦海綿。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其進(jìn)一步包括以下歩驟 從所述電感應(yīng)冷坩堝中去除所述一種或多種雜質(zhì)； 將所述電感應(yīng)冷坩堝抽真空；以及往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加熔融交流電以 感應(yīng)熔化所述純的鈦海綿。
16. —種形成純的金屬鈦的方法，其包括以下歩驟在外面纏繞了一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)提供一惰性氣氛；將鎂置于所述電感應(yīng)冷柑堝內(nèi)；將四氯化鈦加到所述鎂中；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加攪拌交流電以 使所述鎂和四氯化鈦在所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流；所述四氯化鈦被還原成鈦海綿，同時(shí)產(chǎn)生一種或多種包括氯化鎂的副產(chǎn)物；從所述電感應(yīng)冷坩堝中取出所述一種或多種副產(chǎn)物； 去除所述電感應(yīng)冷坩堝中的惰性氣氛；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加加熱交流電以 使所述鈦海綿中的一種或多種雜質(zhì)釋放出來，在所述電感應(yīng)冷坩堝中形 成純的鈦海綿；從所述電感應(yīng)冷坩堝中去除所述一種或多種雜質(zhì)；將所述電感應(yīng)冷坩堝抽真空；以及往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加熔融交流電以 感應(yīng)熔化所述純的鈦海綿。
17. —種形成純的金屬鈦的方法，其包括以下步驟將導(dǎo)電襯里插到具有一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈的電感應(yīng)冷柑堝內(nèi)；在所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)提供一惰性氣氛；將鎂置于所述電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)；將四氯化鈦加到所述鎂中；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加攪拌交流電以 使所述鎂和四氯化鈦在所述電感應(yīng)冷柑堝內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流；所述四氯化鈦被還原成鈦海綿，同時(shí)產(chǎn)生一種或多種包括氯化鎂的 副產(chǎn)物；從所述電感應(yīng)冷坩堝中取出所述一種或多種副產(chǎn)物；去除所述電感應(yīng)冷坩堝中的惰性氣氛；往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加加熱交流電以 使所述鈦海綿中的一種或多種雜質(zhì)釋放出來，在所述襯里內(nèi)形成純的鈦海綿；從所述電感應(yīng)冷坩堝中去除所述一種或多種雜質(zhì)； 將所述電感應(yīng)冷坩堝抽真空；以及往所述一個(gè)或多個(gè)感應(yīng)線圈中的至少一個(gè)線圈施加熔融交流電以 使所述襯里和所述純的鈦海綿感應(yīng)熔化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置和方法，其中，將置于反應(yīng)液浴中的IVB族金屬物料還原生成IVB族金屬的中間形態(tài)，如鈦海綿，例如所述物料四氯化鈦被熔融鎂還原成鈦海綿，還原過程中所述反應(yīng)液浴被感應(yīng)攪拌。在感應(yīng)攪拌中發(fā)生的還原過程可以在含有或不含襯里的電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)進(jìn)行。所述IVB族金屬中間形態(tài)的后續(xù)純化和熔化過程可以繼續(xù)在該電感應(yīng)冷坩堝內(nèi)進(jìn)行，這樣該冷坩堝可提供純的IVB族金屬。
文檔編號(hào)C22B5/00GK101589161SQ200780050563
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者奧列格·S·菲什曼 申請(qǐng)人:應(yīng)達(dá)公司