Published November 17, 1981 | Version v1
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Production of titanium or solid alloy from TiO2 by magnesium, calcium or aluminum

Creators

Description

A patent filed by CEA in 1970 proposed a process for obtaining solid titanium by reducing TiO2 by magnesium in the presence of slag (CaF2) in a special crucible heated by high frequency induction current. The aim of the present study (1980-1981) was to exploit this patent and develop a prototype machine for continuous production of titanium with the view to build a pilot workshop. This paper describes the various involved chemical reactions, the technologies, crucibles, process control, etc. and results of experimental studies with magnesium, calcium and aluminium. A continuous process, based on the production of the Ti-Al alloy, has been developed. This prototype, erected at CEA-SAP in Marcoule should produce around 20 kg / h of titanium. (author)

Abstract (French)

Un brevet depose par le CEA en 1970 proposait un procede permettant d'obtenir du titane massif en reduisant TiO2 par le magnesium en presence de laitier (CaF2) dans un creuset special chauffe par courant d'induction haute frequence. Le but de l'etude presente, dont les travaux se sont echelonnes d'avril 1980 a mai 1981, etait d'exploiter ce brevet et mettre au point une machine prototype de production continue de titane en vue de la construction d'un atelier pilote. Les etudes experimentales dans les conditions le plus diverses ont demontre, d'une facon irrefutable, que le brevet CEA ne pouvait pas s'appliquer a la reduction de TiO2 soit par le magnesium, soit par le calcium, car une reaction inverse se produit avant le rassemblement du titane liquide. La reduction de TiO2 par le magnesium en melange pulverulent, chauffe dans un four tournant sous argon jusqu'a 800 deg. C, n'est pas complete (≅90 pc). Le brevet CEA applique a la reduction de TiO2 par l'aluminium conduit, dans les meilleures conditions, a la production d'alliage Ti - 30 pc d'Al dont la teneur en oxygene est acceptable (≅3000 ppm). Un procede continu, base sur la production de l'alliage Ti-Al, a ete mis au point. Son exploitation sur un prototype devrait etre immediate. Ce prototype, erige au CEA-SAP de Marcoule et dont l'exploitation a ete suspendue, devrait produire environ 20 kg/h de titane. D'une facon generale le brevet CEA n'est applicable qu'aux metaux dont le point de fusion est inferieur au point d'ebullition du metal reducteur utilise. Une autre limitation causee par la formation d'alliage entre le metal recherche et le metal reducteur est a prendre en consideration. (auteur)

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Original title (French)
Elaboration de titane ou d'alliage massif a partir de TiO2 par magnesium, calcium ou aluminium

Publishing Information

Imprint Pagination
98 p.
Report number
FRCEA-TH--12362

INIS

Country of Publication
France
Country of Input or Organization
France
INIS RN
52006808
Subject category
S36: MATERIALS SCIENCE;
Resource subtype / Literary indicator
Thesis
Descriptors DEI
ALUMINIUM; ALUMINIUM ALLOYS; CASTING; CEA; CRUCIBLES; EFFICIENCY; INDUCTION; MAGNESIUM; PATENTS; PILOT PLANTS; PRODUCTION; REDUCTION; TECHNOLOGY UTILIZATION; TITANIUM; TITANIUM ALLOYS; TITANIUM OXIDES
Descriptors DEC
ALKALINE EARTH METALS; ALLOYS; CHALCOGENIDES; CHEMICAL REACTIONS; DOCUMENT TYPES; ELEMENTS; FABRICATION; FRENCH ORGANIZATIONS; FUNCTIONAL MODELS; METALS; NATIONAL ORGANIZATIONS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT ALLOYS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENTS

Optional Information

Notes
10 refs.; Available from the INIS Liaison Officer for France, see the INIS website for current contact and E-mail addresses