Modelling of Metallothermic Reactions-Local Reaction Rates during Aluminothermic gamma-TiAI-Nb Production

摘要

Obwohl metallothermische Reaktionen ublicherweise fur die Herstellung von Ferrolegierungen wie FeV, FeCr oder FeNb eingesetzt werden, sind die Reaktionsmechanismen nicht ausreichend bekannt, um verschiedene Effekte zu erklaren, die bei der Reaktion ablaufen. Am IME Metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling, Institut und Lehrstuhl der RWTH Aachen, wurden metallothermische Reaktionen im Labor-und Pilotmassstab (10 kg bzw. 180 kg) durchgefuhrt, um die Ausbreitung der Reaktionsfront zu untersuchen. Es konnte nachgewiesen werden, dass zwei aufeinander folgende Reaktionsphasen existieren, die aufgrund unterschiedlicher Druckverhaltnisse in der Schuttung deutlich verschiedene Reaktionsraten aufweisen. Abhangig von Grosse, Dichte und Zundverhalten der Reaktionsmischung und der Menge und Viskositat der gasformigen Reaktionsprodukte herrscht die erste oder zweite Reaktionsphase vor.%Although metallothermic reactions are commonly used to produce ferroalloys such as FeV, FeCr or FeNb, the understanding of the reaction mechanism is insufficient to explain several effects during the reaction. At IME Process Metallurgy and Metal Recycling, department and chair of RWTH Aachen University, metallothermic reactions were conducted in laboratory (10 kg) and pilot scale (180 kg) to examine the propagation of the reaction front. It was found, that there exist two subsequent reaction phases with different reaction rates due to the pressure condition in the bulk phase. Depending on the size, density and ignition behaviour of the reaction material and the amount and viscosity of gaseous reaction products, the first or the second phase predominates.