Möglichkeiten zur Sauerstoffreduktion und Boosterminimierung bei der aluminothermischen Herstellung von Titanlegierungen

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit werden thermochemische sowie prozesstechnische Lösungsansätze zur Sauerstoffreduktion bei der aluminothermischen Herstellung von Titan und Titanlegierungen beleuchtet und experimentell untersucht. Als wesentliche Einflussfaktoren werden die Zusammensetzung von entstehenden Metall- und Schlackenphasen, die Reaktorzustellung sowie vorliegenden Atmosphärenbedingungen systematisch variiert. Darüber hinaus wird auf Basis der erlangten Prozesskenntnisse die Möglichkeit einer neuartigen In-Situ-Desoxidation entwickelt und in Demonstrations-versuchen untersucht. Neben der Fokussierung auf der zu erzielenden Metallreinheit bildet die Verringerung der benötigten chlorhaltigen Boostermenge den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit. Hierbei wird der Ansatz verfolgt, den erforderlichen Energieeintrag in der aluminothermischen Mischung mittels mechanischer Aktivierung der Einsatzstoffe zu senken. Realisiert wird dies durch Mahlen der TiO2-haltigen Rohstoffe Pigment und Rutil sowie partiell auch in Kombination mit dem Reduktionsmittel Aluminiumpulver in Schwingmühlen. Die Untersuchungen beinhalten die Identifizierung geeigneter Parameter, wie beispielsweise Energiedichte oder Korngröße, um einen effizienten ATR-Prozesses zu gewährleisten.