Gewinnung kostengünstiger Titanwerkstoffe durch modifizierte Erzeugung von Titanschlacke, aluminothermische Reduktion und pfannenmetallurgische Raffination

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Karl-Heinz Spitzer
• Fachliche Zuordnung: Materialwissenschaft
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2015
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 152496120

Das wesentliche Ziel dieses Teilprojektes ist es, die technische Umsetzbarkeit eines neuartigen, pyrometallurgischen Gewinnungskonzeptes für kostengünstige Titanwerkstoffe anhand von experimentellen und theoretischen Untersuchungen zu beurteilen.Die konzipierte Gewinnungsroute spannt den Bogen von preiswerten Rohstoffen bis zum Halbzeug und soll durch ihr erhebliches Kostensenkungspotential die Voraussetzung schaffen für einen breiten Einsatz von Titanwerkstoffen in Massenanwendungen wie dem Automobilbau, die im Vergleich zum Flugzeugbau weniger sicherheitskritisch sind. In einem ersten Schritt wird aus armen Erzen eine Titanschlacke mit geringen Eisengehalten und Kalk als Flussmittel erzeugt. Im zweiten Schritt soll die flüssige Schlacke aluminothermisch zu einer flüssigen Ti-Al-O-Vorlegierung reduziert werden. Im dritten Schritt erfolgt deren pfannenmetallurgische Raffination im Kalktiegel durch Entaluminierung mit einer kalkgesättigten CaO-TiOx- Schlacke sowie durch Fällungsdesoxidation mit Calcium bzw. elektrochemische Diffusionsdesoxidation.Im Mittelpunkt des Forschungsvorhabens stehen die relevanten thermodynamischen Gleichgewichte zwischen Metall, Schlacke, Feuerfest und Gas, die anhand von Grundlagenversuchen im Labor- und Technikumsmaßstab einerseits sowie durch Modellierung und Simulation andererseits untersucht werden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1372: Prozessstufenminimierte Herstellung von Titan und Titanlegierungen