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一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法

2020-10-02 08:52:00 點(diǎn)擊數:
專(zhuān)利名稱(chēng):一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及鈦鐵合金的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種用鋁直接還原法生產(chǎn)高鈦鐵的方法。
背景技術(shù)
鈦鐵分為三個(gè)等級,含鈦量分別為25%~35%,35%~45%,65%~75%?,F有技術(shù)中,目前國內外采用鋁熱法只能生產(chǎn)出低、中品位的鈦鐵。例如,我國錦州、遼陽(yáng)、江陰和峨眉鐵合金廠(chǎng)采用鋁熱法,只能生產(chǎn)出含鈦量為30~45%的鈦鐵。生產(chǎn)高鈦鐵的主要方法是重熔法,國內現生產(chǎn)高鈦鐵的技術(shù)落后,主要是以廢鈦料采用感應爐生產(chǎn)(設備能力年產(chǎn)量<500t)。
以金紅石為原料采用爐外法進(jìn)行大規模生產(chǎn)高鈦鐵合金的廠(chǎng)家沒(méi)有,僅一些小規模試驗或生產(chǎn)。如中國專(zhuān)利(公開(kāi)號CN1101080A)公開(kāi)了“一種用鋁熱法生產(chǎn)高鈦鐵的方法”,即是以金紅石、鋁粒、石灰為基本原料,再新增添氯酸鉀作為原料,利用鋁熱法生產(chǎn)高鈦鐵的。該方法工藝簡(jiǎn)單,節省能源,可降低生產(chǎn)成本,只需要簡(jiǎn)單的設備就能直接利用低廉的鈦礦來(lái)生產(chǎn)出高品位的鈦鐵,具有較高的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。另1992年5月2日《世界金屬導報》報導峨眉鐵合金廠(chǎng)在“爐外法冶煉高鈦鐵”實(shí)驗室小試中,產(chǎn)品的含鈦量達70%以上,回收率達78.82%。又如海寧市一家鐵合金廠(chǎng)小規模試驗成功,產(chǎn)品滿(mǎn)足ISO5054-1980 FeTi70A15標準,其中鈦含量達70%,鈦的回收率達67%。國外也有爐外法生產(chǎn)高鈦鐵合金的報導,鈦的回收率≥73%,單位發(fā)熱量為2700~3140KJ/Kg。
但在生產(chǎn)鈦鐵的現有技術(shù)中,仍然存在了下列的一些不足鈦的回收率低;生產(chǎn)周期長(cháng),高鈦鐵渣在冶煉后用干燥的石灰對反應物需要保溫20小時(shí)以上;存在物料噴濺;成品中Ti、Si、Al不易控制等等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對采用鋁熱法生產(chǎn)高鈦鐵的現有技術(shù)中存在的不足,而提出一種新的生產(chǎn)高鈦鐵的工藝方法,克服了鈦回收率低和生產(chǎn)周期長(cháng)等缺陷。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)解決的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,是以金紅石、鋁粒、石灰和氯酸鉀為原料,采用爐外法生產(chǎn)高鈦鐵的方法。
加入的金紅石含TiO2≥87%,C<0.10%,S<0.03%,P<0.04%,其粒度為0.1~0.5mm的量>85%;鋁粉的鋁含量>98%,且其粒度小于1mm;所加入的氯酸鉀含KClO3>99.5%,且其粒度小于1mm;原料配比(wt%)是金紅石∶鋁?!檬摇寐人徕洠?.0∶0.4~0.5∶0.1~0.2∶0.1~0.2;爐料的配鋁系數控制為1.06;加料方式采用一次性加料;冶煉方式上部點(diǎn)火,加精煉料,電加熱。
進(jìn)一步的是,在金紅石和其他原料混合之前要在反射爐中焙燒,焙燒溫度為550~650℃。
進(jìn)一步的是,爐料的單位發(fā)熱量控制在3050~3150KJ/Kg。
更進(jìn)一步的是,待在爐料中加入精料后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為5~10分鐘。
更進(jìn)一步的是,所述的石灰量的配加量為金紅石的20%。
本發(fā)明技術(shù)方案,對金紅石進(jìn)行焙燒的目的是,除去有機雜質(zhì)和水分,并利用焙燒后金紅石中的顯熱增加混合爐料的溫度,借以提高爐料的單位發(fā)熱量,使還原反應的周期縮短。本發(fā)明選擇的金紅石焙燒溫度為550~650℃。
若爐料的單位發(fā)熱量相對不足,則造成鈦的還原反應不充分,爐渣的流動(dòng)性差,渣鐵分離不好,不利于鈦沉降,合金中鈦含量下降;若爐料的單位發(fā)熱量高時(shí),造成鈦的還原反應劇烈,隨之熔爐料激烈攪拌而造成噴濺,增加了TiO2生成TiO的趨勢,使鈦還原減少,合金鈦下降。因此,本發(fā)明中爐料的單位發(fā)熱量控制在3050~3150KJ/Kg。
爐外法冶煉高鈦鐵的原理是,采用鋁作為還原劑,為放熱反應,并為反應提供熱源。本發(fā)明輔以電加熱,在提供輔助熱量的同時(shí),還可以使熔渣較長(cháng)時(shí)間處于熔融狀態(tài),有利與合金顆粒的下沉。
由于TiO是強堿性,只有在足夠的渣中,即堿度大于TiO時(shí),才能使TiO還原成鈦。實(shí)踐證明,石灰量的配加量>20%時(shí),鈦的回收率無(wú)明顯變化。故本發(fā)明中石灰量的配加量最好為金紅石的20%。
采用本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的高鈦鐵的化學(xué)成分為(見(jiàn)下表1)表1本發(fā)明高鈦鐵合金的化學(xué)成分(wt%) 本發(fā)明與現有技術(shù)相比,具有下列優(yōu)點(diǎn)1、利用本發(fā)明生產(chǎn)出來(lái)的高鈦鐵的產(chǎn)品質(zhì)量高。
2、采用本發(fā)明進(jìn)行大規模生產(chǎn)時(shí),鈦的回收率為7 6%以上。
3、生產(chǎn)成本低,具有顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。
具體實(shí)施例方式
下面結合實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)解決方案作進(jìn)一步的說(shuō)明。
實(shí)施例1一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,是以金紅石、鋁粒、石灰和氯酸鉀為原料,采用爐外法生產(chǎn)高鈦鐵的方法。
加入的金紅石含TiO2為90%,C<0.02%,S<0.03%,P<0.04%,其粒度為0.1~0.5mm的量為86%;鋁粉的鋁含量98%,且其粒度小于1mm;所加入的氯酸鉀含KClO399.6%,且其粒度小于1mm。
原料配比(wt%)是金紅石∶鋁?!檬衣人徕?1.0∶0.4~0.5∶0.1~0.2∶0.2。
爐料的配鋁系數控制為1.06。
加料方式采用一次性加料;冶煉方式上部點(diǎn)火,加精煉料,電加熱。
進(jìn)一步的是,在金紅石和其他原料混合之前要在反射爐中焙燒,焙燒溫度為560℃。
進(jìn)一步的是,爐料的單位發(fā)熱量控制在3080KJ/Kg。
更進(jìn)一步的是,待在爐料中加入精料后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為10分鐘。
實(shí)施例2一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,是以金紅石、鋁粒、石灰和氯酸鉀為原料,采用爐外法生產(chǎn)高鈦鐵的方法。
加入的金紅石含TiO2為88%,C<0.02%,S<0.03%,P<0.04%,其粒度為0.1~0.5mm的量為90%;鋁粉的鋁含量99%,且其粒度小于1mm;所加入的氯酸鉀含KClO399.6%,且其粒度小于1mm。
原料配比(wt%)是金紅石∶鋁?!檬摇寐人徕洠?.0∶0.4~0.5∶0.1~0.2∶0.2。
爐料的配鋁系數控制為1.06。
加料方式采用一次性加料;冶煉方式上部點(diǎn)火,加精煉料,電加熱。
進(jìn)一步的是,在金紅石和其他原料混合之前要在反射爐中焙燒,焙燒溫度為600℃。
進(jìn)一步的是,爐料的單位發(fā)熱量控制在3100KJ/Kg。
更進(jìn)一步的是,待在爐料中加入精料后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為8分鐘。
實(shí)施例3一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,是以金紅石、鋁粒、石灰和氯酸鉀為原料,采用爐外法生產(chǎn)高鈦鐵的方法。
加入的金紅石含TiO2為90%,C<0.02%,S<0.03%,P<0.04%,其粒度為0.1~0.5mm的量為90%;鋁粉的鋁含量98%,且其粒度小于1mm;所加入的氯酸鉀含KClO399.5%,且其粒度小于1mm。
原料配比(wt%)是金紅石∶鋁粒石灰∶氯酸鉀=1.0∶0.4~0.5∶0.1~0.2∶0.2。
爐料的配鋁系數控制為1.06。
加料方式采用一次性加料;冶煉方式上部點(diǎn)火,加精煉料,電加熱。
進(jìn)一步的是,在金紅石和其他原料混合之前要在反射爐中焙燒,焙燒溫度為620℃。
進(jìn)一步的是,爐料的單位發(fā)熱量控制在3080 KJ/Kg。
更進(jìn)一步的是,待在爐料中加入精料后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為9分鐘。
實(shí)施例1、2和3生產(chǎn)出的高鈦鐵的化學(xué)成分和回收率見(jiàn)表2,均符合IS05054-1980 FeTi70A15標準的要求表2高鈦鐵的化學(xué)成分和回收率 
權利要求
1.一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,是以金紅石、鋁粒、石灰和氯酸鉀為原料,采用爐外法生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于(1)加入的金紅石含Ti02≥87%,C<0.10%,S<0.03%,P<0.04%,其粒度為0.1~0.5mm的量>85%;鋁粉的鋁含量>98%,且其粒度小于1mm;所加入的氯酸鉀含KClO3>99.5%,且其粒度小于1mm;(2)原料配比(wt%)是金紅石∶鋁?!檬摇寐人徕洠?.0∶0.4~0.5∶0.1~0.2∶0.1~0.2;(3)爐料的配鋁系數控制為1.06;(4)加料方式采用一次性加料;(5)冶煉方式上部點(diǎn)火,加精煉料,電加熱。
2.根據權利要求1所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于在金紅石和其他原料混合之前要在反射爐中焙燒,焙燒溫度為550~650℃。
3.根據權利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于爐料的單位發(fā)熱量控制在3050~3150KJ/Kg。
4.根據權利要求1或2所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于待在爐料中加入精煉后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為5~10分鐘。
5.根據權利要求3所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于待在爐料中加入精煉料后,輔以電加熱,電加熱的時(shí)間為5~10分鐘。
6.根據權利要求1,2或5所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于所述石灰配加量最好為的金紅石的20%。
7.根據權利要求3所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于所述石灰配加量最好為的金紅石的20%。
8.根據權利要求4所述的一種生產(chǎn)高鈦鐵的方法,其特征在于所述石灰配加量最好為的金紅石的20%。

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