本发明涉及冶金中钛铁合金技术领域,尤其为一种用金红石、钛精矿为主要原料来制取FeTi40的制造方法。 目前,钛通常以钛铁形式用于炼钢、铸造,脱气剂和电焊条涂料。采用铝热法生产钛铁。FeTi30按国标GB3282-87规定,Ti含量为25-35%,AL含量<9.5%,Si含量<4.0%。在铝热法生产FeTi30过程中,原料全部采用TiO2含量在49-52%的钛精矿,用此原料若生产FeTi40,合金中的钛含量达不到大于35%要求,若采用TiO2含量≥58%的钛精矿可生产出FeTi40,但我国TiO2含量>58%的钛精矿储量有限且产量低(见参考文献之一)满足不了要求;有厂家采用添加金属钛来生产FeTi40,这样作,比用钛的氧化物来生产FeTi40成本要高,生产厂家不宜采用(见参考文献之二)。
本发明的目的在于避免上述已有技术中的不足之处,而提供一种与常规生产FeTi40的不同的制造方法。
本发明是这样实现的:
根据国外铁合金的生产、使用情况以及我国特种合金钢对铁合金品种、质量日趋升高的要求,结合我厂(河南省巩县金红石厂)多年来生产金红石和30钛铁产品地条件,我们采取了以金红石和钛精矿为主要原料,改进工艺参数和工艺流程,内部研究试制成功了生产FeTi40的一种新的制造方法。此法所生产的FeTi40产品的化学成份见附表1。
下面对本发明(FeTi40的一种制造方法)详细说明:
现有技术中生产FeTi30时,使用的是TiO2含量为49-52%的钛精矿作为主要原料,这种原料要达到产品中钛的含量,则需要增加TiO2含量,钛精矿和金红石TiO2含量必需大于58%,否则,产品含Ti量低于35%,或Ti的回收率在55%左右。另外,Ti品位增高,铁渣不易分离,而本发明生产FeTi40产品便解决了这些问题。
其具体制造方法:
1、主要原料中,金红石(一级品:TiO2≥87%,S≤0.04%,P≤0.04%,C≤0.06%)占5-35%,钛精矿(TiO2含量在49-52%)占65-95%;或TiO2≥58%的钛精矿(100%);或天然金红石(TiO2含量≥58%)(100%),其它材料、工艺不变情况下,亦可生产出FeTi40产品来。
2、铝粒含量为97%,粒度0-0.1mm≤10%,0.1-1.5mm≥80%,1.5-2.5mm≤10%。
3、配料:
主料中Fe/TiO2为0.39-0.50
精料中,Fe占总铁量的15-20%
萤石粉用量占石灰用量的5-25%
4、主料中采用强发热剂氯酸钾(KClO3)为1-6Kg/100Kg钛原料,目的是强化反应,提高反应速度。炉底加铝-氧化铁发热剂。
精炼料中用铁量占总铁量的15-20%,是为了让生成大量铁金属颗粒,压迫渣中Ti或其它金属颗粒加速沉降。提高温度,氧化铁含量高,使渣子粘度变稀,利于铁渣分离。
5、采用助溶剂萤石粉,降底渣子粘度,以利于形成的Ti金属颗粒沉降、铁渣分离。
6、工艺流程:
铁磷加入氯酸钾混匀,再与萤石粉混匀,焙烧好的钛精矿(温度为550℃-750℃)存放在保温筒内,按顺序加入金红石、硅铁、石灰、铝粒,搅拌机搅拌1分钟,再加入铁磷、氯酸钾、萤石粉混合料搅拌1分钟,混合后的料温应控制在200-250℃。
7、温度控制:
钛铁矿焙烧温度 550-750℃
主料混合后温度 200-250℃
精炼料温度 200-250℃
冶炼炉壳温度 ≥110℃
冶炼炉底镁砂温度 ≥150℃
本发明实施例:
人造金红石 本厂产品一级品,TiO2≥87%
铁磷 洛阳钢厂,Fe>66%
钛精矿 海南省万宁选矿厂,TiO2含量为49-52%
石灰 本县夹津口石灰厂,CaO≥85%
氯酸钾 本县氯酸钾厂,含量>95%
硅铁 本县硅铁厂,75#硅铁
铝粒 本厂,Al>97%
萤石粉 长沙市大托矿石粉厂,CaF2>85%
所用原料的化学成份见附表2
所用原料的配料单见附表3
能达到GB3282-87标准要求的FeTi40的一种制造方法,其特征在于:
1、主要原料中,金红石占5-35%,钛精矿(TiO2含量在49-52%)占65-95%,或TiO2含量≥58%的钛精矿(100%)或金红石为原料(100%)。
2、铝粒含量>97%,粒度0-0.1mm≤10%,0.1-1.5mm≥80%,1.5-2.5mm≤10%。
3、每100Kg钛原料需加入KClO3,1-6Kg。
4、硅铁使用75#硅铁,萤石粉用量占石灰用量的5-25%,粒度为120目。
配料:
主料中,Fe/TiO2为0.39-0.50
精炼料中,配铁占总铁量的15-20%
工序控制:
铁磷、氯酸钾混合,搅拌均匀,
铁磷、氯酸钾混合料和萤石粉进行搅拌均匀。
加料顺序为:
钛精矿、金红石、硅铁、石灰、铝粒,进行混料、搅拌1分钟加入铁磷、氯酸钾、萤石粉搅拌1分钟。
冶炼时,主料温度控制在200-250℃,精炼料温度控制在200-250℃,炉底加铝-氧化铁发热剂。
所制得产品的化学成份及性能见附表4、5
所制得产品的理化性能指标见附件1(一式二份)。
附图1为FeTi40产品制造方法的工艺流程图,流程图中的(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)为加料顺序号。
本发明的积极效果:
1、为国内用钛精矿生产钛含量大于35%的钛铁合金系列产品开辟了一条新途径,增添了一条新工艺。
2、用作添加剂能提高不锈钢,特种钢产品的质量,亦可用于电焊条的较好涂料。
3、FeTi40生产成本与FeTi30生产成本基本一样。
4、Ti的回收率大于68%。
附表3原料料别金红石钛精矿铝粒铁磷硅铁石灰萤石粉氯酸钾主料257542.0821.37.414精炼料2.28.61.30.90.2
参考文献:
1、有色金属技术经济研究<月刊>,1988.10“钛资源概况及对我国发展钛工业的意见”一文作者:孙延贵
准印证号:京新出版字第88161号
2、铁合金冶炼
[苏]M.A.雷斯著
周进华,于忠 译
北京冶金出版社出版 书号 15062.3742
1986年10月 第二次印刷