本发明涉及冶金中的钛铁合金技术领域,尤其为一种用金红石、钛精矿为主要原料来制取低铝硅钛铁合金的生产方法。 目前,国内主要用FeTi30作为不锈钢合金元素及脱气剂,采用铝热法生产。按照国标GB3282-87规定,该钛铁中Ti含量为25-35%,AL含量<8.5%,Si含量为<5.0%。在不锈钢的生产中,30钛铁加的少,则Ti成份达不到指标要求,而达到Ti成份要求的不锈钢中,Al的含量却增高。不锈钢中,含Al量高,则其表面易氧化光洁度差,形成鸡爪形裂纹,致使不锈钢板质量档次降低。如果降低30钛铁中Al的含量,则金属钛的回收率低。
本发明的目的在于避免上述已有技术中的不足之处,而提供一种新品种-低铝硅钛合金及其制造方法。按次法所生产的低铝硅钛铁合金中,Ti的含量为30-40%,Al的含量为≤4.0%而这种硅钛铁合金中,Si的含量≤10%,(硅铁合金Si15-20%)从而保证不锈钢生产中Cr的回收率。
本发明是这样实现的:
根据国外硅钛铁合金的生产,使用情况以及我国特种合金钢对钛铁合金品种质量的特殊要求,结合我厂(河南省巩县金红石厂)多年来生产金红石和钛铁合金的条件,我们采取了以金红石、钛精矿为主要原料,改进工艺参数和制订新工艺流程,内部研究和试制成功了“低铝硅钛铁合金及其制造方法”,其产品地化学成份见附表1。
本发明的制造方法详述如下:
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,用这种钛精矿生产30钛铁合金产品中Ti和Al含量同步相应升高,而钛精矿本身所含铁量入合金达到合金成份所需的铁量,则精练料无法加氧化铁发热剂,这样使渣中应该能回收的Ti少回收10%以上,针对这个问题,本发明的制造方法生产的低铝钛硅铁合金便解决了这个问题。
其具体制造方法为:
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含量为49-52%)占65-95%;或含TiO2≥58%的钛精矿(100%),或天然金红石(TiO2含量≥58%)(100%)。这样作的目的是提高原料中TiO2的含量。
2、铝粒含量为90-98%,粒度0-0.1mm<10%,而0.1-1.8mm>90%。
3、配料:
合金中硅钛比:Si/Ti为0.17-0.32
主料中Fe/TiO2为0.48-0.60
Ti含量为30-40%。
所有原料中的原料粒度均在2mm以下,硅铁采用75#硅铁。
4、采用强发热剂氯酸钾(KClO3),用量为每100Kg钛原料加KClO3为1-5Kg,目的是提高反应保证热加快反应速度。产品成分中:Al≤4.0%,Si≤10%,Ti>30%。
5、工艺流程:
铁磷→氯酸钾(搅拌)→加石灰进行搅拌。硅铁、铝粒进行搅拌。焙烧好的钛精矿(温度为550℃-750℃)存放在保温筒内。首先加金红石,尔后加铝料、硅铁混合物均匀地先后铺在钛精矿上面,混合搅拌1分钟,再加铁磷、氯酸钾、石灰混合料,搅拌1分钟后的温度应控制在200℃-250℃。
6、冶炼炉底加铝-氧化铁发热剂。
7、温度控制:
钛精矿焙烧温度 550-750℃
主料混合后温度 200-250℃
精炼料温度 200-250℃
冶炼炉炉壳温度 ≥110℃
冶炼炉底镁砂温度 ≥150℃
8、配料计算采用微机处理。
9、冶炼时间6-9分钟
本发明实施例:
所用原料及来源:
人造金红石 本厂生产的,一级品金红石,TiO2含量≥87%
铁磷 洛阳钢厂
钛精矿 海南省万宁选矿厂
石灰 本县夹津口石灰厂
氯酸钾 本县氯酸钾厂 含量>95%
硅铁 本县硅铁厂 75#硅铁
铝粒 本厂生产
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
一种用作合金添加剂能提高不锈钢产品质量的低铝硅钛铁合金,它的成份中Ti含量为30-40%,Si≤10.0%,Al≤4.0%,其它化学成份符合GB3282-87,FeTi30-A的标准。它的制造方法为:
主要原料中,金红石占5-35%,钛精矿(TiO2含量为49-52%)占65-95%,或采用TiO2含量≥58%的钛精矿(100%)或天然金红石(TiO2≥58%)(100%)为原料;铝粒含铝量90-98%,粒度0-0.1mm≤10%,0.1-1.8mm≥90%;每100Kg含钛原料中,加入1-5Kg的氯酸钾;Si铁使用75#硅铁;
配料:
原料合金中 Si/Ti 为0.17-0.22
主料中 Fe/TiO2为0.48-0.60
Ti含量为 30-40%;
工序控制:
铝料、硅铁先进行搅拌;
铁磷、氯酸钾进行搅拌;
铁磷、氯酸钾搅拌后再和石灰进行搅拌;
钛精矿、金红石和铝粒、硅铁混合物搅拌;
钛精矿、金红石和铝粒、硅铁搅拌混合后,再和铁磷、氯酸钾、石灰混合物进行混料搅拌;
冶炼炉底加铝-氧化铁发热剂;
把已搅拌好的混合料边冶炼边加料,冶炼时间6-9分钟。
所制得产品的化学成份及性能指标见附表4。
所制得产品的理化分析单见附件1(一式两份);
附图1为低铝硅钛铁合金工艺流程图,流程图中的(1)、(2)、(3)、(4)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30%的钛铁合金系列产品增添了一个新的工艺,开辟了一条新的生产途径。
2、为钛合金增加了一个新品种。
3、该产品作为添加剂,满足了我国不锈钢生产中:Al<0.05%,Si<1.0%,Ti<1.2%的要求,明显地能提高不锈钢产品的质量。
4、低铝硅钛铁合金产品的生产成本比本厂生产的FeTi30合金产品成本降低2%以上。
5、Ti的冶炼回收率大于70%,而国外钛的回收率最大为59.24%(见:参考文献之4)。
附表1
附表2原料名称化学成份<%>TiO2ΣFeFeOSiO2CaoAlSikClO3SPC粒度金红石87.882.41.6230.020.0020.0340目全通160目钛精矿52.2533.4732.730.020.040.06铁磷72.8956.7650.010.0010.0440目全通铝粒97.111.8mm全通硅铁粉71.20.0030.0340目全通石灰2>850.032mm全通氯酸钾>952mm全通
参考文献:
1、铁合金冶金学
[西德] G Volket 主编,余辉 译
上海科学技术社出版,1978年10月 第一版书号:15119.1938
2、铁合金冶炼
[苏联]M.A 雷斯 著,周进华、于忠 译
北京冶金工业出版社出版,1986年10月 第二次印刷
书号:15062.3743
3、浅谈含钛合金剂的生产和应用(一文)
作者:莫叔迟,王作尧,李荣训
冶金部钢铁研究总院
1987年第五期“铁合金”杂志
4、铝硅热法还原海滨砂、钛铁矿
杨玉成 译自《Transactions of the indian institute of Metal》 Vol.37,No.3,June 1984