CN1044959A - 低铝硅钛铁合金及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钛铁合金技术领域，它是一种用65-95％的钛精矿以及5-35％的金红石作主要原料并按一定配比和混料方法生产出含量Ti≥30％，Si≤10％，Al≤4.0％的低铝硅钛铁合金产品及其制造方法，该产品理化指标达到了冶金部太原钢铁公司提出的特殊不锈钢所需的要求。该产品用作炼钢的脱气剂及作合金元素的添加剂，另外，还用于制作电焊条的涂料。用作添加剂能提高不锈钢产品的质量，生产成本与生产FeTi₃₀相比可降低2％以上，Ti的回收率大于70％。

Description

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”，其产品的化学成份见附表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<%>
													TiO2	ΣFe	FeO	SiO2	Cao	Al	Si	kClO3	S	P	C	粒度
	金红石	87.88	2.4	1.62	3					0.02	0.002	0.03													40目全通160目
钛精矿													52.25	33.47	32.7	3					0.02	0.04	0.06
	铁磷		72.89	56.76	5					0.01	0.001	0.04													40目全通
铝粒																		97.1	1					1.8mm全通
	硅铁粉							71.2			0.003	0.03													40目全通
石灰																2	>85						0.03	2mm全通
	氯酸钾								>95																2mm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

Claims (3)

1、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，其特征是它的成份中Tl含量为30-40%，Si≤10.0%，Al≤4.0%。

2、根据权利要求1所述的低铝硅钛铁合金，它的制造方法的特征为：

a、主要原料中，金红石占5-35%，钛精矿占65-95%，

b、铝粒含铝量为90-98%，粒度0-0.1mm≤10%，0.1-1.8mm≥90%，

c、每100Kg含TiO₂原料中，加入1-5Kg的铝酸钾，

d、硅铁使用75＃硅铁，粒度＜2mm，

e、配料：

合金中        Si/Ti为        0.17-0.32，

Ti含量为        30-40%。

主料中 Fe/TiO₂为 0.48-0.60

冶炼炉底，加铝-氧化铁发热剂，

f、工序控制：

铝粒、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1分钟，

钛精矿、金红石和铝粒、硅铁混合物后再与铁磷、氯酸钾、石灰混合物进行搅拌1分钟，

冶炼时间为6-9分钟。

3、根据权利要求1、2所述的低铝硅钛铁合金，其特征在于主要原料中所说钛精矿的TiO₂含量为49-52%，而金红石为本厂产品一级品，其中，TiO₂≥87%，S≤0.04%，P≤0.04%，C≤0.06%。

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