CN107400741B - 一种熔融含钛高炉渣冶炼低硅钛铁工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔融含钛高炉渣冶炼低硅钛铁工艺,按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:(10~15)的质量比备料;将铝铁合金破碎并磨制大于等于300目,添加氧化钙混料至其均匀包覆在铝铁合金粉末表面;将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,放入电阻炉内,随炉一起升温至1450~1650℃,改成恒温控制。将混好配料均匀加入熔池中,加料速度为4.5~5.5g/min,加料结束后,保温5~10min;在1450℃~1650℃下取出,水冷,干燥;机械法分离渣和合金。本发明铝铁合金粉末为大于300目,同时控制加入速度,以控制铝、硅参与还原反应时间,提高它们的还原效率,减少铝铁合金粉末消耗,降低合金中硅和残铝含量,实现了降低工艺成本、合金中降硅增钛的目的。
Description
技术领域
本发明属于高炉渣利用技术领域,特别涉及一种熔融含钛高炉渣利用技术,利用熔融含钛高炉渣生产低硅钛铁。
背景技术
我国钛资源丰富,储量世界第一,主要赋存在攀西地区的钒钛磁铁矿中,其利用率很低,主要原因高炉炼铁只回收了钒和铁,钛以二氧化钛形式进入高炉渣(质量分数约为25%),形成复杂的矿相,难以回收利用。目前在渣厂已堆积了7000万吨,每年仍以300万吨速度增加,占用土地,污染环境,浪费资源,如能很好利用含钛高炉渣对我国钛资源利用具有重大意义。
国内许多科技工作者对含钛高炉渣利用做了大量研究,主要集中在以下几种方法:1)用其制备水泥,如能成功应用,需降低高炉渣中的TiO2含量,否则水泥活性差,易结晶;2)湿法提钛,主要是酸、碱处理制备钛白粉,存在酸碱消耗大、残渣量大、污染环境和腐蚀设备等缺点;3)高温碳化低温氯化制备TiCl4,缺点是氯化过程中易形成沸点高、粘性大的CaCl2和MgCl2,使氯化设备不能长期正常运转;4)高温钛富集,将分散的钛富集到钙钛矿或黑矿石中,通过选矿的方法选出富钛矿,这种方法实际中还很难实现;5)制取钛合金,采用铝、硅等元素还原渣中钛制备钛合金,这种方法尽管取得了一些成果,但三个关键问题没有解决,一是工艺成本高,冶炼时间较长,电能消耗大,铝、硅等还原剂用量大。二是制备钛合金中硅、铝等杂质含量高,在合金化过程中所能应用的钢种有限。三是提钛后残渣利用及污染环境问题。
关于利用熔融含钛高炉渣制取钛合金,授权专利1(CN103173628B)和授权专利2(CN103484683A)同样采用铝粉作为还原剂,氧化钙调整熔渣碱度,冶炼制取钛合金,缺点是铝粉价格高,含钛炉渣和铝粉配比分别为100:25.98和100:(20~25),铝粉消耗量大,在实际生产中成本高而不可行,制备的合金中硅和铝含量高,在合金化过程中所能应用的钢种受限,专利2提及采用钙还原含钛炉渣,由于钙在高温下易挥发性,所以在高温、真空环境下其还原效率是很低的。
“提高钛硅合金等级的研究”,李祖树、徐楚韶,《重庆大学学报》,1994年第17卷4期,报道了采用硅铁作还原剂冶炼硅钛合金,钛回收率<60%,且冶炼时间较长需70~90min,硅铁量太多钛回收率增加很少,只会增加合金中硅含量,降低合金中钛含量,为了提高合金中钛含量和贫化渣中TiO2,提高钛回收率,作者采用硅铝铁作为还原剂,硅铝铁还原剂在价格上比铝粉便宜,还原能力比硅铁还原剂强的多,采用硅铝铁作还原剂有利于生产低硅、高钛合金。但是,作者忽略的是含钛高炉渣中TiO2和SiO2的含量均在20%以上,铝的还原能力比硅要强的多,其还原TiO2和SiO2能力又相近,熔融含钛高炉渣中钛、硅同时被铝还原出来,采用硅铝铁作还原剂,其还原效率提高不大,但造成制备钛合金中硅含量高。制得合金的化学成分(%):31.63Ti、32.79Si,钛的回收率为84.29%。
发明内容
本发明目的提供一种熔融含钛高炉渣冶炼低硅钛铁工艺,所要解决的技术问题是:现有技术中以硅铁、铝硅铁、铝粉为还原剂,冶炼制备钛合金。存在还原剂消耗量大,合金中硅、铝含量偏高等缺点。本发明采用适量铝铁合金粉末对熔融含钛高炉渣还原,控制铝铁粉末加入速度,设计熔渣熔池的深度,添加氧化钙调整熔渣碱度,在稳定的工艺参数下,制得低硅钛铁和可再利用残渣。
本发明的技术方案为:一种熔融含钛高炉渣冶炼低硅钛铁工艺,其基本思路为:采用铝铁合金还原熔融含钛高炉渣,利用氧化钙调整炉渣碱度,在稳定工艺参数下,制备低硅钛铁和可再次利用残渣。工艺中要求熔渣熔池具有一定深度,采用铝铁合金为有粒度要求的粉末,同时控制粉末的加入速度,以控制铝、硅参与还原反应时间,提高它们的还原效率,减少铝铁合金粉末消耗,降低合金中硅和残铝含量,实现了降低工艺成本、合金中降硅增钛的目的,使在合金化时制备的硅钛铁合金应用的钢种更多。分离出的残渣为高碱度、低熔点的高铝渣,可作为炼钢时精炼渣使用。具体工艺步骤如下:
(1)备料:以含钛高炉渣和铝铁合金为原料,用氧化钙调整渣碱度,含钛高炉渣主要成分:TiO2、CaO、SiO2、MgO和Al2O3,其中TiO2含量为20%~25%,铝铁合金:40%~60%Al和其余Fe。按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:(10~15)的质量比备料,所述百分比为质量百分比;
(2)预处理:将铝铁合金破碎并磨制大于等于300目,有利于提高粉末熔化速度,加快与熔渣之间液相传质,增大还原反应界面积,添加氧化钙混料至其均匀包覆在铝铁合金粉末表面,待用;
(3)熔渣还原:将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,为了使铝铁颗粒在熔池中下降能够和熔渣充分反应,保证熔渣熔池的深度不低于50mm,因此,渣的装入量不小于180g,外套石墨保护坩埚,一起放入MoSi2电阻炉内,随炉一起升温,温度升至1450℃~1650℃,改成自动恒温控制。通过坩埚上方的旋转加料装置将步骤(2)中混好配料均匀加入熔池中,加料速度为4.5~5.5g/min,加料结束后,保温5~10min。整个熔渣冶炼过程在常压下进行并全程通氩气保护;
(4)水冷:保温结束后,在1450℃~1650℃下取出,直接放入水中冷却,然后放入干燥箱内干燥;
(5)渣金分离:机械法分离渣和合金,分别得到低硅钛铁和可利用残渣。
本发明与现有技术相比具有的有益效果在于:本发明按渣:铝铁=100:37.94的质量比配料,铝消耗量低,但足以还原渣中钛和部分硅,得到含有微量铝的低硅钛铁,同时得到高碱度、高铝硅比和低熔点的预熔渣。本发明的工艺流程简单,工艺参数稳定,完成反应时间短,反应效率高,渣和合金分离好。加入氧化钙,增大渣碱度,和还原后渣中大量的三氧化铝化合生成低熔点、低粘度的Ca12Al14O33,有利于渣和合金的有效分离。
附图说明
图1本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合图1和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1:
1)按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:10的质量比备料,称取含钛高炉渣200g,铝铁合金75.88g,其中铝含量为50%,氧化钙20g,备用,所述百分比为质量百分比;
2)将铝铁合金破碎并磨至大于等于300目,加入氧化钙混料2h,使氧化钙均匀包覆在粉末表面;
3)将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,外套石墨保护坩埚,放入MoSi2电阻炉内,随炉升温至1450℃,改成自动恒温控制。待渣熔清后,熔池的深度约为55mm,通过坩埚上方的旋转加料装置将步骤2中混好配料均匀加入熔池中,加料速度为4.5g/min,加料结束后,保温10min。整个熔渣冶炼过程在常压下进行并全程通氩气保护;
4)水冷:保温结束后,在1450℃下取出,直接放入水中冷却,然后放入干燥箱内干燥;
5)渣金分离:机械法分离渣和合金,分别得到低硅钛铁和可利用残渣。
实施例2:
1)按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:13的质量比备料,称取含钛高炉渣300g,铝铁合金113.82g,其中铝含量为50%,氧化钙39g,备用。
2)将铝铁合金破碎并磨至大于等于300目,加入氧化钙混料2h,使氧化钙均匀包覆在粉末表面;
3)将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,外套石墨保护坩埚,放入MoSi2电阻炉内,随炉升温至1550℃,改成自动恒温控制。待渣熔清后,熔池的深度约80mm通过坩埚上方的旋转加料装置将步骤2中混好配料均匀加入熔池中,加料速度为5g/min,加料结束后,保温10min。整个熔渣冶炼过程在常压下进行并全程通氩气保护;
4)水冷:保温结束后,在1550℃下取出,直接放入水中冷却,然后放入干燥箱内干燥;
5)渣金分离:机械法分离渣和合金,分别得到低硅钛铁和可利用残渣。
实施例3:
1)按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:15的质量比备料,称取含钛高炉渣400g,铝铁合金151.76g,其中铝含量为50%,氧化钙60g,备用。
2)将铝铁合金破碎并磨至大于等于300目,加入氧化钙混料2h,使氧化钙均匀包覆在粉末表面;
3)将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,外套石墨保护坩埚,放入MoSi2电阻炉内,随炉升温至1600℃,改成自动恒温控制。待渣熔清后,熔池的深度约110mm通过坩埚上方的旋转加料装置将步骤2中混好配料均匀加入熔池中,加料速度为5.5g/min,加料结束后,保温10min。整个熔渣冶炼过程在常压下进行并全程通氩气保护;
4)水冷:保温结束后,在1600℃下取出,直接放入水中冷却,然后放入干燥箱内干燥;
5)渣金分离:机械法分离渣和合金,分别得到低硅钛铁和可利用残渣。
表1原始含钛炉渣和本发明三个实施例的化学分析结果
TiO<sub>2</sub>,% | CaO,% | SiO<sub>2</sub>,% | MgO,% | Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>,%<sub></sub> | |
原始含钛高炉渣 | 22.16 | 28.14 | 25.24 | 8.3 | 12.76 |
渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:10 | 1.91 | 36.93 | 8.76 | 7.04 | 41.36 |
渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:13 | 0.97 | 39.39 | 8.83 | 6.97 | 41.85 |
渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:15 | 1.06 | 40.15 | 9.62 | 6.45 | 40.32 |
表2本发明三个实施例制得合金成分、钛回收率及渣中TiO2还原率
由表2可知,通过本发明制得的硅钛铁合金中,钛含量均大于30%,硅含量小于20%,合金中铝含量基本为零,铝铁中铝的利用率非常高,有效地降低铝的消耗,制得合金可以在钢种直接合金化时代替部分钛铁。钛的回收率平均值大于85%,渣中TiO2还原率大于90%,渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:13时,钛的回收率和渣还原率最高,反应后残渣碱度大于4.0,铝硅比高,钙铝质量比接近1:1,有利于形成低熔点、低粘度Ca12Al14O33,可以在钢水精炼时作精炼渣用于脱硫磷。
Claims (1)
1.一种熔融含钛高炉渣冶炼低硅钛铁工艺,其特征在于工艺步骤如下:
(1)备料:以含钛高炉渣和铝铁合金为原料,用氧化钙调整渣碱度,含钛高炉渣主要成分:TiO2、CaO、SiO2、MgO和Al2O3,其中TiO2含量为20%~25%,铝铁合金:40%~60%Al和其余Fe;按渣:铝铁:氧化钙=100:37.94:(10~15)的质量比备料,所述百分比为质量百分比;
(2)预处理:将铝铁合金破碎并磨制大于等于300目,添加氧化钙混料至其均匀包覆在铝铁合金粉末表面,待用;
(3)熔渣还原:将含钛高炉渣装入氧化镁坩埚内,外套石墨保护坩埚,一起放入MoSi2电阻炉内,随炉一起升温,温度升至1450℃~1650℃,改成自动恒温控制;通过坩埚上方的旋转加料装置将步骤(2)中混好配料均匀加入熔池中,熔渣熔池的深度不低于50mm,加料速度为4.5~5.5g/min,加料结束后,保温5~10min;整个熔渣冶炼过程在常压下进行并全程通氩气保护;
(4)水冷:保温结束后,在1450℃~1550℃下取出,直接放入水中冷却,然后放入干燥箱内干燥;
(5)渣金分离:机械法分离渣和合金,分别得到低硅钛铁和可利用残渣,所述可利用残渣中形成低熔点、低粘度的Ca12Al14O33。
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提高钛硅合金等级的研究;李祖树等;《重庆大学学报》;19940731;第17卷(第4期);第96-103页 * |
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