CN101003872A - 一种低碳低硅钛铁及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铁合金技术领域，尤其是一种低碳低硅钛铁及其制备工艺，它主要含有钛、铝和铁，还含有硅、碳、磷、硫、铜和锰，各组份重量百分比(％)组成为：钛45－55、铝8－12、硅≤1.5、碳0.02－0.05、磷≤0.04、硫≤0.03、铜0.05－0.1和铁余量。以钛精矿和金红石为原料，采用铝热法的熔炼方法制得，工艺过程为：a.选料、烘烤；b.按重量配比分别配混主料和点火剂；c.将点火剂和部分主料所组成的底料投入熔炼炉，用红火激发点火剂，待反应形成熔池后向熔炉内投入主料；d.投加渣面缓凝剂石灰粉，排渣；e.冷却，精整筛分。使用本发明的低碳低硅钛铁，能降低钛合金的冶炼成本，并使钛具有较好的利用率。

Description

一种低碳低硅钛铁及其制备工艺

技术领域

本发明涉及铁合金技术领域，尤其是一种低碳低硅钛铁及其制备工艺。

背景技术

随着各种炼钢精练技术的发展，人们已经能够比较容易的控制钢中的有害元素，从而提高钢种的性能，以适合不同制造工业的需要。因而钢铁行业对炼钢所用的铁合金也提出了高纯度化的要求，希望投入钢水中的铁合金所含杂质元素尽可能的低，以免对钢水造成二次污染。

众所周知，高延伸率的深冲薄铁板是以钛作为钢材的合金化剂的，一般采用向钢水精练炉内投加钛铁的方法获得。因此，它要求钛铁中所含硅、碳、硫、磷等杂质元素要尽可能的低，否则，会影响成品钢材的延伸率和深冲性。但是，钛铁、尤其是高钛铁是以金属钛加铁重熔而成的，因受到金属钛资源的限制，难以大规模的生产，很难满足炼钢行业如此大规模的需要。于是直接采用钛精矿来制得炼钢用的低硅钛铁及其制备方法应运而生，如中国专利ZL97107131.4，名称为“低硅钛铁的制备方法”，公开的一种低硅钛铁的制备方法，其是以铝粒作为还原剂和重熔发热剂，以钛材废料和钛精矿两者一起为原料，采用铝热法和重熔法相结合的熔炼方法制得。但仍受到废钛资源的限制，在冶炼钢材时，对钢水的脱氧以及控制钢材在奥氏体状态下初生晶粒的大小、有利于有价元素钛的利用方面效果不是十分明显，并且用其冶炼出的钢材在防止老化、可塑性能、抗大气的腐蚀性以及良好的机械加工性能方面不是很理想。

中国专利公开号CN1446932所公开的《低硅钛铁及其制备方法》，主要介绍的一种含钛量重量百分比为35-75％的低硅钛铁，以钛精矿和钛材废料一起作为原料，采用铝热法和重熔相结合的熔炼方法，或以废钢和纯钛，在敞开式中频炉重熔制得的低硅钛铁，该发明采用重熔法或将铝热法和重熔法结合起来，制备方法简单可靠、投资少、成本较低，且成品中杂质含量低，有利于微量元素的存在和控制，但缺点是该发明所公开的低硅钛铁中的钛和铝的含量范围较宽，而事实上其所含元素量的不同对钛铁的使用性能及使用成本影响较大，具体说有不同钛铁的钛的利用率不同、不同钛铁的销售价格悬殊较大。例如：一种含钛重量比70％的70钛铁，70钛铁历来以其钛含量高、杂质元素含量低而备受用户青睐，但70钛铁同时存在的问题：一是比重较小，在钢液中不易下沉，因此主元素钛的收得率稍低，二是70钛铁中的碳、铜等微量元素的含量对钢液也存在一定程度的再次污染；再例如：一种钛铁，其含铝重量比3-5％，含硅重量比0.4-0.5％，铝和硅的较低含量，不能充分发挥铝和硅的比钛高的活性，也降低了钛的利用率；再例如，70钛铁的销售价格为2000元/品位左右，40钛铁的销售价格为600元/品位左右，价格相差3.2倍，可见，使用不同成分的钛铁也会引起钢铁合金的不同的冶炼成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种冶炼含钛合金用的低硅钛铁，具有较低的使用成本，较好的钛利用率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低碳低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有硅、碳、磷、硫、铜和锰，各组份重量百分比(％)组成为：钛45-55、铝8-12、硅≤1.5、碳0.02-0.05、磷≤0.04、硫≤0.03、铜0.05-0.1和铁余量。

上述的低碳低硅钛铁的制备工艺，以钛精矿和金红石为原料，采用铝热法的熔炼方法制得，并具有如下工艺过程，a、选料、烘烤；b、按重量配比分别配混主料和点火剂；c、将点火剂和部分主料所组成的底料投入熔炼炉，用红火激发点火剂，待反应形成熔池后向熔炉内投入主料；d、投加渣面缓凝剂石灰粉，排渣；e、冷却，精整筛分。

进一步说：所述的主料包括钛精矿、金红石、铝粒、石灰和发热剂。

再进一步说：所述的发热剂为氯酸钾。

更进一步说：所述的主料中钛精矿∶金红石∶铝粒∶石灰∶氯酸钾的重量配比为23∶32∶35∶7.5∶2。

本发明的有益效果是：一、本发明的一种低碳低硅钛铁用于冶炼含钛合金具有较低的使用成本，较好的钛利用率；含有的微量元素、在钢材冶炼时能有效脱氧、并控制奥氏体初生晶粒大小、提高有价元素钛的利用率，且能提高成品钢材的防腐蚀性能和机械加工性能，杂质含量低，由于本发明中，要求含有适量的铝，这样在炼钢时，由于铝元素的存在，一方面可起到脱氧和控制钢在奥氏体状态时初生晶粒的大小的作用，另一方面可与钛结合，形成铝钛化合物，从而抑制合金中硅钛化合物的形成，以把合金中有害元素硅的含量控制到预期的要求，另外成品钢材中适量铝的存在，能防止钢的老化和提高其可塑性，成品钢材中微量铜的存在，可提高钢材对大气腐蚀的抵抗力；二、本发明采用铝热法制备，制备方法简单可靠、投资少、成本较低，且成品中杂质含量低，有利于微量元素的存在和控制。

具体实施方式

一种用于冶炼含钛合金钢的低碳低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有硅、碳、磷、硫、铜和锰，各组份重量百分比(％)组成为：钛45-55、铝8-12、硅≤1.5、碳0.02-0.05、磷≤0.04、硫≤0.03、铜0.05-0.1和铁余量。

以上所述的用于冶炼含钛合金钢的低碳低硅钛铁的制备方法，以钛精矿和金红石为原料，采用铝热法的熔炼方法制得。具体依次按照以下步骤进行，按要求选料、烘烤；按重量配比分别配混主料和点火剂，主料包括钛精矿、金红石、铝粒、石灰和发热剂，点火剂由铝粒、铁磷、硝酸钠组成；将一定量的主料和点火剂所组成的底料投入熔炼炉；用红火激发点火剂；待反应形成熔池后向熔炉内投入主料；待主料反应完毕后；投加精炼料；投加渣面缓凝剂石灰粉；排渣；冷却；精整筛分。

以下是本发明优选的实施例，制备本发明所述的用于冶炼含钛钢种的低硅钛铁。

1、设备：

主要设备是：反射炉、配料桶、存料桶、转鼓式混料机、中间料仓、冶炼炉、冷却水箱等。

2、原料要求：

钛精矿：TiO2≥48％，SiO2≤1.5％，∑Fe≤35％，C、S、P均≤0.02％；

金红石：TiO2≥90％，SiO2≤1.5％，C、S、P均≤0.02％；

铝粒：Al≥99％，Si≤0.5％，粒度0.45～0.125mm(40～120目)；

石灰：CaO≥90％，C≤0.4％，粒度≤2mm(10目)；

发热剂用氯酸钾KC103≥99.5％，粒度≤2mm(10目)。

3、原料组成：

把以上原料，按适当的配比和步骤分成不同的操作用料，供后续操作使用，

主料：钛精矿∶金红石∶铝粒∶石灰∶氯酸钾为23∶32∶35∶7.5∶2；

点火剂：铝粒∶铁磷∶硝酸钠为5∶6∶4。

4、熔炼操作：

把以上配制好的操作用料按以下步骤，进行熔炼操作：

在熔炼炉内，首先制成一个镁砂窝，然后向镁砂窝中放入主料做为“底料”以及点火剂，采用下部点火法，用“红火”激发点火剂引起底料的反应，当底料反应形成熔池后继续加入主料，主料加入的量和加入速度应随着熔池的扩大而增加和加快，直至主料加完。

待上述熔炼反应完毕后，随即快速而均匀地加入精练料。

当主料在熔炼炉中反应完毕后，即向熔炼炉中加入石灰粉，其目的是使渣面缓凝，以利于炉内残存的气体顺利排除和钛铁珠的充分沉降。一段时间后放掉熔炼炉中的废渣。熔炼结束，待熔炼炉中的成品自然冷却后，再进一步水冷后，送精整区进行精整、筛分、包装。

通过以上方法，熔炼得到的用于冶炼含钛钢种的低硅钛铁，成品的化学成分化验结果如下：

钛49.5、铝9.5、铜0.07、硅1.35、碳0.04、磷0.025、硫0.02、铁余量。

Claims (5)

1、一种低碳低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有硅、碳、磷、硫、铜和锰，其特征是各组份重量百分比(％)组成为：钛45-55、铝8-12、硅≤1.5、碳0.02-0.05、磷≤0.04、硫≤0.03、铜0.05-0.1和铁余量。

2、制备权利要求1所述的低碳低硅钛铁的工艺，其特征是：以钛精矿和金红石为原料，采用铝热法的熔炼方法制得，并具有如下工艺过程，a、选料、烘烤；b、按重量配比分别配混主料和点火剂；c、将点火剂和部分主料所组成的底料投入熔炼炉，用红火激发点火剂，待反应形成熔池后向熔炉内投入主料；d、投加渣面缓凝剂石灰粉，排渣；e、冷却，精整筛分。

3、根据权利要求2所述的一种低碳低硅钛铁的制备工艺，其特征是：所述的主料包括钛精矿、金红石、铝粒、石灰和发热剂。

4、根据权利要求3所述的一种低碳低硅钛铁的制备工艺，其特征是：所述的发热剂为氯酸钾。

5、根据权利要求4所述的一种低碳低硅钛铁的制备工艺，其特征是：所述的主料中钛精矿∶金红石∶铝粒∶石灰∶氯酸钾的重量配比为23∶32∶35∶7.5∶2。