CN101225483A - 钛铁合金电炉冶炼法 - Google Patents
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Abstract
一种钛铁合金电炉冶炼法，它包括如下工艺步骤：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按配比加入到能承受3000℃以上温度的耐高温冶炼炉内，加热至1800～2200℃，将炉内矿料完全熔化；将还原剂0.5～1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到耐高温冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将耐高温冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；将冶炼好的钛铁合金随耐高温冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从耐高温冶炼炉取出置入冷却池内冷却。本发明冶炼法具有工序简便，操作容易，成本低廉，产量高，产品质量稳定等优点，适合不同容量的中小型冶炼炉的钛铁生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属冶炼方法，特别是一种钛铁合金电炉冶炼法。
背景技术
目前钛铁的生产方法大体上归为以下三种：
1、铝热还原法，该方法是利用金属铝做还原剂，配合添加剂、助熔剂和增热剂还原钛氧化物，在瞬间释放大量还原热的同时还原出含钛氧化物中的金属钛。其不足之处是：这种方法需使用大量的金属铝，并遭出大量的三氧化二铝渣，渣中仍留有15％～25％的钛氧化物不能被还原，而生产出钛铁合金又却含有较多的杂质，为Si、Mn、S、P、V等，由于铝的价格又很高，无法开展正常的生产。
2、感应中频炉重熔法，在中频炉内重熔钛废料和废钢铁生产钛铁。其不足之处是：此方法要求使用钛废料及废钢铁，生产成本过高，产量低，而且原料很紧缺，基本都是进口原料，不宜企业工业化生产。
3、电炉重熔法，利用常规的矿热炉或者电弧炉熔炼钛废料和废钢铁来生产钛铁合金。其不足之处是：生产不能连续进行，综合效益接近中频炉重熔法，也不适宜工业化生产。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足，而提供一种全新的钛铁合金电炉冶炼法，利用普通的冶炼炉冶炼金红石型钛铁合金。
本发明的技术方案是：钛铁合金电炉冶炼法包括如下工艺步骤：
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到能承受3000℃以上温度的耐高温冶炼炉内，加热至1800~2200℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 50~70重量份
金红石(TiO2≥90％) 15~30重量份
生石灰(CaO≥87％) 5~10重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 4~10重量份
硅铁(Si≥73％) 1~6重量份
金属铝粒(Al≥97％) 44~60重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 1.6~3重量份
第二步：将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到耐高温冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将耐高温冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随耐高温冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从耐高温冶炼炉取出置入冷却池内冷却。
本发明的技术方案也可以是：钛铁合金电炉冶炼法包括如下工艺步骤：
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到普通的冶炼炉内，加热至1800~2200℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 50~70重量份
金红石(TiO2≥90％) 15~30重量份
生石灰(CaO≥87％) 5~10重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 4~10重量份
硅铁(Si≥73％) 1~6重量份
金属铝粒(Al≥97％) 44~60重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 1.6~3重量份
第二步：将完全熔化的矿料倒入能承受3000℃以上高温的冶炼炉或坩埚内，将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从冶炼炉或坩埚中取出，置入冷却池内冷却。
本发明进一步的技术方案是：本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 55~65重量份
金红石(TiO2≥90％) 18~25重量份
生石灰(CaO≥87％) 6~8重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 5~8重量份
硅铁(Si≥73％) 2~5重量份
金属铝粒(Al≥97％) 50~55重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 2~2.6重量份
本发明冶炼法用廉价的钛精矿或者钙钛矿以及其他含钛矿料作为原料，直接冶炼出高质量的钛铁合金，结合了“铝热法”、“电炉重熔法”生产钛铁合金的优点，利用金属铝做还原剂，配合增热剂还原钛氧化物，在瞬间释放大量还原热的同时，还原出含钛氧化物中的金属钛，连续生产保证了钛铁合金的高产量和产品成分的稳定，产品成分接近废钛型钛铁合金标准，产量比其它冶炼方法提高5~8％，实现了电炉生产高品位钛铁合金的连续性，与现有的工艺相比，具有工序简便，操作容易，成本低廉，产量高，产品质量稳定等优点，适合不同容量的中小型冶炼炉的钛铁生产。
以下结合具体实施方式对本发明的详细内容作进一步描述。
具体实施方式
实施例1
一种钛铁合金电炉冶炼法，包括如下工艺步骤：
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到能承受3000℃以上温度的耐高温冶炼炉内，加热至2100~2200℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 50~55重量份
金红石(TiO2≥90％) 15~18重量份
生石灰(CaO≥87％) 5~6重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 4~5重量份
硅铁(Si≥73％) 1~2重量份
金属铝粒(Al≥97％) 44~50重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 1.6~2重量份
第二步：将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到耐高温冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将耐高温冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随耐高温冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从耐高温冶炼炉取出置入冷却池内冷却。
实施例2
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到普通的冶炼炉内，加热至1800~1900℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 65~70重量份
金红石(TiO2≥90％) 25~30重量份
生石灰(CaO≥87％) 8~10重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 8~10重量份
硅铁(Si≥73％) 5~6重量份
金属铝粒(Al≥97％) 55~60重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 2.6~3重量份
第二步：将完全熔化的矿料倒入能承受3000℃以上温度的耐高温冶炼炉或坩埚内，将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到耐高温冶炼炉或坩埚内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将耐高温冶炼炉或坩埚内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随耐高温冶炼炉或坩埚内冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从耐高温冶炼炉或或坩埚中取出，置入冷却池内冷却。
本发明已经成功地应用在2000KVA矿热电炉上，生产出含钛量达到41％的钛铁合金，各项经济指标如下：
炉产量：2.5吨/炉
日产量：17.5吨
用电单耗：2800KW·h/吨
合金含钛量：41％
杂质含量：低于国家标准。
Claims (4)
1.一种钛铁合金电炉冶炼法，其特征是包括如下工艺步骤：
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到能承受3000℃以上温度的耐高温冶炼炉内，加热至1800~2200℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 50~70重量份
金红石(TiO2≥90％) 15~30重量份
生石灰(CaO≥87％) 5~10重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 4~10重量份
硅铁(Si≥73％) 1~6重量份
金属铝粒(Al≥97％) 44~60重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 1.6~3重量份
第二步：将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到耐高温冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将耐高温冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随耐高温冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从耐高温冶炼炉取出置入冷却池内冷却。
2.根据权利要求1所述的钛铁合金电炉冶炼法，其特征是本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 55~65重量份
金红石(TiO2≥90％) 18~25重量份
生石灰(CaO≥87％) 6~8重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 5~8重量份
硅铁(Si≥73％) 2~5重量份
金属铝粒(Al≥97％) 50~55重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 2~2.6重量份。
3.一种钛铁合金电炉冶炼法，其特征是包括如下工艺步骤：
第一步：将钛精矿、金红石、生石灰、铁矿粉、硅铁等矿料按以下配比加入到普通的冶炼炉内，加热至1800~2200℃，将炉内矿料完全熔化；
本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 50~70重量份
金红石(TiO2≥90％) 15~30重量份
生石灰(CaO≥87％) 5~10重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 4~10重量份
硅铁(Si≥73％) 1~6重量份
金属铝粒(Al≥97％) 44~60重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 1.6~3重量份
第二步：将完全熔化的矿料倒入能承受3000℃以上高温的冶炼炉或坩埚内，将还原剂0.5~1.0mm的金属铝粒和增热剂氯酸钾加入到冶炼炉内完全熔化的矿料中，利用金属铝释放出的还原热将冶炼炉内的温度提升到3000℃以上，使矿料中二氧化钛还原为金属钛，与铁聚合成钛铁合金；
第三步：将冶炼好的钛铁合金随冶炼炉冷却至500℃以下后，再把凝固的钛铁合金整体从冶炼炉或坩埚中取出，置入冷却池内冷却。
4.根据权利要求3所述的钛铁合金电炉冶炼法，其特征是本发明原料配比为：
钛精矿(TiO2≥46％) 55~65重量份
金红石(TiO2≥90％) 18~25重量份
生石灰(CaO≥87％) 6~8重量份
铁矿粉(Fe≥60％) 5~8重量份
硅铁(Si≥73％) 2~5重量份
金属铝粒(Al≥97％) 50~55％重量份
氯酸钾(KClO3≥98％) 2~2.6％重量份。
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