CN102758053B - 一种抗氧化的钛铁料及其制备方法 - Google Patents

一种抗氧化的钛铁料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：90～99.5%，SiO2：0.1～8%，Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物：0.025～3%；并满足：SiO2与Na2O或K2O或两者的混合物之比为1：1～4；制备方法：将Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物在0.025～3%任意取值与水配备成水溶液；将TiFe与所制备的水溶液以任意比例混合后喷雾干燥并待用。本发明通过采用对钛铁的包覆处理，可以提高钛铁在高炉风口、铁口及它处喂钛铁包芯线时的回收利用率，减少资源的浪费。本发明操作方便，价格低廉，利于炉窑的维护和钢水合金化的效率，且不需要连续护炉和整体维护，如局部冷却水温度升高，只需局部喂处理后的钛铁线即可。

Description

一种抗氧化的钛铁料及其制备方法
技术领域
本发明涉及钛铁料，具体属于经表面处理的钛铁料，确切讲属于一种抗氧化的钛铁料及其制备方法。
背景技术
钛铁是一种重要的钢铁辅助材料，它可以用于钢的成份调整，也可以用于耐火材料的添加物，还可用于高炉护炉。在使用过程中，如果接触氧气或氧化介质，钛铁存在高温氧化的问题，导致收得率低，造成钛铁料的浪费，生产成本增加。因此，如何解决钛铁氧化的问题，提高收得率，使氧化问题降低或完全消除，增强钛铁表面抗氧化的能力至关重要。目前使用钛铁较多的主要在钢种的成份调整；另外一个重要用途是高炉的护炉新方法中的喂钛线技术，在高炉的风口、铁口喂钛铁包芯线，这个过程由于有氧化介质存在，就容易产生氧化问题。实验表明钛铁在1200℃的氧化率可以达到52.5%，这样钛铁氧化后随渣排出，没有达到护炉的效果。传统的钒钛矿护炉方法每吨铁水加钛量5~7公斤，每座高炉护炉成本可以达到每年几千万元。采用优化处理的喂钛铁线技术，可以大幅度降低成本，增强高炉的护炉效果。
经初步检索，文献1涉及一种超微细钛铁粉，铁灰色粉末，粒度为500~3000目，相对密度4.565，化学组成为TiO2≥31%、TiFe≥31%、S≤0.18%、Fe2O3≤8%、P≤1.5%，本品无毒、无臭、无异味，不合放射性元素，重金属含量少，可代替红丹粉、铁红粉、云铁粉、三聚磷酸铝等防锈颜料，用于制备环氧树脂、聚氨酯、酚醛树脂等防锈耐腐蚀胶粘剂和涂料。文献2公开了一种电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法，采用TiO2(二氧化钛)≥47％、P(磷)≤0.03％的钛精矿，不必进行氧化焙烧，而是直接与由焦炭粉和石灰石粉混合而成的还原剂分层相间隔的装入耐火材料罐体中，在1200℃±100℃下经20～30小时还原而成。文献3公开了一种还原钛铁矿粉的制取方法及其用途，属于钛精矿用固体碳还原剂干法还原制取金属技术领域，采用将钛精矿原料先氧化焙烧后再用固体碳还原剂进行二阶段还原的两个步骤，原料中 Ca，Mg，Al等杂质元素的含量高，这些杂质元素的氧化物对其终端产品无不良影响，可以综合利用铁、钛资源，还原产物的产品用于制作电焊条药皮涂料。
文献1：什邡市长江化工实业有限公司.超微细钛铁粉.粘接.2005,26(2)：12。
文献2：发明名称为《电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法》，申请号：CN95104658.6。
文献3：《还原钛铁矿粉的制取方法及其用途》，申请号：CN88103956.X。
这些文献与专利主要涉及钛铁矿粉或者不纯的钛铁粉，没有涉及高炉护炉或者钢种成份调整的钛铁料及其制备方法。
发明内容
本发明的目的在于解决钛铁料表面易产生氧化，导致使用收得率低，浪费资源的不足，提供一种通过对钛铁料表面处理，从而降低钛铁料表面氧化，提高钛铁收得率至少为45%的抗氧化的钛铁料及其制备方法。
实现上述目的的措施：
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：90～99.5%，SiO2：0.1～8%，Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物：0.025～3%；并满足：SiO2与Na2O或K2O或两者的混合物之比为1：1～4。
优选的：SiO2：0.5～2.5%。
优选的：Na2O或K2O：0.25～1.5%。
制备一种抗氧化的钛铁料方法，其步骤：
1）将Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物在0.025～3%任意取值与水配备成水溶液，其中，水的重量比占Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物总量的20～50%；
2）将TiFe与所制备的水溶液以任意比例混合后喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
本发明与现有技术相比，通过采用对钛铁的包覆处理，可以提高钛铁的回收利用率，当用于制备高炉风口、铁口及其它部位喂钛铁包芯线时，能增强喂钛铁包芯线的效果及收得率，减少资源的浪费；本发明操作方便，价格低廉，利于炉窑的维护和钢水合金化的效率，对于高炉后期护炉方式的改变非常重要，传统钒钛护炉技术每座高炉年增加成本可达上千万元；而采用本方法护炉成本每次只需要几十万元，且不需要连续护炉，只是高炉哪个部位冷却水温升高，就在附近喂处理后的钛铁线即可，成本至少可以降低50%以上。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
实施例1
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：90%，SiO2：8%，Na2O：2%；SiO2与Na2O之比为4：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为2%的Na2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占Na2O总量的43%；
2）将重量百分比为90%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为13.5%，TiFe的收得率提高了78%。
实施例2
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：99.5%，SiO2：0.4%， K2O：0.1%；SiO2与K2O之比为4：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为0.1%的K2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占K2O,总量的25%；
2）将重量百分比为99.5%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为31.5%，TiFe的收得率提高了42 %。
实施例3
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：97.5%，SiO2：1.25%，Na2O：1.25%；SiO2与Na2O之比为1：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为1.25%的Na2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占Na2O总量的28%；
2）将重量百分比为97.5%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为21 %，TiFe的收得率提高了63%。
实施例4
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：99%，SiO2：0.5%，Na2O：0.5%；SiO2与Na2O之比为1：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为0.5%的Na2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占Na2O总量的30%，
2）将重量百分比为99%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为28.7%，TiFe的收得率提高了47.6%。
实施例5
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：92.5%，SiO2：4.5%，K2O及Na2O以任意比例混合的混合物：3%；SiO2与K2O及Na2O以任意比例混合的混合物之比为1.5：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为3%的K2O及Na2O以任意比例的混合物与水配备成水溶液，其中，水的重量比占K2O及Na2O以任意比例的混合物总量的50%；
2）将重量百分比为92.5%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为12.5%，TiFe的收得率提高了80%。
实施例6
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：95%，SiO2：3%，K2O：2%；SiO2与K2O之比为1.5：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为2%的K2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占K2O总量的40%，
2）将重量百分比为95%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为14.5%，TiFe的收得率提高了76%。
实施例7
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：96%，SiO2：2.5%，K2O及Na2O以任意比例混合的混合物：1.5%；SiO2与K2O及Na2O以任意比例混合的混合物之比为1.67：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为1.5%的K2O及Na2O以任意比例混合的混合物与水配备成水溶液，其中，水的重量比占K2O及Na2O以任意比例混合的混合物总量的29%，
2）将重量百分比为96%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为17.2%，TiFe的收得率提高了70.6%。
实施例8
一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：98%，SiO2：1.5%，K2O：0.5%；SiO2与K2O之比为3：1。
制备方法，其步骤：
1）将重量百分比为0.5%的K2O与水配备成水溶液，其中，水的重量比占K2O总量的21%，
2）将重量百分比为98%的TiFe与所制备的水溶液进行混合后并喷雾干燥，干燥后的水分不超过总重量的0.1%，并待用。
经检测，其TiFe的表面氧化率为20.6 %，TiFe的收得率提高了63.8%。

Claims (3)

1.一种抗氧化的钛铁料，其组分及重量百分比含量为：TiFe：90～99.5%，SiO2：0.1～8%，Na2O或K2O或两者以任意比例的混合物：0.025～3%；并满足：SiO2与Na2O或K2O或两者的混合物之比为1～4：1。
2.如权利要求1所述的一种抗氧化的钛铁料，其特征在于：SiO2：0.5～2.5%。
3.如权利要求1所述的一种抗氧化的钛铁料，其特征在于：Na2O或K2O：0.25～1.5%。
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