CN1037116C - 一种冶炼钨铁合金的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冶炼钨铁的新方法，其步骤是：先将钢屑或铁屑直接加入电炉中的反应罐内，加热至1540-1590℃使其熔化；再将按一定比例混合的钨精矿、铝粒和硝酸钠混合料以70-119公斤/分·米2的速度加入罐内，加料的同时继续加热，使炉温升至2500-3000℃；加料完后，继续给熔体补充热量，使炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；停止加热使炉内熔体自然冷却至出炉。该方法具有冶炼过程短，方法简单适用，能耗低，不需要点火剂，还原剂用量省等优点。
Description
本发明属于提取金属的工艺过程技术领域，特别是涉及到一种冶炼钨铁合金的方法。
已有技术中，冶炼钨铁合金的方法主要有电碳热还原法和金属热还原法：
文献《铁合金》1991(5)P.20-22和《铁合金冶金学》(西德)G.福尔克特、K.D弗兰克主编，上海科学技术出版社P.562-570所介绍的电碳热还原法，是在电炉内进行。用碳(沥青焦、焦炭、木炭等)和少量的硅铁作还原剂，用萤石、二氧化硅、氧化铁磷、钢屑作附加剂，通过电极供电提供冶炼过程所需的热量，把钨精矿中的三氧化钨还原出来。然而这种方法存在冶炼过程长，耗电高(7500-8500Kwh/t钨铁)，设备操作复杂，占地面积大，产品含碳量高且不易控制，消耗辅助材料多等缺点。
文献《铁合金》1992(1)P.51-54和《铁合金冶金学》(西德)G.福尔克特、K.D弗兰克主编，上海科学技术出版社P.570-572，《河北冶金》1992(1)P.18-20和《河北冶金》1992(2)P.26-29所介绍的金属热还原法，是用铝或铝配加硅作还原剂，由于钨精矿和铝反应热量不足，难以维持反应自动进行，因此金属热还原法是先将还原剂与钨精矿、少量氧化铁磷、萤石、混合成混合料，在入炉前预热到450-550℃，再加入小部分混合料于反应炉中，用点火剂激发反应一段时间，再将预热好的剩余炉料逐步加入炉内，把钨精矿中的三氧化钨、氧化铁磷中的氧化铁还原出来。然而这种方法存在入炉前需在预热装置内预热，需要用点火剂激发反应，预热操作控制不当，会触发混合料在预热装置内提前反应，危及人身和设备安全，以及还原剂价格高，用量多等缺点。
本发明的目的，就是针对上述方法存在的不足，提出了一种二艺流程短，方法简单适用的冶炼钨铁合金的方法。
结合本发明的目的，提出如下技术方案：
一种冶炼钨铁合金的方法，其步骤是：
a、先将理论量为100-110％的钢料或铁料直接加入电炉中反应罐内加热至1540-1590℃，使其熔化；
b、再将按一定比例混合的钨精矿、颗粒状铝粒和硝酸钠混合料以70-119公斤/分·米2的速度加入罐内；加料同时，继续加热，使炉温升至2500-3000℃；
c、加料完后，继续给溶体补充热量，以维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；
d、停止加热，使炉内熔体自然冷却至固态后出炉。
进一步的是，其中的钢料是钢屑。铁料是铁屑。
进一步的是，其中的钢是含碳量小于1％的碳钢。
进一步的是，其中颗粒状铝粒是铝豆。
进一步的是，其中每颗铝豆的重量在0.06-1.20克之间。
进一步的是，混合料的配铝量为：钨精矿所含三氧化钨与所配铝粒重量之比为3.82-4.05。
进一步的是，混合料的硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.21-2.22％。
进一步的是，采用埋弧操作时，配加5-10％(混合料重量)返渣。
本发明的优点是如下所述：
与电碳热法相比，本发明耗电量低(350Kwh/t)，冶炼过程短，工艺简单实用，占地面积小，辅助材料少，产品含碳量均在0.2％以下。
与金属热还原法相比，冶炼过程短，方法简单适用，省去了预热工艺和预热装置，不需要配加氧化铁磷，不用点火剂，节省还原剂用量30％左右，有效地防止了铝粉飞扬损失。
下面，结合实例对本发明作进一步地说明。
实施例1
本实施中所用炉料为钢屑，钨精矿中WO3≥65％(重量％)，铝粒中Al≥99％，硝酸钠为工业纯。按照钨精矿中三氧化钨重量和所配铝粒重量之比为3.82-4.05和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.21-2.22％，将钨精矿、铝和硝酸钠混匀。先将理论量为100-110％(重量％)的钢屑直接加入电炉中的反应罐内，加热至1540-1590℃使其熔化。再将混合好的钨精矿、铝粒和硝酸钠的混合料，以70-119公斤/分·米2的速度加入反应罐内。加料期间，继续加热，使炉内温度升至2500-3000℃，加料完后，继续给熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟。停止加热，使炉内罐中熔体自然冷却至固态后出炉。
实施例2
本实施中所用炉料为A3钢种的钢屑，钨精矿为白钨精矿，其中WO3≥65％(重量％)，铝豆中Al≥99％，硝酸钠为工业纯。按照钨精矿中三氧化钨重量和所配铝粒重量之比为3.82-4.05和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.21-2.22％，将钨精矿、铝豆和硝酸钠混匀。先将理论量为100-110％(重量％)的钢屑直接加入电炉中的反应罐内，加热至1540-1590℃使其熔化。再将混合好的钨精矿、铝豆和硝酸钠的混合料，以70-119公斤/分·米2的速度加入反应罐内。加料期间，继续加热，使炉内温度升至2500-3000℃，加料完后，继续给熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；停止加热，使炉内罐中熔体自然冷却至固态后出炉。
实施例3
本实施中所用炉料为A3钢种的钢屑，其粒度≤5mm。钨精矿为白钨精矿，其中WO3在64-78％(重量％)，铝豆中Al≥99％，每粒铝豆重0.5-0.8。硝酸钠为工业纯。按照钨精矿中三氧化钨重量和所配铝粒重量之比为3.82-4.05和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.21-2.22％，将钨精矿、铝豆和硝酸钠混匀。先将理论量为100-110％(重量％)的钢屑直接加入到250KVA矿热炉中的反应罐内，再将混合料重量的5-10％配加返渣铺在钢屑表面。然后，加热至1540-1590℃使其熔化。再将混合好的钨精矿、铝豆和硝酸钠的混合料，以70-119公斤/分·米2的速度加入反应罐内。加料期间继续加热，使炉内温度升至2500-3000℃，加料完后，继续给熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；停止加热，使炉内罐中熔体自然冷却至固态后出炉。
实施例4
本实施中所用炉料为纯铁铁屑，其粒度≤5mm。钨精矿为白钨精矿，其中WO3在64-78％(重量％)，铝豆中Al≥99％，每粒铝粒重0.6-1.1克。硝酸钠为工业纯。按照钨精矿中三氧化钨重量和所配铝豆重量之比为3.91和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.43％，将钨精矿、铝粒和硝酸钠混匀。先将理论量为100-110％(重量％)的钢屑直接加入到250KVA矿热炉中的反应罐内，再将混合料重量的8％配加返渣铺在钢屑表面。然后，加热至1540-1590℃使其熔化。再将混合好的钨精矿、铝豆和硝酸钠的混合料，以70-119公斤/分·米2的速度加入反应罐内。加料期间，继续加热，使炉内温度升至2500-3000℃，加料完后，继续给熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；停止加热，使炉内罐中熔体自然冷却至固态后出炉。
实施例5
本实施中所用炉料为Yt14的纯铁铁屑，其粒度≤5mm。钨精矿为白钨精矿，其中WO3在64-78％(重量％)，铝粒中Al≥99％，每粒铝豆重0.5-1.0克。硝酸钠为工业纯。按照钨精矿中三氧化钨重量和所配铝豆重量之比为3.87和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.66％，将钨精矿、铝粒和硝酸钠混匀。先将理论量为100-110％(重量％)的钢屑直接加入到250KVA矿热炉中的反应罐内，再将混合料重量的5-10％配加返渣铺在钢屑表面。然后，加热至1540-1590℃使其熔化。再将混合好的钨精矿、铝粒和硝酸钠的混合料，以70-119公斤/分·米2的速度加入反应罐内。加料期间继续加热，使炉内温度升至2500-3000℃。加料完后，继续向熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；停止加热，使炉内罐中熔体自然冷却至固态后出炉。
具体指标如下所示：(表见文后)
| 编号 | 钨精矿含WO3％ | 钨精矿用量kg | 配铝量kg | 硝酸钠配量kg | 钨铁成分％ | 钨回收率％ | |||||
| W | O | Si | Mn | P | S | ||||||
| 123456789 | 77.4577.4570.0070.0070.0064.3064.3064.3064.30 | 190.5190.5127.0125.0125.0156.7165.5188.3157.0 | 37.138.122.221.621.625.527.731.026.1 | 2.43.81.81.71.52.02.62.72.6 | 80.4380.8178.7976.9876.7579.9780.8879.6978.70 | 0.1420.0540.1040.0480.0410.0880.0420.0280.125 | 0.370.120.120.220.190.270.350.150.26 | 0.070.130.180.170.160.040.030.040.22 | ＜0.010.01＜0.01＜0.01＜0.01＜0.01＜0.01＜0.01＜0.01 | 0.0330.0610.0210.0710.0790.0380.0520.0380.029 | 94.594.896.195.297.894.795.895.495.0 |
*表中9个实施例，所加钢屑均为含碳量小于1％的碳钢，加入量为理论量的100-110％，均以铝豆形式配铝，每颗铝豆重量在0.06-1.20克。钢屑加热温度均在1540-590℃，加料速度均在70-119公斤/分·米2，加料完后，继续补充热量7-20分钟。
Claims (6)
1.一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，将钨精矿、铝粒和硝酸钠的混合料，按照钨精矿中三氧化钨重量与所配铝粒重量之比为3.82-4.05和硝酸钠加入量为钨精矿重量的1.21-2.22％的配比混均；按下列步骤冶炼钨铁合金：
a、先将理论量为100-110％的钢料或铁料加入电炉中反应罐内加热至1540-1590℃，使其熔化；
b、再将配好的钨精矿、铝粒和硝酸钠混合料以70-119公斤/分·米2的速度加入罐内；加料期间，继续加热，使炉温升至2500-3000℃；
c、加料完后，继续给熔体补充热量，维持炉渣温度在其熔点以上7-20分钟；
d、停止加热使炉内熔体自然冷却至固态后出炉。
2.如权利要求1所说的一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，其中的钢料是钢屑；其中的铁料是铁屑。
3.如权利要求1所说的一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，其中的钢料是含碳量小于1％的碳钢。
4.如权利要求1所说的一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，其中的颗粒状铝粒是铝豆。
5.如权利要求4所说的一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，其中每颗铝豆的重量在0.06-1.20克之间。
6.如权利要求1所说的一种冶炼钨铁合金的方法，其特征在于，采用埋弧操作时，配加5-10％(混合料重量)返渣。
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