CN106591580B - 一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法 - Google Patents

一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法 Download PDF

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Abstract

一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法，属于冶金技术领域，特别涉及铝热法制备钨铁合金和电弧加热精炼脱钨，包括：铝热法制备钨铁合金和电弧加热精炼喷铝贫渣二个步骤。本发明利用铝热法和电弧加热喷铝，具方法简单，能耗低，成本低，氧化钨收率高的特点。

Description

一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，特别涉及一种铝热法生产钨铁合金和电弧加热生产钨铁合金的方法。
背景技术
钨是生产各种合金钢的主要原料，其世界产量的80%用于各种合金工具钢、合金结构钢和其它牌号的合金，在机械工业以及其它高科技领域中得到广泛的应用。钨在钢和其它合金中的主要作用是：在不降低材料塑性的情况下，提高材料的硬度和耐磨性。
目前，钨铁合金的生产方法主要是取铁法、积块法和铝热法三种方法得到。
取铁法采用三相开口电炉，用碳和硅做还原剂，此法周期长，为连续作业。
积块法采用精炼电炉，分为三期，周期长，为连续作业。
采用上述两种方法生产钨铁合金，从生产开始就需电加热，存在生产周期长，设备复杂，连续作业的缺点。
铝热法用铝作为还原剂，将铝、钨精矿、铁鳞、造渣剂、发热剂等混合装炉，直接点火反应制取钨铁合金，存在的问题是收率较低，且合金和渣分离不好，渣中氧化钨含量达到6-10%。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单，间断作业，并能够充分提高钨收率、降低钨渣中氧化钨的含量，使其氧化钨含量降低到0.5%以下。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种低含量钨矿生产钨铁合金的方法，包括两个步骤：
1）铝热法生产钨铁合金：
a）原料处理：
将低含量钨矿烘干焙烧，除水分；
将铁鳞焙烧去除油污；
将石灰、萤石烘干去除水分；
将铝粒进行烘干筛分，使其粒度控制在0.1~1mm。
b）添加镁铝粉，将上述原料按照质量比进行计算配比：低含量钨矿：镁铝粉：铝粉：铁鳞：石灰：萤石=1：0-0.5：0.1-0.35：0.1-0.2：0.05-0.15：0.06-0.2，混料。
c）将上述混合物料装入反应容器中，点燃使其反应，得到低于目标含量5%的钨铁。
2）电弧加热精炼脱钨步骤：
d）反应结束后，立即将上述反应后的物料进行精炼喷吹贫渣，通电参数：110V，电流：7500A，通电时间：5~25分钟，以喷吹铝量：钨矿量=0.005~0.015：1的量进行，喷吹量可根据热渣颜色进行调整，如有必要，进行二次喷吹。
e）精炼结束后，放置自然冷却，待24小时后取出合金，得到含量为目标含量的钨铁合金。
本发明步骤中所涉及到的化学反应为：
WO3+2Al=W +Al2O3
3Fe3O4 +8Al=9Fe +4Al2O3
本发明的优点是：
利用铝热法生产较低含量钨铁，再利用电弧加热精炼还原渣中氧化钨贫渣，得到目标含量的钨铁合金，方法简单，能耗低，成本低，氧化钨收率高。
具体实施方式
本发明的具体实施方式为参见实施例。
实施例：
一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法，包括两个步骤：
1）铝热法生产钨铁合金：
a）原料处理：
将低含量钨矿烘干焙烧，除水分；
将铁鳞焙烧去除油污；
将石灰、萤石烘干去除水分；
将铝粒进行烘干筛分，使其粒度控制在0.1~1mm。
b）添加镁铝粉，将上述原料按照质量比进行计算配比：低含量钨矿：镁铝粉：铝粉：铁鳞：石灰：萤石=1：0.01：0.18：0.17：0.05：0.05，混料。
c）将上述混合物料装入反应容器中，点燃使其反应，得到含量75%左右的含量钨铁。
2）电弧加热精炼脱钨步骤：
d）反应结束后，立即将上述反应后的物料进行精炼喷吹贫渣，通电参数：110V，电流：7500A，通电时间：5~25分钟，以喷吹铝量：钨矿量=0.01：1的量进行。
e）精炼结束后，放置自然冷却，待24小时后取出合金，得到含量为80%左右的钨铁合金。
在本实施例中：原料钨精矿的组成为：WO3:60.58%，SiO2:1.69%，P:0.044%，S：0.61%；
铝粉组成为：Al：98.13%，Fe：0.24%，Cu：0.03%，Si：0.26%；
铁鳞中铁占70%，石灰中CaO大于85%，萤石中CaF2大于98%。
本发明通过对其产品的分析，各组分重量百分比为：W 80.13%，Si 0.62%，Cu0.098%，Mn 0.36%，C 0.11%，S 0.024%，P ≤0.05%。

Claims (5)

1.一种低含量钨矿制备钨铁合金的方法，其特征在于，该方法包括两个步骤：
1）铝热法生产钨铁合金步骤：
a）原料处理：
将低含量钨矿烘干焙烧，除水分；
将铁鳞焙烧去除油污；
将石灰、萤石烘干去除水分；
将铝粒进行烘干筛分，使其粒度控制在0.1~1mm；
b）添加镁铝粉，将上述原料按照质量比进行计算配比：低含量钨矿：镁铝粉：铝粉：铁鳞：石灰：萤石=1：0-0.5：0.1-0.35：0.1-0.2：0.05-0.15：0.06-0.2，混料；
c）将上述混合物料装入反应容器中，点燃使其反应，得到低于目标含量5%的钨铁；
2）电弧加热精炼脱钨步骤：
d）反应结束后，立即将上述反应后的物料进行精炼喷吹贫渣，通电参数：110V，电流：7500A，通电时间：5~25分钟，以喷吹铝量：钨矿量=0.005~0.015：1的量进行，喷吹量可根据热渣颜色进行调整，如有必要，进行二次喷吹；
e）精炼结束后，放置自然冷却，待24小时后取出合金，得到含量为目标含量的钨铁合金。
2.根据权利要求1所述的制备钨铁合金的方法，其特征在于步骤1）中低含量钨矿和铁鳞烘干焙烧温度为300~600度。
3.根据权利要求1所述的制备钨铁合金的方法，其特征在于步骤1）石灰、萤石的烘干温度为100~300度。
4.根据权利要求1所述的制备钨铁合金的方法，其特征在于步骤1）铝粒的烘干温度为100~200度。
5.根据权利要求1所述的制备钨铁合金的方法，其特征在于步骤2）中喷吹量根据钨渣颜色进行二次喷吹，喷吹至钨渣颜色发白。
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