CN113718104A - 一种低氧高钛铁合金制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种低氧高钛铁合金制备工艺,将金属铝、铁系原料送至冶炼炉内,冶炼过程中由喷吹口向高温熔体中喷吹金属镁粉,经铝热还原冶炼阶段获得钛铁高温熔体,然后将高温熔体直接加到真空电磁感应炉内进行真空感应熔炼,真空熔炼期间,依次加入辅助还原剂、钙质冶金辅料、氟钛酸钾、造渣剂,熔炼结束后,将高温合金熔体送至真空蒸馏炉内进行蒸馏提纯,高温合金熔体进行冷却,起锭、除杂,得到低氧高钛铁合金;本发明实现钛铁合金生产绿色、低碳环保、节能降耗,钛铁合金反应过程中反应充分、反应得率高、提高了生产效率、降低了非金属夹杂,极大的降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及钛铁合金制备工艺,尤其涉及一种低氧高钛铁合金制备工艺。
背景技术
在钢中加入一定量的钛,可以细化晶粒,显著提高钢的强度和其他特性。但是,由于金属钛比重低(仅为4.5g/cm3,而铁的比重为7.8g/cm3)、熔点高(1690℃,而铁的熔点为1535℃)、易氧化,在钢液面上被氧化烧掉较多、损失太大,将钛直接添加到钢液中不易控制含量,因此不适合以纯金属状态在炼钢时直接加入到钢液中。为此,行业内研究制出了金属钛和铁的合金,即“钛铁合金”亦称“特种钢晶粒细化剂”,以钛铁合金的形式将其加入到钢中。钛铁合金根据含钛量不同可分为三种:低钛铁合金(含钛量小于30%);中钛铁合金(含钛量30%-40%);高钛铁合金(含钛量40%-70%)。
高钛铁合金由于熔点低(1070℃-1130℃),比重适宜(5.4g/cm3),含杂质量少,最适合用于特种钢冶炼的脱氧精炼剂和晶粒细化剂。将高钛铁合金制成粉体,加入到钢管中制成钛铁合金包芯线,辅以喂丝机可将钛铁合金直接插入到钢液不同深度位置,不但能提高钛的收得率,而且能够实现钛在钢液中的均匀分布,对钢材的晶粒细化和晶粒均匀化起到重要的作用,而钢材的晶粒细小化和均匀化直接影响钢材的强度和耐蚀性能。因此,高钛铁合金在提高军用、航空等高级合金钢的质量方面,有着不可取代的作用,是一种质量导向合金。
目前,现有的钛铁合金生产工艺污染严重、成本高、非金属夹杂高,怎样解决现有的钛铁合金生产工艺污染严重、成本高、非金属夹杂高的问题,成为长期以来难以解决的技术难题。
鉴于上述原因,现研发出一种低氧高钛铁合金制备工艺。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足,提供一种低氧高钛铁合金制备工艺,实现钛铁合金生产绿色、低碳环保、节能降耗,钛铁合金反应过程中反应充分、反应得率高、提高了生产效率、降低了非金属夹杂,极大的降低了生产成本。
本发明为了实现上述目的,采用如下技术方案:一种低氧高钛铁合金制备工艺,金属铝30~60、辅助还原剂1.7~4.0、钙质冶金辅料7~19、氟钛酸钾6~16、造渣剂2.4~6.7、其余为铁系原料,以上各组分之和为百分之百。
金属铝35~54、辅助还原剂1.8~3.8、钙质冶金辅料9~17、氟钛酸钾8~15、造渣剂2.6~6.5、其余为铁系原料,以上各组分之和为百分之百。
将金属铝、铁系原料送至冶炼炉内,冶炼温度在2100℃~2400℃范围内;冶炼过程中由喷吹口向高温熔体中喷吹金属镁粉,冶炼时间10~25mins;经铝热还原冶炼阶段获得钛铁高温熔体,然后将高温熔体直接加到真空电磁感应炉内进行真空感应熔炼,真空熔炼期间,依次加入辅助还原剂、钙质冶金辅料、氟钛酸钾、造渣剂,真空熔炼的温度在1350℃~1450℃范围内,真空度在3000~5000Pa的真空条件下进行,真熔炼时间20mins,熔炼结束后,将高温合金熔体送至真空蒸馏炉内进行蒸馏提纯,高温合金熔体进行冷却,起锭、除杂,得到低氧高钛铁合金。
本发明的有益效果是:本发明生产出的低氧高钛铁合金中Ti含量65-75%,Fe含量25-35%,Al≤4%,Si≤1%,Mn≤0.015%,O≤1%,真空电磁感应炉采用多频、高频磁震荡技术,实现钛铁合金快速充分反应,解决钛铁合金反应过程中反应不充分、反应得率低、生产效率低、非金属夹杂高等一系列难题,氟钛酸钾与铝、铁粉热还原反应过程中产出的副产品氟铝酸钾(分子式为mKF·AlF3,m为1-1.5)作为低温铝电解质应用于电解铝工业,实现钛铁合金副产品综合利用,其作为节能新材料应用于铝电解工业,吨铝节电500-700度,本发明实现钛铁合金生产绿色、低碳环保、节能降耗,钛铁合金反应过程中反应充分、反应得率高、提高了生产效率、降低了非金属夹杂,极大的降低了生产成本。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明:
实施例1
金属铝50、辅助还原剂2.5、钙质冶金辅料14、氟钛酸钾8、造渣剂3.6、其余为铁系原料,以上各组分之和为百分之百;
将金属铝、铁系原料送至冶炼炉内,冶炼温度在2200℃范围内;冶炼过程中由喷吹口向高温熔体中喷吹金属镁粉,冶炼时间25mins;经铝热还原冶炼阶段获得钛铁高温熔体,然后将高温熔体直接加到真空电磁感应炉内进行真空感应熔炼,真空熔炼期间,依次加入辅助还原剂、钙质冶金辅料、氟钛酸钾、造渣剂,真空熔炼的温度在1350℃范围内,真空度在3500Pa的真空条件下进行,真熔炼时间20mins,熔炼结束后,将高温合金熔体送至真空蒸馏炉内进行蒸馏提纯,高温合金熔体进行冷却,起锭、除杂,得到低氧高钛铁合金。
Claims (7)
1.一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:金属铝30~60、辅助还原剂1.7~4.0、钙质冶金辅料7~19、氟钛酸钾6~16、造渣剂2.4~6.7、其余为铁系原料,以上各组分之和为百分之百。
2.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:金属铝35~54、辅助还原剂1.8~3.8、钙质冶金辅料9~17、氟钛酸钾8~15、造渣剂2.6~6.5、其余为铁系原料,以上各组分之和为百分之百。
3.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:将金属铝、铁系原料送至冶炼炉内,冶炼温度在2100℃~2400℃范围内;冶炼过程中由喷吹口向高温熔体中喷吹金属镁粉,冶炼时间10~25mins;经铝热还原冶炼阶段获得钛铁高温熔体,然后将高温熔体直接加到真空电磁感应炉内进行真空感应熔炼,真空熔炼期间,依次加入辅助还原剂、钙质冶金辅料、氟钛酸钾、造渣剂,真空熔炼的温度在1350℃~1450℃范围内,真空度在3000~5000Pa的真空条件下进行,真熔炼时间20mins,熔炼结束后,将高温合金熔体送至真空蒸馏炉内进行蒸馏提纯,高温合金熔体进行冷却,起锭、除杂,得到低氧高钛铁合金。
4.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:所述的辅助还原剂为铁粉、或镁粉其中一种或一种以上的组合。
5.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:所述的造渣剂为氧化钙或氧化钙、或氟化钙其中一种或一种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:所述的铁系原料是指氧化铁、铁精粉或高钛铁精粉。
7.根据权利要求1所述的一种低氧高钛铁合金制备工艺,其特征在于:所述的真空电磁感应炉采用多频、高频真空电磁感应炉。
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