CN114855003B - 一种低钛低硫铬铁及其生产方法 - Google Patents

一种低钛低硫铬铁及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114855003B
CN114855003B CN202110764671.5A CN202110764671A CN114855003B CN 114855003 B CN114855003 B CN 114855003B CN 202110764671 A CN202110764671 A CN 202110764671A CN 114855003 B CN114855003 B CN 114855003B
Authority
CN
China
Prior art keywords
titanium
low
ferrochrome
sulfur
agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110764671.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114855003A (zh
Inventor
张先锋
黄海
庄爱玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fengzhen Huaxing Chemical Co ltd
Original Assignee
Fengzhen Huaxing Chemical Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fengzhen Huaxing Chemical Co ltd filed Critical Fengzhen Huaxing Chemical Co ltd
Priority to CN202110764671.5A priority Critical patent/CN114855003B/zh
Publication of CN114855003A publication Critical patent/CN114855003A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114855003B publication Critical patent/CN114855003B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/06—Alloys based on chromium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明提出了一种低钛低硫铬铁及其生产方法，属于铬铁合金技术领域。以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；控制终渣为CaO‑Al2O3‑SiO2‑MgO四源渣型；所述铬铁矿的TiO2的质量百分比≦0.5％，S的质量百分比≦0.2％，P的质量百分比≦0.3％。本发明生产工艺简单、生产成本明显低于现有技术，冶炼工艺技术合理，采用工业化矿热炉连续冶炼，其产品状态良好，成分稳定，同时铬铁合金中Ti、P、S等不良杂质含量显著降低，得到的产品的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到明显的提高。

Description

一种低钛低硫铬铁及其生产方法
技术领域
本发明涉及铬铁合金技术领域，具体涉及一种低钛低硫铬铁及其生产方法。
背景技术
轴承是用来支承传动轴并承受载荷的机械零件，它是机械设备制造行业中一种常用的易损件，其使用消耗的数量非常巨大。轴承质量将直接影响机械设备的使用性能，而轴承的质量又主要是由轴承钢材料的性能来决定的。随着我国轴承工业的高速发展，对具有优良性能的优质轴承钢的需求数量地也在不断地增加。
铬铁是生产不锈钢的最重要的原料，主要应用于生产不锈钢、滚珠轴承钢、工具钢、渗氮钢、热强钢、调质钢、渗碳钢和耐氢钢，这是由于铬在不锈钢中的起决定作用，决定不锈钢属性的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都一定含有一定数量的铬。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12％时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12％。所以铬铁矿的供需状况是和不锈钢市场的供需状况息息相关的。
普通轴承钢是采用含钛量较低的低钛低硫铬铁为原料冶炼而成的，低钛低硫铬铁原料中有害杂质钛的含量是直接影响轴承钢质量的一项重要技术指标，有害杂质钛是以Ti02的形式分布于轴承钢材质中，它将破坏轴承钢的晶体结构从而导致耐磨性能和机械强度大幅下降。因此，要求低钛低硫铬铁中含钛量越低越好，这是冶炼优质轴承钢最基本的原料物质条件。在钛含量的降低的同时，合金中硅的含量也同步降低，成品中硫含量上升，如何降低产品的硫含量，并稳定的控制钛含量成为必须解决的问题。
专利CN1974828A是利用低硫铬铁合金液进行“选择性氧化”，生产Ti<0.02％的低钛铬铁。该生产方法能耗较高，工艺设备相对复杂，且由于中国是贫铬国，铬资源极其紧张，该工艺不可避免的导致主元素铬的回收率较低。
专利CN101962714B虽只利用普通矿热炉进行选择性还原生产低钛高铬，但该方法只能保证Ti<0.03％，且成品Ti含量不可避免的随炉况波动，合格率无法保证。且由于钛含量相对较高，产品无法用于高精轴承钢的生产。
发明内容
本发明的目的在于提出一种低钛低硫铬铁及其生产方法，生产工艺简单、生产成本明显低于现有技术，冶炼工艺技术合理，采用工业化矿热炉连续冶炼，其产品状态良好，成分稳定，同时铬铁合金中Ti、P、S等不良杂质含量显著降低，得到的产品的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到明显的提高。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种低钛低硫铬铁的生产方法，以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；
控制终渣为CaO-Al2O3-SiO2-MgO四源渣型，其中，CaO含量在58-62wt％，Al2O3含量在17-22wt％，SiO2含量在12-15％，MgO含量在1-13％；
所述铬铁矿的TiO2的质量百分比≦0.5％，S的质量百分比≦0.2％，P的质量百分比≦0.3％。
作为本发明的进一步改进，具体包括以下步骤：
S1.铬铁矿的预处理：将铬铁矿球磨成细粉，加入硅烷偶联剂溶液，超声加热至70-90℃，反应1-3h，进一步加入硅石粉和石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；铬铁矿、硅石粉和石灰粉的质量比为100：(1-1.5)：(1.5-2.5)；
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为2-5℃/min，氧气的通气量为100-500L/min；
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入脱钛剂，继续升温至1450-1550℃，加入脱硫剂和造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.75-2.1，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；所述铬铁矿、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂的质量比为200：(1.2-1.7)：(0.4-1)：(1-3)；
S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入焦炭和硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；所述铬铁矿、焦炭、硅石粉的质量比为200：(1-2)：(1-3)；氩气的通入量为1000-2000L/min；
S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH590、KH602、KH792中的至少一种，优选地，为KH560和KH550的复配混合，质量比为(4-7)：3。
作为本发明的进一步改进，所述硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；所述石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3-1mm；所述焦炭固定碳含量85-89％、粒度为3-5mm。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：35-45％、CaF2：40-50％、La2O3：5-25％；所述脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为(15-30)：(2-7)：(10-15)。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成：CaC2 30-50份、CaO 15-30份、Al 2-5份、Mg 1-2份、微晶纤维素粉3-7份、硅烷偶联剂KH5601-2份。
作为本发明的进一步改进，所述脱硫剂的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成5-10wt％的溶液，将CaC2、CaO、Al、Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至85-95℃，反应2-4h，过滤，干燥，然后加入微晶纤维素粉，球磨混合3-5h，得到脱硫剂。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中RH精炼的条件：真空压力100-120Pa，循环时间为15-25min后，吹氩气15-20min，氩气的通气量为100-300L/min。
本发明进一步保护一种上述生产方法得到的低钛低硫铬铁，所述低钛低硫铬铁中各元素的质量百分比组成为C：1-5％、Cr：54-63％、Ti：0.0001-0.006％、Si：0.03-0.07％、P：0.01-0.03％，S：0.001-0.02％、Al：0.04-0.07％，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明具有如下有益效果：本发明控制的终渣为CaO-Al2O3-SiO2-MgO四源渣型，其中，CaO含量在58-62wt％，Al2O3含量在17-22wt％，SiO2含量在12-15％，MgO含量在1-13％，该比例使精炼渣有较好的脱硫效果和有利于对上浮脱氧产物的同化和吸收，炉中质量分数1-13％的MgO渣可以减小精炼渣对钢包渣线耐火材料的侵蚀；含量较高的CaO对于脱硫有很好的效果，CaO易与S反应生成CaS从而起到很好的脱硫作用；而该终渣体系具有良好的导电性和黏度、较高的硫容量和较低的熔化温度，增加了CaO、MgO活度，促使合金液中磷氧化成磷酸盐进入渣中，对于脱磷也有很好的促进作用；
本发明采用熔化时通氧气，在前期温度不高时通入氧气，不仅是固体炉料的熔化，同时也进行脱磷，磷的氧化物形成稳定的磷酸钙进入炉渣而被去除，起到了主要的脱磷作用，钛与氧的亲和力较强，在吹氧过程中，合金液中的绝大部分钛被氧化进入氧化渣中，从而起到脱钛的效果；
本发明铬铁矿经过硅烷偶联剂改性后，与硅石粉、石灰粉偶联并球化形成球团矿，从而实现节焦、增铁、降低成本，使得入炉铁品位提高，降低焦比，增加产量，得到的球团矿粒度均匀，主要在10-15mm之间，实现了小而匀的效果；复配硅烷偶联剂中含有的环氧基团和巯基对于与硅石粉中Si-O键，石灰粉中的O元素的偶联具有极好的效果，造球时容易生成均匀细小的生球，起到了协同增效的作用；
本发明脱钛剂不仅价格便宜，节约成本，而且脱钛效果好，其中，FeO能够提供额外氧源对合金液中的钛进行氧化，提高合金液中Fe元素的含量，同时起到降低渣熔点和化渣的作用；La2O3能够与渣中的氧化钛形成稳定的复合物，从而避免其重复反应进入合金液中，另外由于其自身比重大，能够形成合金液与渣的隔绝层，防止渣中氧化钛还原向合金液传钛，另外，在后续加工工艺中，自身被还原为金属镧，参入合金中，可以防止杂质元素破坏球化作用，改变合金液中C的形态，细化晶粒，大幅度提高材料的耐磨、耐温性能；CaF2能降低渣熔点和化渣；另外，本发明脱钛剂采用分次添加，因此，在实际生产中发现，如果一次性添加量过大，脱钛剂与合金液反应则过于强烈，使得合金液外溢，还会使添加剂直接漂浮在合金液表面，对脱钛造成不利的影响，如果一次性添加量过小，则不利于脱钛效果的实现，因此，经过多次试验和分析，我们确定了采用4次分布添加法既可以达到很好的脱钛效果，同时不至于与合金液反应过于激烈，起到了很好的平衡；
本发明脱硫剂制备方法简单，价格实惠，CaC2可以分解为Ca和C，C可以氧化成为CO2起到增加炉渣的厚度，产生埋弧作用，保护炉衬，提高电能输入效率，节约能耗，Ca可以与硫反应生成CaS，从而起到脱硫的效果，并附着在CO2气泡上，CO2气上浮脱除了熔体中的S，净化了熔体；同时，CaO中的Ca也可以与S反应生成CaS，在脱硫剂表面经过硅烷偶联剂处理后，进一步与微晶纤维素混合，使得微晶纤维素可以在脱硫剂颗粒表面形成一层保护膜，延长硫化剂的使用周期，同时，由于微晶纤维素为碳氧化合物，在合金液中会发生反应，不引入新的杂质，本发明脱硫剂脱硫后合金液含硫量可达到0.001-0.02％，脱硫时间短，具有明显的脱硫效果；
本发明步骤S4中通过添加焦炭、硅石从而提高合金液中碳、硅的含量从而抑制磷、硫在合金液中的溶解度，从而进一步降低磷、硫的含量；
本发明生产的低钛低硫铬铁生产工艺简单、生产成本明显低于现有技术，冶炼工艺技术合理，采用工业化矿热炉连续冶炼，其产品状态良好，成分稳定，同时铬铁合金中Ti、P、S等不良杂质含量显著降低，得到的产品的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到明显的提高。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本实施例和对比例中铬铁矿中各主要组分的含量如表1所示：
表1
化学成分(％) Cr2O3 SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe Ti S P
铬铁矿 37.72 12.24 1.37 11.56 11.97 17.67 0.42 0.009 0.011
实施例1
本实施例提供一种低钛低硫铬铁的生产方法，具体包括以下步骤：
S1.铬铁矿的预处理：将200kg铬铁矿球磨成细粉，加入含5wt％硅烷偶联剂KH580的乙醇溶液，铬铁矿粉和含硅烷偶联剂KH580的乙醇溶液的固液比为1:5g/mL，1500W超声加热至70℃，反应1h，进一步加入2.4kg硅石粉和4kg石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3-1mm；
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为2℃/min，氧气的通气量为100L/min；
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入1.2kg脱钛剂，继续升温至1450℃，加入0.4kg脱硫剂和1kg造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.75，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：35％、CaF2：40％、La2O3：25％；脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为15：2：10；
脱硫剂的制备方法如下：将1g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇中，配制成5wt％的溶液，将30g CaC2、15g CaO、2g Al、1g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至85℃，反应2h，过滤，干燥，然后加入3g微晶纤维素粉，球磨混合3h，得到脱硫剂。
S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入1kg焦炭和1kg硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；氩气的通入量为1000L/min；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；
焦炭固定碳含量87％、粒度为3-5mm；
S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，RH精炼的条件：真空压力100Pa，循环时间为15min后，吹氩气15min，氩气的通气量为100L/min，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
实施例2
本实施例提供一种低钛低硫铬铁的生产方法，具体包括以下步骤：
S1.铬铁矿的预处理：将200kg铬铁矿球磨成细粉，加入含15wt％硅烷偶联剂KH590的乙醇溶液，铬铁矿粉和含硅烷偶联剂KH590的乙醇溶液的固液比为1:5g/mL，2500W超声加热至90℃，反应3h，进一步加入2.4kg硅石粉和4kg石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3-1mm；
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为5℃/min，氧气的通气量为500L/min；
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入1.7kg脱钛剂，继续升温至1550℃，加入1kg脱硫剂和3kg造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为2.1，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：45％、CaF2：50％、La2O3：5％；脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为30：7：15；
脱硫剂的制备方法如下：将2g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成10wt％的溶液，将50g CaC2、30g CaO、5g Al、2g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至95℃，反应4h，过滤，干燥，然后加入7g微晶纤维素粉，球磨混合5h，得到脱硫剂。
S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入2kg焦炭和3kg硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；氩气的通入量为2000L/min；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；
焦炭固定碳含量87％、粒度为3-5mm；
S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，RH精炼的条件：真空压力120Pa，循环时间为25min后，吹氩气20min，氩气的通气量为300L/min，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
实施例3
本实施例提供一种低钛低硫铬铁的生产方法，具体包括以下步骤：
S1.铬铁矿的预处理：将200kg铬铁矿球磨成细粉，加入含10wt％硅烷偶联剂的乙醇溶液，铬铁矿粉和含硅烷偶联剂的乙醇溶液的固液比为1:5g/mL，1500W超声加热至80℃，反应2h，进一步加入2.4kg硅石粉和4kg石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
硅烷偶联剂为KH560和KH550的复配混合，质量比为5：3；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3-1mm；
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为3℃/min，氧气的通气量为300L/min；
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入1.5kg脱钛剂，继续升温至1500℃，加入0.7kg脱硫剂和2kg造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.85，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：40％、CaF2：45％、La2O3：15％；脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为22：5：12；
脱硫剂的制备方法如下：将1.5g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成7wt％的溶液，将40g CaC2、22g CaO、3g Al、1.5g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至90℃，反应3h，过滤，干燥，然后加入5g微晶纤维素粉，球磨混合4h，得到脱硫剂。
S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入1.5kg焦炭和2kg硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；氩气的通入量为1500L/min；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；
焦炭固定碳含量87％、粒度为3-5mm；
S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，RH精炼的条件：真空压力110Pa，循环时间为20min后，吹氩气17min，氩气的通气量为200L/min，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
实施例4
与实施例3相比，步骤S1中硅烷偶联剂为KH560，其他条件均不改变。
实施例5
与实施例3相比，步骤S1中硅烷偶联剂为KH550，其他条件均不改变。
实施例6
与实施例3相比，步骤S1中铬铁矿的预处理时只添加了硅石粉，没有添加石灰粉，其他条件均不改变。
步骤S1的具体步骤如下：
S1.铬铁矿的预处理：将200kg铬铁矿球磨成细粉，加入含10wt％硅烷偶联剂的乙醇溶液，铬铁矿粉和含硅烷偶联剂的乙醇溶液的固液比为1:5g/mL，1500W超声加热至80℃，反应2h，进一步加入6.4kg硅石粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
硅烷偶联剂为KH560和KH550的复配混合，质量比为5：3；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm。
实施例7
与实施例3相比，步骤S1中铬铁矿的预处理时只添加了石灰粉，没有添加硅石粉，其他条件均不改变。
步骤S1的具体步骤如下：
S1.铬铁矿的预处理：将200kg铬铁矿球磨成细粉，加入含10wt％硅烷偶联剂的乙醇溶液，铬铁矿粉和含硅烷偶联剂的乙醇溶液的固液比为1:5g/mL，1500W超声加热至80℃，反应2h，进一步加入6.4kg石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
硅烷偶联剂为KH560和KH550的复配混合，质量比为5：3；
石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3-1mm。
实施例8
与实施例3相比，步骤S3中只添加了脱硫剂，没有添加脱钛剂，其他条件均不改变。
S3.脱钛脱硫：向熔池中2.2kg脱硫剂和2kg造渣剂，继续升温至1500℃，使得入炉的MgO/Al2O3为1.85，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为22：5：12；
脱硫剂的制备方法如下：将1.5g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成7wt％的溶液，将40g CaC2、22g CaO、3g Al、1.5g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至90℃，反应3h，过滤，干燥，然后加入5g微晶纤维素粉，球磨混合4h，得到脱硫剂。
实施例9
与实施例3相比，脱钛剂中不含有La2O3，其他条件均不改变。
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：40％、CaF2：60％。
实施例10
与实施例3相比，脱钛剂中不含有CaF2，其他条件均不改变。
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：35％、La2O3：60％。
实施例11
与实施例3相比，步骤S3中只添加了脱钛剂，没有添加脱硫剂，其他条件均不改变。
步骤S3的具体步骤如下：
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入2.2kg脱钛剂，继续升温至1500℃，加入2kg造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.85，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：40％、CaF2：45％、La2O3：15％；脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为22：5：12。
实施例12
与实施例3相比，脱硫剂的制备过程中没有经过硅烷偶联剂KH560改性，其他条件均不改变。
脱硫剂的制备方法如下：将40g CaC2、22g CaO、3g Al、1.5g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，然后加入6.5g微晶纤维素粉，球磨混合4h，得到脱硫剂。
实施例13
与实施例3相比，脱硫剂中未添加微晶纤维素粉，其他条件均不改变。
脱硫剂的制备方法如下：将6.5g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成7wt％的溶液，将40g CaC2、22g CaO、3g Al、1.5g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至90℃，反应3h，过滤，干燥，得到脱硫剂。
实施例14
与实施例3相比，造渣剂为造渣剂为刚玉渣、纯橄榄岩的混合物，质量比为22：17。调整终渣为CaO-SiO2-Al2O3三元渣型。
对比例1
与实施例3相比，铬铁矿没有经过预处理，其他条件均不改变。
S1.吹氧熔化：将200kg铬铁矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为3℃/min，氧气的通气量为300L/min；
S2.脱钛脱硫：向熔池中分次加入1.5kg脱钛剂，继续升温至1500℃，加入0.7kg脱硫剂和2kg造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.85，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；
脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：40％、CaF2：45％、La2O3：15％；脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s；
造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为22：5：12；
脱硫剂的制备方法如下：将1.5g硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成7wt％的溶液，将40g CaC2、22g CaO、3g Al、1.5g Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至90℃，反应3h，过滤，干燥，然后加入5g微晶纤维素粉，球磨混合4h，得到脱硫剂。
S3.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入1.5kg焦炭和2kg硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；氩气的通入量为1500L/min；
硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；
焦炭固定碳含量87％、粒度为3-5mm；
S4.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，RH精炼的条件：真空压力110Pa，循环时间为20min后，吹氩气17min，氩气的通气量为200L/min，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
对比例2
与实施例3相比，步骤S2中没有进行氧气顶吹，其他条件均不改变。
步骤S2的具体步骤如下：
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为3℃/min。
对比例3
与实施例3相比，步骤S3中没有添加焦炭和硅石粉，其他条件均不改变。
步骤S3的具体步骤如下：
S3.加碳脱磷脱硫：向钢包底吹氩气，进行吹炼；氩气的通入量为1500L/min。
测试例1
本发明实施例1-13和对比例1-2不同的冶炼方法得到的产品，成分分析测试结果见表2(余量为Fe和不可避免杂质)。
表2
Figure BDA0003150685320000151
Figure BDA0003150685320000161
与现有技术相比，本发明通过制备了包覆的脱硫剂，提高脱硫效率，降低了S的含量，通过添加脱钛剂和造渣剂，调整了镁铝比、终渣渣型和碱度，降低了Ti的含量，并采用增碳/硅吹炼，以及吹氧熔化等方法，降低了P的含量，得到了低钛低硫铬铁，使得铬铁合金的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到有效的提高。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；
控制终渣为CaO-Al2O3-SiO2-MgO四源渣型，其中，CaO含量在58-62wt%，Al2O3含量在17-22wt%，SiO2含量在12-15%，MgO含量在1-13%；
所述铬铁矿的TiO2的质量百分比≦0.5%，S的质量百分比≦0.2%，P的质量百分比≦0.3%；
所述低钛低硫铬铁的生产方法，具体包括以下步骤：
S1.铬铁矿的预处理：将铬铁矿球磨成细粉，加入硅烷偶联剂溶液，超声加热至70-90℃，反应1-3h，进一步加入硅石粉和石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10-15mm；
S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为2-5℃/min，氧气的通气量为100-500L/min；
S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入脱钛剂，继续升温至1450-1550℃，加入脱硫剂和造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.75-2.1，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；所述铬铁矿、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂的质量比为200：（1.2-1.7）：（0.4-1）：（1-3）；
S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入焦炭和硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；所述铬铁矿、焦炭、硅石粉的质量比为200：（1-2）：（1-3）；氩气的通入量为1000-2000L/min；
S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
2.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S1中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH590、KH602、KH792中的至少一种。
3.根据权利要求2所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S1中所述硅烷偶联剂为KH560和KH550的复配混合，质量比为（4-7）：3。
4.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，所述硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1-1mm；所述石灰粉CaO含量不小于95%，粒度为0.3-1mm；所述焦炭固定碳含量85-89％、粒度为3-5mm。
5.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S3中所述脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：35-45%、CaF2：40-50%、La2O3：5-25%；所述脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10-30s。
6.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S3中所述造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为（15-30）：（2-7）：（10-15）。
7.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S3中所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成：CaC230-50份、CaO 15-30份、Al 2-5份、Mg 1-2份、微晶纤维素粉3-7份、硅烷偶联剂KH560 1-2份。
8.根据权利要求7所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，所述脱硫剂的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成5-10wt%的溶液，将CaC2、CaO、Al、Mg分别球磨至粒径在0.1-1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂KH560的乙醇溶液中，加热至85-95℃，反应2-4h，过滤，干燥，然后加入微晶纤维素粉，球磨混合3-5h，得到脱硫剂。
9.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S5中RH精炼的条件：真空压力100-120Pa，循环时间为15-25min后，吹氩气15-20min，氩气的通气量为100-300L/min。
10.一种如权利要求1-9任一项所述生产方法得到的低钛低硫铬铁，其特征在于，所述低钛低硫铬铁中各元素的质量百分比组成为C：1-5%、Cr：54-63%、Ti：0.0001-0.006%、Si：0.03-0.07%、P：0.01-0.03%，S：0.001-0.02%、Al：0.04-0.07%，余量为Fe和不可避免的杂质。
CN202110764671.5A 2021-07-06 2021-07-06 一种低钛低硫铬铁及其生产方法 Active CN114855003B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110764671.5A CN114855003B (zh) 2021-07-06 2021-07-06 一种低钛低硫铬铁及其生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110764671.5A CN114855003B (zh) 2021-07-06 2021-07-06 一种低钛低硫铬铁及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114855003A CN114855003A (zh) 2022-08-05
CN114855003B true CN114855003B (zh) 2023-05-12

Family

ID=82628351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110764671.5A Active CN114855003B (zh) 2021-07-06 2021-07-06 一种低钛低硫铬铁及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114855003B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4307872A (en) * 1980-07-21 1981-12-29 Lectromelt Corporation Apparatus for reducing ore
PH22151A (en) * 1983-12-31 1988-06-01 Krupp Gmbh Process for the production of ferrochromium
JPH07100807B2 (ja) * 1988-02-24 1995-11-01 川崎製鉄株式会社 低ｓ含クロム溶鉄の製造方法
CN1026799C (zh) * 1990-01-06 1994-11-30 浙江横山铁合金厂 高铬低磷、低微碳铬铁的生产方法
CN108977678B (zh) * 2018-08-09 2019-06-28 徐州宏阳新材料科技有限公司 一种低钛高碳铬铁及其冶炼方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN114855003A (zh) 2022-08-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108977678B (zh) 一种低钛高碳铬铁及其冶炼方法
CN102586543B (zh) 一种高氧化钙含量的钢包渣还原剂及其制备方法
CN101962714B (zh) 矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法
CN113416814B (zh) 一种lf炉精炼渣零排放的实现方法
CN111961785B (zh) 一种铁浴熔融还原法生产超高纯生铁的方法
CN107365949A (zh) 一种冶炼超低碳高合金不锈钢的方法
CN114855003B (zh) 一种低钛低硫铬铁及其生产方法
CN108315647B (zh) 磨球钢材料及其制备方法
CN114574641B (zh) 一种冶炼中-低碳锰铁的方法
CN114107588B (zh) 一种高纯铁水的制备方法
CN114855002B (zh) 一种低钛高碳铬铁及其生产方法
CN113999948B (zh) 一种消除氢基熔融还原铸造用高纯生铁白口组织的方法及生铁
CN108715972A (zh) 一种低磷硅铁产品及其冶炼方法
CN111733355B (zh) 精炼电炉生产低氮中低微碳铬铁的方法
CN114700470A (zh) 冶炼稀土钢的中间包覆盖剂及降低稀土损耗的方法
CN113458351A (zh) 一种含MnO的高铝钢保护渣
CN111996327A (zh) 一种以工业废弃物为原料的铁水预处理脱磷剂
CN112063800A (zh) 一种kr超细粉脱硫剂及其应用工艺方法
CN111020115A (zh) 利用液态高炉渣对钢水进行炉外精炼的方法
CN116287937B (zh) 一种高纯度原料纯铁连铸大方坯bgpi99的生产方法
CN114855067B (zh) 一种中钛高碳铬铁合金的制备方法
CN114686634B (zh) 一种4n级高纯铁及其火法工业化生产方法
CN111647717B (zh) 一种提高铸造用超高纯生铁外观质量的方法
CN114472824B (zh) 一种含钛钢用连铸结晶器保护渣及其制备方法和应用
CN117286306A (zh) 中频感应炉生产铸造用超高纯生铁的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: A low titanium and low sulfur ferrochrome and its production method

Granted publication date: 20230512

Pledgee: Zheshang Bank Co.,Ltd. Hohhot Branch

Pledgor: Fengzhen Huaxing Chemical Co.,Ltd.

Registration number: Y2024150000047