一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110055366A(43)申请公布日2019.07.26(21)申请号201910291205.2(22)申请日2019.04.11(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人张廷安豆志河王艳秀吕国志刘燕牛丽萍王坤赵秋月傅大学张伟光张子木(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人宁佳(51)Int.Cl.C21B13/00(2006.01)C04B7/147(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法(57)摘要本发明的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，工艺步骤为：(1)对钛铁矿直接进行干燥处理；(2)将固态碳质还原剂和造渣剂与钛铁矿混料研磨，不经烧结直接喷吹到涡流熔融还原高温炉漩涡中心并被卷入到熔池中；(3)在1500℃-1650℃温度的熔池中进行涡流熔融还原10min-60min；(4)得到含钛铁水和熔融渣分别溢流分离；(5)含钛铁水加入合金元素直接冶炼成合金产品；(6)熔融渣在高温下调整组成使其符合水泥要求；(7)熔融渣冷却、破碎、研磨直接成为水泥熟料。该方法可利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金，同时冶炼渣完全资源化利用。CN110055366ACN110055366A权利要求书1/1页1.一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对钛铁矿进行干燥处理至含水1％以下，形成干燥后钛铁矿；(2)将固态碳质还原剂和造渣剂与干燥后钛铁矿混料，研磨至0.2mm筛余1～4％，形成混合料，将混合料直接加入到涡流熔融还原高温炉漩涡中心，并被卷入熔池中，搅拌速度120～150r/min，其中，所述的还原剂按混合料中Fe的摩尔量的1.2～1.5倍添加，造渣剂为CaO和CaF2的混合物，CaO按混合料碱度为1.0～1.4添加，CaF2质量按CaO质量的10～30％添加；(3)在1500～1650℃的熔池中进行涡流搅拌熔融还原10～60min，生成包括含钛铁水和熔融渣的还原产物；(4)得到的含钛铁水和熔融渣分层，并进行连续溢流分离，含钛铁水加入合金元素直接冶炼成合金产品，所述的合金产品中Ti含量为15～55％；(5)熔融渣在高温下进行调整组成使其符合水泥要求后，冷却至室温、经破碎与研磨直接成为水泥熟料。2.根据权利要求1所述的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，钛铁矿包括组分及质量百分含量为TiO220～60％，TFe30～50％，其它5～30％。3.根据权利要求1所述的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，干燥温度为150～200℃。4.根据权利要求1所述的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，碱度按下式(1)方法计算：式(1)中，mCaO为混合料中氧化钙的质量，mSiO2为混合料中氧化硅的质量，mTiO2为混合料中二氧化钛的质量。5.根据权利要求1所述的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，还原剂为焦煤。6.根据权利要求1所述的一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，冷却方式采用空气冷却或随炉冷却。2CN110055366A说明书1/4页一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的方法技术领域：[0001]本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种利用钛铁矿直接冶炼钛铁合金的的方法。背景技术：[0002]钛铁合金是用作钢铁的纯化剂的钛与铁的中间合金。钛铁合金是生产链条钢、锚链钢、造船用钢、不锈钢、电焊条以及电子、军工产品等的重要原料。全国特钢行业年需求量在45000吨。钛元素和铁的合金熔点和钢接近，比重和钢差不多，又不易氧化，其生产工艺又比生产该纯金属和非金属简单，生产成本比纯的单体金属和非金属低的多，价格低，特别适合于炼钢和生产各种高科技材料中使用。因此铁合金成为炼钢和新材料工业中的重要材料。[0003]钛铁合金的主要冶炼方法为重熔法和金属热还原法。重熔法主要用于制备优质钛铁以海绵钛为原料来源有限，价格受市场影响大，成本高。铝热还原法因其原料钛铁混合物来源广泛，产品质量不稳定，杂质过多导致使用范围受限。[0004]为了优化现有钛铁合金生产工艺，研究者进行了大量的研发工作，如梅百荣发明的“一种利用钛铁矿制备钛铁合金的方法，申请号：CN201510063532.4”将钛铁矿干燥，控制水分含水率小于5％，将干燥后的钛铁矿进行破碎，在流化床焙烧炉内进行预热、800-1000℃下选择性还原，在还原流化床内使用煤气对钛铁矿进行还原，将还原后的钛铁矿破碎到小于100目，然后进行物理分离，得