一种分步金属热还原制备高钛铁的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101967531A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101967531A(43)申请公布日2011.02.09(21)申请号201010514572.3(22)申请日2010.10.21(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殷志双唐红国牛丽萍刘燕吕国志赫冀成(74)专利代理机构沈阳东大专利代理有限公司21109代理人梁焱(51)Int.Cl.C21B15/02(2006.01)C22B5/04(2006.01)权利要求书1页说明书8页(54)发明名称一种分步金属热还原制备高钛铁的方法(57)摘要一种分步金属热还原制备高钛铁的方法，包括一步铝热还原熔炼、二步强化还原精炼两个步骤，按质量比，原料配料为：金红石或高钛渣：铝粉：铁精矿：造渣剂：KClO3=1.0：0.37～0.50：0.05～0.10：0.15～0.25：0.20～0.25，冶炼温度1900℃～2200℃；二步强化还原精炼时间10～30min，精炼结束后，冷却、起锭、除杂，得到高钛铁合金；复合还原剂为钙镁合金。本发明方法原料来源广，生产成本低，采用分步还原操作，一步还原熔炼是在铝不足的情况进行的，二步脱氧精炼采用钙镁合金复合还原剂，因此高钛铁合金中的Al残留量显著降低，且氧被有效脱除；采用浇铸实现高温熔体的转移，强化了金渣分离过程。CN1096753ACN101967531A权利要求书1/1页1.一种分步金属热还原制备高钛铁的方法，其特征在于包括一步铝热还原熔炼和二步强化还原精炼两个步骤：（1）一步铝热还原冶炼按质量比，原料配料如下：金红石或高钛渣：铝粉：铁精矿：造渣剂：KClO3=1.0：0.37～0.50：0.05～0.10：0.15～0.25：0.20～0.25，采用竖式冶炼炉，冶炼温度1900℃～2200℃；造渣剂配方采用以下几种方案中的一种，均按质量比：①CaF2或Li2O或Na2O或B2O3或BaO10%~25%，其余为CaO；②CaF210%~25%，Li2O或Na2O或B2O3或BaO0~10%，其余为CaO；③CaF210%~25%，Li2O0~5%，Na2O或B2O3或BaO0~5%，其余为CaO；④CaF210%~25%，Li2O0~5%，Na2O0~5%，B2O3或BaO0~5%，其余为CaO；（2）二步强化还原精炼在熔炼坩埚底部装入复合还原剂，将一步铝热还原冶炼得到的高温熔体直接浇铸在熔炼坩埚中，进行二步强化还原精炼，同时开启永磁搅拌器，搅拌时间10～30min，搅拌转速300～1000rpm；按质量比，复合还原剂加入量为一步铝热还原冶炼时金红石配料量的0.05%~0.10%，二步强化精炼时间10～30min，精炼结束后，将高温合金熔体进行冷却、起锭、除杂，得到高钛铁合金；复合还原剂为钙镁合金，粒度≤4mm；按质量比，Ca30%~70%，其余为Mg；按质量百分比，制得的高钛铁合金化学成分为：Ti65%～75%，O≤0.9%，Al≤1.5%，Si≤2.0%，C≤0.3%，P≤0.05%，S≤0.04%，其余为Fe。2.按照权利要求1所述的分步金属热还原制备高钛铁的方法，其特征在于二步还原精炼过程中复合还原剂的另一种加入方法是：在一步铝热还原熔炼浇铸结束时，采用喷枪直接喷吹到一步铝热还原冶炼的合金熔体中。3.按照权利要求1所述的分步金属热还原制备高钛铁的方法，其特征在于一步铝热还原冶炼采用的原料中：金红石或高钛渣：按照质量比，TiO2>88%、Si<5%、Al<5.5%，粒度≤630微米；铁精矿：按质量比，总Fe>65%，FeO<10.0%，SiO2<8.0%，粒度≤1mm；KClO3粒度≤1mm，为发热剂；还原剂Al粒度≤4mm；造渣剂粒度≤1mm；混料前要把金红石或高钛渣于550℃～750℃焙烧24h，除去有机杂质和水分；铁精矿和造渣剂先进行球磨、焙烧处理，保证其干燥；KClO3在150℃～180℃温度下干燥24h。2CN101967531A说明书1/8页一种分步金属热还原制备高钛铁的方法技术领域[0001]本发明属于钛铁合金技术领域，涉及高钛铁的制备方法，具体涉及一种分步金属热还原制备高钛铁的方法。背景技术[0002]钛铁是经过还原或重熔而得到的含钛在20%～75%的铁和钛中间合金，其中含钛在60%～75%的为高钛铁。含钛量在65%～75%的高钛铁由于其具有耐腐蚀、耐高温、耐磨、比重合适等优异的使用性能，而得到广泛的应用和关注。高钛铁是冶炼特种钢、结构钢合特种合金的重要原材料，是航空、航天、兵器工业中不可替代的重要原材料，而且广泛应用于石油、化工、机械、舰船、海洋、电力、医疗器件等军民用工业，在社会发展中具有越来越重要的地位。