[發明專利]高鈦低硅的鈦硅鐵合金及其制備方法

有效

• 申請號: 201210003045.5
• 申請日: 2012-01-06
• 公開（公告）號: CN102517472A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 敖進清;吳斌;李堅;余韻;何奇;張建磊;楊志遠
• 申請（專利權）人: 攀枝花鋼城集團有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C30/00;C22C1/02;C22C1/06;C22B4/06;C22B9/10;C22B5/04
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 梁鑫

技術領域

本發明屬于鐵合金冶煉技術領域，具體涉及一種高鈦低硅的鈦硅鐵合金及其制備方法。

背景技術

釩鈦磁鐵礦經高爐冶煉，原礦中的約50％的TiO₂進入了高爐渣中，形成高鈦型高爐渣，主要化學成分為TiO₂?15～26％；CaO?24～35％；SiO₂?22～25％；Al₂O₃?13～14％；MgO?8～10％；Fe₂O₃?1～3％；MnO＜1％。渣中鈦分散在鈣鈦礦、富鈦透輝石、攀鈦透輝石、尖晶石和碳氮化鈦等礦物中。用高鈦型高爐渣制取鈦硅鐵合金是提取高鈦型高爐渣中的鈦元素和高爐渣綜合利用的有效途徑之一。但是現有技術中提出的各種用高爐渣制取含鈦合金的方法及圍繞該方法展開的各項技術研究中，都由于最終產品回收率低、雜質成分高等原因使得無法推廣應用。

《用高爐鈦渣冶煉復合鐵合金》(徐楚韶等.礦冶工程.1988，11(2))記載了上世紀六十年代，重慶大學開發了用高爐鈦渣冶煉復合鐵合金技術，并在重慶鐵合金廠650kVA電爐上獲得19～23wt％Ti、42～44wt％Si、Fe＜20.2wt％的硅鈦鐵合金。1977年，重慶鐵合金廠直接采用含TiO₂?24.18wt％的攀鋼高爐渣進行試驗，獲得含27.08wt％Ti、31.05wt％Si、20.20wt％Fe的硅鈦鐵合金。

《用高爐鈦礦渣冶煉鈦硅合金的研究》(李祖樹等.《重慶大學學報》，1996年第19卷第4期)報道了用直流電硅鋁熱法冶煉硅鈦合金的方法。所得合金中Ti為30～35wt％、Si為25～35wt％，殘渣中TiO₂含量為5～10wt％。

《鈦硅鐵合金生產中金屬元素與渣氧化物的反應和平衡》(楊保祥.《鋼鐵釩鈦》1995，16(2))報道了在200kVA的直流電爐上以TiO₂含量為23.14wt％的高爐渣為原料得到的鈦硅鐵合金中Ti為15.6～25.7wt％、Si為43.1～54.5wt％，殘渣中TiO₂含量為5.47～9.41wt％。

專利號為ZL?200510019664.3的中國專利《利用含鈦爐渣制備鈦及鈦合金的方法》報道了利用TiO₂為10～90wt％的含鈦爐渣制備鈦或鈦合金的方法。該發明公布了還原劑的組成以及在掃描電子顯微鏡下的觀察結果，證實了有金屬鈦相或鋁硅鈦相生成。除此之外，該發明還描述了原料混合方法將所有原料混合均勻后，再從冷態加熱至熔融狀態進行還原的過程。

由上可知，使用現有技術方法獲得的鈦硅鐵合金中鈦含量低，一般在30wt％以下，硅含量高，一般在40wt％左右，鈦含量與硅含量的比值較較小。由于大部分鈦合金鋼種對鋼中金屬硅含量都有限制，采用這種低鈦高硅的鈦硅鐵合金作合金劑時不可避免要帶入大量金屬硅，因此，這種合金在實際生產中一直得不到應用。

近幾年來，我國高技術鋼材得到極大的發展。微合金鋼就是這些“高技術鋼材”中用量最大的一種。所謂微合金鋼，就是在鋼中加入微量的元素鈮、鈦、釩等強碳氮化物形成元素，起到使鋼基體的晶粒細化和沉淀硬化作用。與V和Nb相比，鈦合金微合金鋼具有性能優越，價格低廉的優點。而作為鈦微合金鋼的主要原料鈦鐵則隨著鈦鐵礦價格不斷走高，資源越來越稀缺，鈦鐵生產成本越來越高。攀枝花擁有大量的高鈦型高爐渣，利用高鈦型高爐渣開發新的鈦硅鐵合金取代鈦鐵用作鈦合金劑具有重大意義。通過適當措施，升鈦降硅使合金中Ti達到40wt％以上是實現鈦硅鐵合金廣泛應用的必要條件。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種含鈦量高于40wt％的鈦硅鐵合金及其制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：高鈦低硅的鈦硅鐵合金，按重量配比含40～70％的Ti、8～40％的Si、3～15％的Fe以及不可避免的雜質。

其中，上述鈦硅鐵合金中按重量配比含50～58％的Ti、31～40％的Si、3～11％的Fe以及不可避免的雜質。

其中，上述鈦硅鐵合金中雜質的重量不超過鈦硅鐵合金總重量的10％。

進一步的，上述鈦硅鐵合金的密度為4.2～4.4g/cm³。

其中，上述鈦硅鐵合金是通過向高鈦型高爐渣中加入外加劑進行熔融熱還原反應制備得到；