[發(fā)明專利]一種制備鈦鐵合金的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310413509.4
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103484721A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 朱福興;穆天柱;穆宏波;閆蓓蕾;彭衛(wèi)星
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C22C14/00
• 分類號: C22C14/00;C22C38/14;C22C38/16;C25C3/36
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 譚昌馳;王兆賡

技術領域

本發(fā)明涉及鈦冶煉技術領域，更具體地講，涉及一種制備鈦鐵合金的方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有比重輕、比強度高、耐腐蝕性能好等一系列優(yōu)點，被廣泛應用于航空、航天、艦船、軍工、冶金、化工、機械、電力、海水淡化、交通運輸、輕工、環(huán)境保護、醫(yī)療器械等領域。鈦鐵合金作為脫氧劑、除氣器、合金添加劑及電焊條涂料等，在煉鋼等工藝中的脫氧能力遠遠高于硅、錳，并可減少鋼錠偏析，改善鋼錠質量，提高收得率。同時，它可增大鋼的強度、抗腐蝕性和穩(wěn)定性，而被廣泛用于不銹鋼、工具鋼等中，也可改善鑄鐵性能，用于鑄造工業(yè)以提高鑄鐵的耐磨性、穩(wěn)定性、加工性等。

鈦鐵合金的制備主要有以下方法，一是以還原劑（鋁、硅）還原鈦氧化物和鐵氧化物/鐵的混合物，如：公開號為CN101225482A的中國專利申請中公開了鈦鐵合金感應電爐冶煉法、公開號為CN101078065A的中國專利申請中公開了一種以鈦原料冶煉制取系列鈦鐵合金的方法、公開號為CN101451201A的中國專利申請公開了以鈦原料冶煉制備系列鈦鐵合金的方法。二是受電脫氧工藝啟示，采用石墨為陽極并以鈦和鐵的氧化物為陰極在熔鹽體系中脫氧制備出鈦鐵，如公開號為CN101597774A的中國專利申請公開了一種利用釩鈦磁鐵礦選鐵尾礦制備鈦鐵合金的方法、公開號為CN101509139A的中國專利申請中公開了一種由鈦鐵礦制備鈦鐵合金的方法、公開號為CN102277595A的中國專利申請中公開了一種鈦鐵合金脫氧精煉方法。三是在廢鈦料中添加金屬鐵進行真空熔煉制備鈦鐵合金，如公開號為CN1126766A的中國專利申請中公開了鈦鐵合金的制造方法。

以上方法各自存在不足，其中，熱還原制備出的鈦鐵合金存在合金中氧含量偏高、產品中還原劑含量偏高等問題，且還原劑成本高，間接增加了產品的生產成本；而電脫氧工藝因其技術特點導致產品脫氧不徹底且電流效率較低，現(xiàn)仍處于實驗室研究階段；對于真空熔煉而言，其本身原料及冶煉成本很高，均使得鈦鐵合金的生產成本居高不下，不能大規(guī)模的使用。

發(fā)明內容

為了解決現(xiàn)有技術中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠降低鈦鐵合金的生產成本、縮短工藝流程并應用于實際生產的鈦鐵合金制備方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一方面提供了一種制備鈦鐵合金的方法，所述方法包括以下步驟：將鈦精礦在電爐中冶煉鈦渣；在鈦渣冶煉結束后，向電爐中加入至少一種堿金屬碳酸鹽，通入空氣或氧氣并攪拌，以使鈦渣中的鈦氧化物轉化為鈦酸鹽；以石墨為陽極并以電爐底部的鐵水為陰極進行電解，生成金屬鈦，并且金屬鈦進入熔融的鐵中形成液相鈦鐵合金；在惰性氣體保護下排出所述鐵水及所述液相鈦鐵合金并進行冷卻，得到鈦鐵合金。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，所述堿金屬碳酸鹽的加入量能夠滿足將鈦渣中的鈦氧化物全部轉化為鈦酸鹽。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，所述堿金屬碳酸鹽為Na₂CO₃或K₂CO₃。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，所述空氣或氧氣的通入量為200～250Nm³/min，通入時間為2～10min。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，所述電爐底部的鐵水的量等于或大于所生成的鈦鐵合金的量。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，電解時的電位大于鈦的分解電位且小于所述至少一種堿金屬碳酸鹽所對應的堿金屬中分解電位較小的堿金屬的分解電位。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，采用酸洗將所述鈦鐵合金上多余的鐵去除，得到最終的鈦鐵合金產品。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，制備過程中的溫度控制在所述鈦酸鹽的熔點以上并且小于所述鈦酸鹽的沸點。

根據(jù)本發(fā)明的制備鈦鐵合金的方法，所述惰性氣體為氦氣或氬氣。

本發(fā)明的另一方面提供了一種鈦鐵合金，所述鈦鐵合金采用上述制備鈦鐵合金的方法獲得，以重量百分比計，所述鈦鐵合金包括Ti35～75%、C＜0.15%、Si＜1.0%、P＜0.07%、S＜0.04%、Al＜1.0%、Mn＜1.0%、Cu＜0.2%以及余量的Fe。

本發(fā)明通過在鈦渣冶煉后的熔體中加入一定量的堿金屬的碳酸鹽并通氧使鈦氧化物轉化為鈦酸鹽，并以石墨為陽極、底部的鐵水為陰極實施電解制備得到鈦鐵合金。本發(fā)明的方法具有操作簡單的特點，可有效降低鈦鐵生產成本并適合于實際工業(yè)應用。

具體實施方式