[發明專利]以攀西鈦原料電爐重熔法生產鈦鐵合金

有效

• 申請號: 201610189939.6
• 申請日: 2016-03-30
• 公開（公告）號: CN105603293B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 何金勇;宋國菊;蒲芝明;何源;何海軍
• 申請（專利權）人: 攀枝花市銀江金勇工貿有限責任公司
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C1/02;C22C14/00;C22B9/16
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 趙麗

技術領域

本發明屬于鈦鐵合金冶煉領域，具體涉及以攀西鈦原料電爐重熔法生產鈦鐵合金。

背景技術

鈦的密度4.5g/cm³，熔化溫度1660℃，與硫、氧、氮具有強烈相互作用。為了得到彌散分布的細小TiN顆粒，連鑄是必要的條件。在不銹鋼、硼處理鋼和IF鋼中，鈦作為穩定劑，與碳和氮形成析出物。在熱軋鋼中加入鈦，可起到析出強化和控制硫化物形態的作用。連鑄鋼中加入少的鈦，可改善鑄坯的表面質量。薄板鋼、微合金化鍛造鋼和高強低合金鋼的焊接熱影響區域中，彌散分布的穩定的含鈦顆粒，有利于細化晶粒，在熱處理配合下，微量鈦能顯著提高低合金鋼的強度和韌性。由于鈦在鋼中具有阻止晶粒長大，阻止形成奧氏體再結晶，以及產生顯著的沉淀強化效果等作用，因此，低合金高強鋼、工具鋼、不銹鋼及結構鋼等廣泛使用鈦鐵合金化。

隨著鋼材質量提高和品種增加，對鈦鐵質量及品種要求也越來越高。美國、西歐、日本、加拿大等國主要應用高品位鈦鐵，我國則主要使用低品位鈦鐵。目前，利用豐富的鈦鐵礦資源，國內通常采用金屬還原法直接還原生產w(Ti)=25%～75%的普通鈦鐵及高鈦鐵，但產品中的鋁、氧、氮含量很高，很難控制，氧含量過高，無法滿足用戶對高品質鈦鐵的需求。如公開號為CN101484201A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”、公開號為CN102509957A的中國專利申請公開了“以鈦渣與鈦精礦為鈦、鐵原料生產高鈦鐵合金的方法”、以及公開號為CN104152694A的中國專利申請公開了“鋁鎂鈣法生產高鈦鐵合金”，其鈦鐵合金的氧含量均在6%以上。重熔法制備高鈦鐵則可有效控制合金的氧含量，因此國外多采用重熔法生產w(Ti)=65～75%、w(Al)≤4%的高品質鈦鐵，而我國因原料來源有限，重熔法生產高鈦鐵的價格是還原法生產高品位鈦鐵價格的兩倍，冶煉成本極高，而且目前我國優質高品位鈦鐵主要從國外進口，成本費用高，從而嚴重制約了該鈦鐵品種的發展。

申請人于2009年6月10日公布了“以鈦原料冶煉制備系列鈦鐵合金的方法（公開號CN101484201A）”的專利申請，該方法采用鋁熱還原法，解決了用含磷、硫高的攀西地區釩鈦磁鐵礦冶煉制備鈦鐵合金的技術問題。為彌補金屬還原法制備鈦鐵合金方法的不足，并針對攀西地區釩鈦磁鐵礦原料雜質含量高的特點，申請人探索了重熔法生產FeTi30～FeTi90各種牌號鈦鐵的可行性，進行了中頻感應爐冶煉鈦鐵試驗，通過多爐試驗，取得良好冶金效果，重熔法生產鈦鐵工藝技術上可行，系列鈦鐵產品全部符合國標要求，品質上乘，且該工業化生產方法在國內外均未見報道。

發明內容

本發明針對重熔法生產高品質鈦鐵，原料來源有限，冶煉成本很高，而現有原料含雜質高的釩鈦磁鐵礦重熔法生產鈦鐵又難于實現的上述問題，提供一種以攀西鈦為原料電爐重熔法生產鈦鐵合金的方法。該方法原料來源確定，生產工藝安全可靠，電能耗低，鈦鐵品位高，雜質含量低，形成質量穩定的鈦鐵合金產品，生產成本降低，并實現了鈦鐵合金重熔法生產的工業化。

實現上述發明目的，本發明采用的技術方案如下：

以攀西鈦原料電爐重熔法生產鈦鐵合金，其特征在于包括以下步驟：

以100Kg由攀西地區富鈦料、鋼鐵料組成的原料為重量基準，按重量配比向原料中加入輔助材料后，采用電爐重熔法冶煉，獲得雜質總含量低于5%的優質鈦鐵合金產品；

所述原料組成的重量百分比為：攀西地區富鈦料30～90%、鋼鐵料10～70%；

所述輔助材料的加入量為：鋁質還原劑0.25～1.0Kg、輔助還原劑0.3～1.0 Kg、鈣質冶金輔料1.0～1.5Kg；

所述的攀西地區富鈦料為鈦含量≥95%的富鈦料；

所述的鋼鐵料為TFe含量≥99%的廢鋼；

所述的鋁質還原劑為Al≥95%的金屬鋁；

所述的輔助還原劑為Si含量≥70%的硅鐵合金；

所述的鈣質冶金輔料為CaO含量≥85%的生石灰。

所述的以攀西鈦原料電爐重熔法生產鈦鐵合金的具體工藝步驟如下：

將鋼鐵料加入中頻爐中，于1560℃以上的溫度下熔化后，依次加入鋁質還原劑、鈣質冶金輔料及輔助還原劑，扒渣后，再以惰性物封爐口，然后將攀西地區富鈦料緩慢加入金屬液中，邊加邊攪拌，金屬完全熔化后，將鈦鐵金屬液倒入冷卻罐內，冷卻24～36h后獲得鈦鐵合金產品。

所述的惰性物為Ar含量≥98%的氬氣。

所述冷卻罐的罐壁溫度不低于200℃。

上述含量的百分比均為質量百分比。