[發(fā)明專利]一種鈦鐵合金的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710078103.3
• 申請日: 2017-02-14
• 公開（公告）號: CN106834891A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭海燕;沈峰滿;姜鑫;高強(qiáng)健;劉硯飛;梁子敬;黃文信
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/04;C22B5/10;C22B5/04;C22B34/12
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)61223
• 代理人: 潘宏偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬冶煉技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種鈦鐵合金的制備方法。

背景技術(shù)

鈦鐵是一種用途較為廣泛的特種鐵合金。可用作脫氧劑、除氣劑，改善鋼的機(jī)械性能；可用作儲氫材料，儲存氫氣或凈化氫氣；可用作合金元素添加劑，改善鋼的性能(如抗腐蝕性能、提高高溫抗拉強(qiáng)度等)；可用作孕育劑，改善其機(jī)械性能(如耐磨性)；可用作焊條涂料；此外，鈦鐵還用作以金屬熱還原法生產(chǎn)其他鐵合金和有色金屬的還原劑；有色合金的合金添加劑；還少量用于化學(xué)工業(yè)和其他工業(yè)。

目前，我國鈦鐵生產(chǎn)工藝以鋁熱法為主，主要生產(chǎn)中低、品位的鈦鐵，高鈦鐵的工業(yè)制備技術(shù)與發(fā)達(dá)國家有較大差距。重熔法技術(shù)較為成熟，在國外廣泛使用，但受原料限制在我國難以推廣。碳熱還原法雖也能生產(chǎn)高鈦鐵但由于產(chǎn)品含碳量過高而使其應(yīng)用受到限制。熔鹽電解法具有工藝流程短，以金屬氧化物為原料，成本低且對環(huán)境友好的特點(diǎn)，因而成為冶煉高鈦鐵合金研究的一個(gè)重要方向，但實(shí)現(xiàn)工業(yè)化尚需時(shí)日。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種鈦鐵合金的制備方法，通過以釩鈦磁鐵礦和鈦精礦為原料，調(diào)節(jié)物料配比和碳熱反應(yīng)溫度及時(shí)間，制備多級別鈦鐵合金，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鈦鐵合金生產(chǎn)中鋁消耗量大，生產(chǎn)成本高的問題。

具體的，本發(fā)明中鈦鐵合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)碳熱反應(yīng)

以釩鈦磁鐵礦為原料，煤粉為還原劑進(jìn)行混料，向混料中加入混料質(zhì)量1％的膨潤土后充分混勻形成混合物，將混合物與水混合并造球，其中，混合物與水的質(zhì)量比為1:0.08，將形成的濕球放入干燥箱中進(jìn)行恒溫干燥，將干燥后得到的干球放入加熱爐中恒溫加熱，將加熱后的干球密閉冷卻，將冷卻后的干球粉碎并過篩，得到預(yù)還原礦粉；

(2)鋁熱還原反應(yīng)

按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)，將40-42％預(yù)還原礦粉、21-23％Al粉、24-26％鈦精礦粉、5-6％CaO和7-9％KClO₃混合均勻后以鎂條引燃進(jìn)行自蔓延鋁熱還原反應(yīng)，將反應(yīng)后的混合物冷卻除渣后得到鈦鐵合金鑄錠。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，釩鈦磁鐵礦中各含量成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48.65％TFe、27.67％FeO、9.98％TiO₂、28.84％SiO₂、3.85％Al₂O₃、4.37％MgO、1.94％CaO和0.51％V₂O₅。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，煤粉中各含量成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61.31％FC、77.50％TC、9.38％灰分和29.31％其他。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，膨潤土中各含量成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68.55％SiO₂、0.97％CaO、1.80％MgO、15.00％Al₂O₃、0.96％K₂O、2.00％Na₂O和0.023％S。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，釩鈦磁鐵礦和煤粉按照配碳比為0.8進(jìn)行配料。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，干燥箱中干燥溫度為105℃，干燥時(shí)間為5h。

優(yōu)選的，碳熱反應(yīng)步驟中，加熱爐中加熱溫度為1200℃，加熱時(shí)間為10min。

優(yōu)選的，鋁熱還原反應(yīng)步驟中，鈦精礦中各含量成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34.5％TFe、36.58％FeO、50.00％TiO₂、1.77％SiO₂、0.64％MnO。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明中，通過以釩鈦磁鐵礦和鈦精礦為原料，調(diào)節(jié)物料配比和碳熱反應(yīng)溫度及時(shí)間，制備多級別鈦鐵合金，減少了鋁的消耗量，降低了生產(chǎn)成本，而且提供了多元化的鈦鐵合金品種。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的鈦鐵合金SEM圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

本發(fā)明實(shí)施例1提供的鈦鐵合金的制備方法，包括以下步驟：

(1)碳熱反應(yīng)