[發(fā)明專利]基于自蔓延反應(yīng)的螺紋鋼專用鈦鐵合金的低成本生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111560608.6
• 申請日: 2021-12-20
• 公開（公告）號: CN114182154A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 婁永琰
• 申請（專利權(quán)）人: 婁永琰
• 主分類號: C22C30/00
• 分類號: C22C30/00;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/02;C22C38/60;C22C33/00
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務(wù)所 42109
• 代理人: 滕金葉

1.基于自蔓延反應(yīng)的螺紋鋼專用鈦鐵合金的低成本生產(chǎn)方法，其特征在于包括下述步驟：

（1）生產(chǎn)設(shè)備的準備

2～3噸爐容的中頻感應(yīng)爐，爐襯主體用剛玉復(fù)合材料，防止其與熔體中的鋁和鈦發(fā)生置換反應(yīng)，在爐體頂部渣線和罐沿位置采用鎂碳磚堆砌，抵抗堿性熔渣的侵蝕，內(nèi)腔設(shè)計為上大下小的倒炮彈型結(jié)構(gòu)，利于爐內(nèi)熔體冷卻后倒出；爐體內(nèi)嵌測溫裝置，自動調(diào)節(jié)感應(yīng)電流控制爐內(nèi)溫，并配置帶有控流裝置的計給料系統(tǒng)和除塵系統(tǒng)；

（2）反應(yīng)原料的準備

反應(yīng)原料包括：按質(zhì)量比計,高鈦渣粉∶氧化鐵粉∶鋁粉∶生鐵粉∶氧化鈣粉∶氟化鈣粉的比例為100∶(20～40)∶(60～100)∶(20～30)∶(10～15):(5～10)，混勻備用；上述原料中，高鈦渣粉中TiO₂的質(zhì)量分數(shù)為85～95%，粒度為100目；氧化鐵粉中Fe₂O₃的質(zhì)量分數(shù)為85～95%，粒度為100目；鋁粉中Al質(zhì)量分數(shù)為90～95%，粒度為1～3mm；生鐵粉中Fe的質(zhì)量分數(shù)為90%，粒度為0.1～0.5mm；氧化鈣粉中CaO的質(zhì)量分數(shù)為90～95%，粒度為200目；氟化鈣粉中CaF₂的質(zhì)量分數(shù)為85～90%，粒度為1～5mm；上述所有反應(yīng)原料均需通過200～500℃中高溫焙燒干燥后混勻，混合后總含水量≤0.1%；

（3）中頻感應(yīng)爐準備

向中頻感應(yīng)爐內(nèi)裝入100～200kg爐容的生鐵粒，所述生鐵粒的粒徑為10～50mm，通電感應(yīng)加熱至200～500℃；

（4）自蔓延反應(yīng)

從混勻的反應(yīng)原料中取10～50kg作為首批原料，通過計給料系統(tǒng)向下流入到已經(jīng)預(yù)熱好的中頻感應(yīng)爐中，取鎂粉2～5kg從物料頂部投入鋪展于反應(yīng)原料表面，點燃鎂粉以引發(fā)自蔓延反應(yīng)，之后通過計給料系統(tǒng)以5～10Kg/s均勻持續(xù)性地加入與感應(yīng)爐爐容相適應(yīng)的物料，直至反應(yīng)完全，自蔓延反應(yīng)開始后以10～20L/min的流量通過底吹向爐內(nèi)供應(yīng)氮氣，自蔓延反應(yīng)完成后，立即將底吹氮氣量增加至20～50L/min通過爐體內(nèi)嵌測溫裝置，自動調(diào)節(jié)感應(yīng)電流，保持熔體溫度在1600～1650℃的范圍，自蔓延反應(yīng)完成后底吹供氮氣及保溫總時間為8～12min；

（5）冷卻分離

高溫熔體冷卻至室溫，下部為固態(tài)鈦鐵合金，上部為凝固渣料；爐體傾倒后將爐內(nèi)物質(zhì)倒出，除去上層熔煉渣后得到含鋁和氮的 鈦鐵合金，所述 鈦鐵合金中，含有下述質(zhì)量百分比含量的組分：Ti：30～45%，F(xiàn)e：30～50%，Al：5～20%，Si：0.1～2%，N：0.5～3%，P：0.01～0.15%，S：0.02～0.10%，其他成分含量≤5%。