[发明专利]一种酸溶性钛渣微波制备电焊条用金红石的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种酸溶性钛渣微波制备电焊条用金红石的方法和装置，尤其是涉及一种酸溶性钛渣制备电焊条用金红石技术领域，属于冶金技术领域。

背景技术

焊接是一种低成本、高科技连接材料的成熟工艺方法，从传统的热加工工艺发展到了集材料、冶金、结构、力学、电子等多门学科为一体的工程工艺学科。据统计，现代建筑、桥梁、造船等行业每用10 kg钢材，需消耗约3 kg的焊接材料，而在一般的工程建设中，30％的钢材需要焊接，随着焊接材料用量的不断的增加，焊条用量将会同步增长。

金红石型二氧化钛是电焊条表层药皮中的主要成分，它是焊药的良好的造渣剂、脱氧剂、稀释剂、粘结剂和稳定剂。用它制成的电焊条的熔渣熔点低、粘度小、交直流电均可使用，操作时点弧快、电弧稳定、脱渣容易、焊缝美观、机械性能好。二氧化钛在药皮中的脱氧能力也很好，在焊接过程能保护熔化的金属，防止空气中的氧或氮侵入焊缝中而降低焊缝的强度和塑性，另外钛与氮形成稳定的氮化钛，迅速进入熔渣中，从而排除氮对焊缝的影响。因此，二氧化钛是焊接材料制备的重要原料之一。

天然金红石因含有较纯的二氧化钛成为生产焊条药皮的理想材料，但一直以来我国天然金红石储量较少，长期依赖进口而且随着全球金红石资源的枯竭，价格变得非常昂贵。另外考虑到我国存在大量杂质高，利用率低的钛资源，人造金红石已成为天然金红石的主要替代品应用于生产领域。

本发明以电炉还原得到的酸溶性钛渣为原料，采用微波提供热源，利用微波快速加热的特点，实现快速、连续化生产，制备出符合电焊条用人造金红石技术要求的产品。

发明内容

技术方案]

本发明是通过下述技术方案实现的。

本发明的其中一个目的是提供一种酸溶性钛渣微波制备电焊条用金红石的方法。

本发明的另一个目的是提供可以实施上述相关方法的装置。

一种酸溶性钛渣微波制备电焊条用金红石的方法，其步骤为：

将破碎后的酸溶性钛渣通过进料传送带输送至进料口上方，由进料口以5-10kg/min进料，打开螺旋搅拌器。酸溶性钛渣在螺旋搅拌器的作用下由微波腔体上部缓慢传送至出料口，再经水淬处理，得到电焊条用金红石产品。

根据本发明的一种优选实施方式，所述酸溶性钛渣以重量计TiO₂含量为70.0%以上、SiO₂为10%以下、MgO为2%以下与CaO为1%以下。

其中TiO₂是根据GB/T1706-2006标准采用铝还原法测定的。SiO₂是根YB/T190.1-2001标准采用高氯酸脱水重量法测定的。MgO是根据YB/T 190.4-2001标准采用CyDTA滴定法测定的。CaO是根据YSBC19811-2000标准采用原子吸收光谱法测定的。

在本发明中，所使用的酸溶性钛渣例如是由云铜集团钛业有限公司、攀钢集团钛业有限责任公司、云南兴棱矿业有限公司或云南新立有色金属有限公司获得的酸溶性钛渣。所述的酸溶性钛渣也可以是从市场上获得的商品，但它们的化学组成应该满足上述要求。

根据本发明的一种优选实施方式，所述酸溶性钛渣的粒度是-200目（0.074 mm）为以重量计70%以上。

如果所述酸溶性钛渣的粒度不符合其要求，可以使用现有的磨碎设备与筛分设备进行处理，例如由南昌通用化验制样机厂以商品名密封式制样粉碎机（JG100-3）销售的磨碎设备，由浙江上虞市道墟五四仪器厂以商品名标准筛销售的筛分设备。

根据本发明的一种优选实施方式，所述微波反应器的频率为912~918MHz，功率为9~12kW。

根据本发明的一种优选实施方式，所述焙烧温度控制为950-1050℃。

根据本发明的一种优选实施方式，所述所述螺旋搅拌器转速为2000~2500rpm。

将出料口得到的产物进行了X-射线衍射结构定性与定量分析。

X-射线衍射分析所使用的设备是日本Rigaku公司的X射线衍射分析仪（D/Max 2200 X），分析条件是管压35kv，管流20mA，采用石墨单色器滤波、θ～2θ步进扫描方式，在3~100°范围以3°/min的扫描速度进行分析测试。

X-射线衍射分析结果列于附图2。由附图2可以确定，在这个煅烧步骤得到的产物主要是金红石。