[发明专利]一种高钛磷铁合金脱钛方法

说明书

本发明公开一种高钛磷铁合金脱钛方法，步骤包括：将10～400目的高钛磷铁合金粉装入托盘并控制布料厚度为1～10厘米，再将托盘放入加热炉并向加热炉中持续通入二氧化碳气体，于750～1000℃(比高钛磷铁合金的熔点低300～400℃)下加热1～24小时；加热炉设有尾气排放口，反应过程中排放口始终开启并排放尾气，控制尾气中二氧化碳体积浓度为10～90％；再将磷铁合金投入熔化炉熔化，获得合金液和浮在合金液面的渣，倒入钢模，合金液和渣自然分层并冷却成型；最后将冷却成型的合金块和渣块敲碎，人工分拣获得低钛磷铁合金锭，其中Ti＜0.03wt.％。该脱钛工艺成本低、效果好、绿色环保，具有工业推广的价值。

技术领域

本发明属于纯净铁合金冶炼生产技术领域，尤其涉及一种高钛磷铁合金脱钛方法。

背景技术

黄磷工业每生产1吨黄磷，副产磷铁合金0.1-0.2吨，按照2018年我国黄磷产量约95万吨计算，全年将产生约14万吨的工业磷铁合金。这种废弃物中有多种杂质元素，且杂质含量在0.5～15％之间波动，工业利用价值极低。目前工业磷铁合金有三种去向：一、企业作为垃圾进行填埋，污染环境，浪费资源；二、积压在工厂，占用场地，影响企业经营；三、成分相对较好的作为普通磷铁合金销售，价格极低。

欧阳页先等人的研究报道指出，在无取向硅钢中添加磷元素能够降低铁损、改善冲片性能和提高磁感应强度。在硅钢冶炼时磷铁合金可作为磷元素加入。由于钛元素能与C、N、O结合生成夹杂物，影响硅钢的性能，因此硅钢厂对磷铁合金中钛元素含量的要求很高，一般小于0.05wt.％。如果能够利用黄磷工业副产磷铁合金作为原料，进行冶炼脱钛，获得可用于硅钢冶炼的低钛磷铁合金，那将能够显著地提高黄磷副产磷铁合金的附加值。

安徽工业大学章俊等人在专利CN110055452A中公开了一种处理黄磷副产磷铁合金的工艺，该工艺生产出的磷铁合金可用于高品质硅钢生产。该工艺的具体操作为：在高钛磷铁熔体中吹入氮气或者氨气，生成的氮化钛被吸附渣吸附，渣金分离后获得的磷铁成品成分：P：23～25％，Si：1.7～2.8％，C：0.8～0.9％，S：0.05～0.08％，Mn：0.8～1.7％，Cr：0.6～0.8％，Ti＜0.05％，余量为Fe。该工艺利用Ti元素的氮化反应来脱除钛含量，但不能脱除其它杂质。上述方法中，由于采用气体吹炼高温磷铁熔体，操作时间长，P蒸气严重挥发，导致最终磷铁合金中磷含量下降。尤其是，使用氨气作为吹炼气体时，冶炼环境比较恶劣，不利于工人身体健康，增加了环境治理成本。

因此，如何高效环保地脱除磷铁合金中的钛是一项急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：高钛磷铁合金中钛含量较高，不能应用于高品质硅钢的冶炼，本发明提供了一种高钛磷铁合金脱钛方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明提出的一种高钛磷铁合金脱钛方法包括如下步骤：

(1)制粉：将高钛磷铁合金原料块采用破碎和研磨的方式制备成粒度为10～400目的高钛磷铁合金粉；

(2)氧化：将步骤(1)获得的高钛磷铁合金粉装入托盘，高钛磷铁合金粉的布料厚度控制在1～10厘米，然后把托盘放入加热炉中并向加热炉中持续通入二氧化碳气体，控制粉料温度为750～1000℃且比高钛磷铁合金的熔点低300～400℃，加热时间控制在1～24小时；加热炉设有尾气排放口，反应过程中排放口始终处于开启状态并排放尾气，所述二氧化碳气体的流量是根据尾气中二氧化碳的体积浓度来控制的，尾气中二氧化碳体积浓度控制为10～90％；

(3)熔化：将步骤(2)获得的磷铁合金投入熔化炉中熔化，熔化温度控制在1400～1600℃，获得熔化的合金液和浮在合金液面的渣；

(4)浇铸：将步骤(3)合金液和渣一起倒入铸钢模中，合金液和渣由于比重差异自然分层并冷却成型；