[发明专利]一种中钛高碳铬铁合金的制备方法

说明书

一种中钛高碳铬铁合金的制备方法，包括以下步骤：将南非铬铁矿与土耳其铬铁矿按质量比(4‑6):1进行调配，并造粒成铬铁球团；以青石、蛇纹石、硅石、回炉渣为原料制备造渣剂，造渣剂中包含以下成分：按重量百分比计，37～39％的MgO、24～25％的Al₂O₃、25～26％的SiO₂、5～6％的CaO；将铬铁球团、造渣剂、焦炭按质量比100：(11‑13)：(22‑24)配料并入矿热炉中冶炼，控制矿热炉极心圆功率密度为2400～2500kW/m²、矿热炉冶炼温度为1650～1750℃，冶炼6～8h之后出铁得到中钛高碳铬铁合金。该方法不仅能降低铬铁合金中Ti元素，还能缩短工艺流程、减少使用设备。

技术领域

本发明属于铁合金冶炼技术领域，具体涉及一种中钛高碳铬铁合金的制备方法。

背景技术

现有高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法等，其中电炉法为生产高碳铬铁合金的主要方法，其基本原理是利用电炉产生的高温电弧使铬铁矿与还原剂发生碳热还原反应，从而制得高碳铬铁合金。但由于目前我国进口的铬铁矿中含Ti量过高，从而导致生产的铬铁合金产品中含Ti量普遍较高。铬铁合金主要被用作不锈钢的添加剂，但铬铁合金中存在的Ti元素进入钢液后会与钢中N元素形成一种具有规则外形、硬而脆的夹杂物，该夹杂物的棱角极易划伤钢的基体成为裂纹源，对轴承钢的疲劳寿命造成极大影响。

目前，降低铬铁合金中Ti元素主要采用炉外精炼的方法，利用转炉和吹氧设备完成高碳铬铁合金中Ti元素的氧化去除，该方法存在工艺流程长、设备复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中钛高碳铬铁合金的制备方法，该方法不仅能降低铬铁合金中Ti元素，还能缩短工艺流程、减少使用设备。

为了实现上述目的，本发明提供了一种中钛高碳铬铁合金的制备方法，包括以下步骤：

(1)将南非铬铁矿与土耳其铬铁矿按质量比(4-6)：1进行调配，并造粒成直径为10-20mm的铬铁球团；

(2)以青石、蛇纹石、硅石、回炉渣为原料制备造渣剂，造渣剂中包含以下成分：按重量百分比计，37～39％的MgO、24～25％的Al₂O₃、25～26％的SiO₂、5～6％的CaO；

(3)将步骤(1)得到的铬铁球团、步骤(2)配制得到的造渣剂、焦炭按质量比100：(11-13)：(22-24)配料并入矿热炉中冶炼，控制矿热炉极心圆功率密度为2400～2500kW/m²、矿热炉冶炼温度为1650～1750℃，冶炼6～8h之后出铁得到中钛高碳铬铁合金。

优选的，步骤(1)中，所述南非铬铁矿中包含以下成分：按重量百分比计，40.54～41.08％的Cr₂O₃、7.15-7.55％的SiO₂、10.65～10.86％的MgO、12.25～12.65％的Al₂O₃、18.85～19.08％的Fe₂O₃、其余为不可避免的杂质。

优选的，步骤(1)中，所述土耳其铬铁矿中包含以下成分：按重量百分比计，41.44～42.12％的Cr₂O₃、9.24～9.71％的SiO₂、19.23～19.77％的MgO、7.17～7.38％的Al₂O₃、13.25～13.56％的Fe₂O₃、其余为不可避免的杂质。

优选的，步骤(2)中，青石中CaO的含量至少为50wt％。

优选的，步骤(2)中，蛇纹石中按重量百分比计含有35～40％的MgO和35～40％的SiO₂。