[发明专利]一种碳热还原冶炼钛铁合金的方法

说明书

本发明一种碳热还原冶炼钛铁合金的方法，其特征是：使用的原料为普通钛精矿，或者钛精矿经过配加还原剂及其它辅料后，进行固态选择性还原，还原出钛精矿中部分铁氧化物后得到的还原钛精矿，或者其它富钛料。本发明采用廉价的半焦、煤粉或焦粉等碳质还原剂，在一炉的冶炼过程中，分两次配碳，即两个阶段，第一次配碳是初还原阶段，按照FeO全部还原为[Fe]进行配碳；第二次配碳是分批深还原阶段，按照TiO2全部还原为[Ti]进行配碳，在加入碳质还原剂的过程中加入适量的沉淀剂，有助于得到钛铁合金以及提高钛收率。

技术领域

本发明为铁合金冶炼技术领域，特别涉及碳热法冶炼钛铁的方法。

背景技术

钛铁是一种用途较为广泛的特种合金，在炼钢过程中作为合金元素加入钢中，起到细化组织晶粒、固定间隙元素（C、N）、提高钢材强度等作用。在冶炼不锈钢和耐热钢时，钛与碳结合成稳定的化合物，能防止碳化铬生成，从而减少晶间腐蚀，提高铬镍不锈钢的焊接性能。钛铁还常被用作脱氧剂，钛脱氧的产物易于上浮，镇静钢用钛脱氧可以减少钢锭上部的偏析，从而改善钢锭质量，提高钢锭的收得率。

目前钛铁的生产方法以金属热还原为主，最多的是铝热法。金属热还原冶炼钛铁可以炼出高品位钛铁合金，但是成本高，能耗高，合金中有色金属含量高。

发明内容

本发明的目的是提供一种降低钛铁冶炼成本，减少合金中有色金属含量，操作简单、方便的一种碳热还原冶炼钛铁合金的方法。

本发明采取的技术方案是：

使用的原料为普通钛精矿，或者钛精矿经过配加还原剂及其它辅料后，进行固态选择性还原，还原出钛精矿中部分铁氧化物后得到的还原钛精矿，或者其它富钛料。

采用廉价的半焦、煤粉或焦粉等碳质还原剂，在一炉的冶炼过程中，分两次配碳，即两个阶段，第一次配碳是初还原阶段，按照FeO全部还原为[Fe]进行配碳；第二次配碳是分批深还原阶段，按照TiO₂全部还原为[Ti]进行配碳，在加入碳质还原剂的过程中加入适量的沉淀剂，有助于得到钛铁合金以及提高钛收率；详细步骤如下：

一种碳热还原冶炼钛铁合金的方法，具体步骤如下：

1）所用原料

为普通钛精矿，或者钛精矿配加还原剂及其它辅料经过固态选择性还原后产出的还原钛精矿，或者其它富钛料；其中，上述几种原料中主要成分的百分比含量为：TiO₂：30～95wt%， FeO：5～60wt%，SiO₂：0.1～30wt%，CaO：0.1～30wt%；

2）第一次配碳

按照FeO全部还原为[Fe]所需碳量的1.0～2.0倍配加碳质还原剂；

3）造渣剂

造渣剂使用生石灰，按照碱度CaO-1.47F₂/SiO₂=1.0～2.0配加生石灰；

4）第二次配碳

按照TiO₂全部还原为[Ti]所需碳量的1.0～2.5倍配加碳质还原剂，并将碳质还原剂按比例分为3～5批次，该比例为：0.2～0.5:0.2～0.5:0.1～0.3:0.0～0.3:0.0～0.2；

5）沉淀剂

沉淀剂采用废钢或者铁屑，配加沉淀剂的量为TiO₂质量的0.1～3.0倍，并将称量好的沉淀剂按比例分为3～5批，该比例为0.2～0.5:0.2～0.5:0.1～0.3:0.0～0.3:0.0～0.2；

6）初还原