[发明专利]基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法及装置

权利要求书

1.一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)将铝热还原剂预热到650～850℃熔化成液态，表面覆盖保护渣以防止氧化；将含钛物质、含铁物质和造渣剂球磨至粒度小于80目，然后焙烧预热至800～1400℃；将焙烧预热后的物料连续加入到液态铝热还原剂中，加入量的配料比按重量比为含钛物质∶含铁物质∶造渣剂∶铝热还原剂＝1∶0.01～0.08∶0.15～0.25∶0.42～0.65，冶炼10～30min，获得高温熔体；其中含钛物质为金红石或高钛渣，含铁物质为铁精矿或铁矿粉；(2)向高温熔体内部喷吹颗粒还原剂进行强化还原，载气为惰性气体，喷吹量按颗粒还原剂占含钛物质的重量的0.005～0.015％，冶炼5～20min；(3)喷吹精炼后的产物经过冷却，起锭，去除杂质，获得高品质高钛铁产品。

2.根据权利要求1所述的一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于所述的铝热还原剂为Al基合金，该合金成分按重量百分比为含Mg或Ca5～50％，含Na或Li0～8％，余量为Al。

3.根据权利要求1所述的一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于所述的造渣剂是以CaO为基体，与CaF₂、Li₂O、Na₂O、B₂O₃、BaO组成的多元复配渣，按重量百分比为含CaF₂10～30％，Li₂O、Na₂O、B₂O₃、BaO中的一种或多种为0～10％；余量为CaO。

4.根据权利要求1所述的一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于所述的颗粒还原剂为金属Mg、CaB₆、SiCa合金、CaC₂或铝热还原剂，其中SiCa合金中Ca含量按重量百分比为5～30％。

5.根据权利要求1所述的一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于所述的高品质高钛铁的成分按重量百分比为Ti65～75％，O≤2％，Al≤4.0％、Si≤2.0％、C≤0.3％、P≤0.05％、S≤0.04％，余量为Fe。

6.根据权利要求1所述的一种基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法，其特征在于所述的金红石或高钛渣的成分按重量百分比为含TiO₂＞88％，Si＜5％，Al＜5.5％；铁精矿或铁矿粉的成分按重量百分比为含∑Fe＞65％，FeO＜10.0％，SiO₂＜8.0％。

7.一种实施权利要求1所述的基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法的装置，其特征在于：该装置包括加料装置和冶炼装置，加料装置包括加料漏斗和加料管；冶炼装置包括电阻炉、镁砂底窝、耐热钢管、耐火材料和镁砂内衬；其中耐热钢管内壁喷涂镁砂内衬，并固定在电阻炉内，耐热钢管和电阻炉内壁之间设有耐火材料，电阻炉内底部设有镁砂底窝，加料漏斗底部连接加料管，加料管的另一端插入耐热钢管内部；在镁砂底窝处、耐热钢管侧壁或者加料管内设有喷吹管。

8.根据权利要求7所述的一种实施权利要求1所述的基于铝热还原制备高品质高钛铁合金的方法的装置，其特征在于所述的耐热钢管能够从电阻炉内取出。