[发明专利]低硅钛铁的制备方法

说明书

本发明属于铁合金生产技术领域，特别涉及以钛精矿和钛材废料一起作为原料，采用铝热法和重熔法相结合的熔炼方法，且以颗粒状铝粒还原、重熔制备的低硅钛铁及其制备方法。本发明制备的低硅钛铁适宜于深冲薄钢板，尤其适宜于汽车用IF钢冶炼用的低硅钛铁。

随着对炼钢技术特别是对精炼技术的研究，使钢中有害元素的控制已能达到相当满意的程度，如近年来发展起来的各种铁水预脱硫技术、转炉复吹技术、真空精炼技术等等，为冶炼超纯净无间隙钢提供了较为完善的工艺手段。

由于炼钢技术的不断发展，钢铁行业对炼钢所用的铁合金也提出了高纯度化的要求，希望投入钢水中的铁合金所含杂质元素尽可能低，特别是对在炼钢精炼期投入的铁合金所含杂质元素必须严加控制，以免对钢水造成二次污染。

众所周知，高延伸率的深冲薄板钢是以钛作为钢材的合金化剂的，一般采用向钢水精炼炉内投加钛铁的方法进行。因此，它希望钛铁中所含Si、C等杂质元素要尽可能低，因为Si、C等元素尽管在一定程度上能增加钢材的强度，但会使延伸率和深冲性都受到影响。

但是，目前国内生产的常规FeTi30，其含钛量为30％左右，含硅量为4％左右，含碳量在0．08％～0．1％之间，无法满足该钢种的要求。

向钢水中投加金属钛，无疑能满足杂质含量低的要求，但金属钛熔点高(≈1670℃)、密度小(4．5g／cm³)，投入钢水后由于其密度较小而易于浮在表面，且由于其熔点较高而不易熔化，这样就容易造成钛元素收得率的波动，致使钢中含钛量不稳定，影响钢材质量。

向钢水中投加高钛铁(FeTi70)也是一种方法。高钛铁熔点低(≈1100℃)，投入钢水后能很快熔化，杂质含量也较低，能满足高质量钢种的要求。但高钛铁是以金属钛作原料加铁重熔而成，因受到金属钛资源的影响而难以大规模生产，很难满足炼钢行业如此大量的需要。因此，该方法要普及推广，目前还存在较大难度。

为了充分满足钢铁行业生产日益增长的需要，制备低硅钛铁就显得格外紧迫。特别是随着加工业、装饰业、民用制品业等行业的迅猛发展，钛材废料量(如板材边角料、车创屑等)也将会随之增加，因此，如何采用废钛料作为原料，同时直接采用钛精矿来制备低硅钛铁，以期废料再生，降低成本，且满足钢材质量向纯净化发展的需要，就显得尤要重要。人们都在为之而努力。如中国专利公开的专利号为95113728，各称为钛铁合金的制备方法；和专利号为96117080，名称为一种高钛铁的制备方法等，都是提供了以废钛材为原料加铁重熔制备钛铁的方法，且据其公开的资料称，其Si、C等元素的含量都达到了相当低少的水平。但是前者在真空感应炉的坩埚中熔炼，而后者则是在敞开式电加热炉中熔炼。诚然后者与前者相比，具有投资较少，操作简便可靠、生产成本较低等实质性的进步，但是综观以上两个技术方案，仍然存在着投资较大，电力能耗高，生产成本较高，且受到钛材废料资源的制约等不足。

本发明的目的在于提供一种制备低硅钛铁的方法，降低其成品的杂质含量，以克服现有技术的不足。

实现本发明之目的所采取的技术方案，是以铝粒作为还原剂和重熔发热剂，以钛材废料和钛精矿两者一起作为原料，采取铝热法和重熔法相结合的熔炼方法，且依次按照以下步骤进行：按要求选料、烘烤；按重量配比分别配混主料、精炼料和点火剂；将一定量之配混好的主料与点火剂所组成的底料投入熔炼炉；用“红火”激发点火剂；待底料反应形成熔浴后投加主料；投加钛材废料；投加精炼料；投加渣面缓凝剂石灰粉；排渣；自然冷却后拨弃熔炉炉筒后将钛铁锭投入水箱内通水冷却；精整筛分；

而所说的铝粒之粒度为0．4-0．125mm；

而所说的钛材废料之粒／块度≤150mm，或块重＜3Kg；

而所说的投加钛材废料的时间＜10分钟；投加精炼料的时间＜4分钟；

而所说的主料是由钛精矿、铝粒、铁鳞、石灰粉和氯酸钾所组成，且其重量百分含量(％)为：钛精矿57、铝粒31、铁鳞2．5，石灰粉7．5，氯酸钾2；

而所说的精炼料是由铝粒，铁鳞，石灰粉，氯酸钾所组成，且其重量(kg)配比是铝粒131，铁鳞342，石灰粉50，氯酸钾48；

而所说的点火剂是由铝粒，铁鳞，硝酸钠所组成，且其重量(kg)配比是铝粒5，铁鳞6，硝酸钠4；

而其所制备的低硅钛铁的化学成分(％)为：

  Ti    Si     Al     C       S       P     Fe    

35-45 ≤2．5 ≤12 ≤0．05 ≤0．02 ≤0．02  余量。