CN100376707C - 低硅钛铁 - Google Patents
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Abstract
本发明属于铁合金技术领域，涉及一种低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有杂质硅、碳、磷、硫，各组份重量百分(%)组成为：钛35-75；铝1-12；硅≤1.5；碳≤0.05；磷≤0.02；硫≤0.02；铁余量。制备方法是以钛精矿和钛材废料为原料，采用铝热法和重熔法两者结合的熔炼方法制得。或以废钢和纯钛重熔而成。制备方法简单可靠、投资少、成本较低，且成品中杂质含量低，有利于微量元素的存在和控制。
Description
所属技术领域
本发明属于铁合金技术领域，涉及一种铁合金，尤其是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，或以废钢和纯钛，在敞开式中频炉重熔制得的低硅钛铁，该低硅钛铁适合用于冶炼深冲薄钢板，尤其适宜于冶炼汽车用IF钢。
背景技术
随着各种炼钢精练技术的发展，人们已经能够比较容易的控制钢中的有害元素，从而提高钢种的性能，以适合不同制造工业的需要。因而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的低，以免对钢水造成二次污染。
众所周知，高延伸率的深冲薄铁板是以钛作为钢材的合金化剂的，一般采用向钢水精练炉内投加钛铁的方法获得。因此，它要求钛铁中所含硅、碳、硫、磷等杂质元素要尽可能的低，否则，会影响成品钢材的延伸率和深冲性。但是，钛铁、尤其是高钛铁是以金属钛加铁重熔而成的，因受到金属钛资源的限制，难以大规模的生产，很难满足炼钢行业如此大规模的需要。于是，采用废钛料、同时直接采用钛精矿来制得炼钢用的低硅钛铁及其制备方法应运而生，如中国专利ZL97107131.4，名称为“低硅钛铁的制备方法”，公开的一种低硅钛铁的制备方法，其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为原料，采用铝热法和重熔法相结合的熔炼方法制得。可是，采用该种低硅钛铁对其他一些元素不作要求，故在冶炼钢材时，对钢水的脱氧以及控制钢材在奥氏体状态下初生晶粒的大小、有利于有价元素钛的利用方面效果不是十分明显，并且用其冶炼出的钢材在防止老化、可塑性能、抗大气的腐蚀性以及良好的机械加工性能方面不是很理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种含有微量元素、在钢材冶炼时有效脱氧、并控制奥氏体初生晶粒大小、提高有价元素钛的利用率，且能提高成品钢材的防腐蚀性能和机械加工性能，杂质含量低的低硅钛铁。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有杂质硅、碳、磷、硫，各组份重量百分(％)组成为：钛35-75；铝1-12；硅≤1.5；碳≤0.05；磷≤0.02；硫≤0.02；铁余量。
进一步地，根据钢种的要求的不同，组份中还可以含有铜和锰，重量百分(％)含量为铜0.04-0.15；锰0.2-2。
再进一步地，为适应不同钢种的需要，钛的重量百分(％)含量为35-45。
由于本发明中，要求含有适量的铝，这样在炼钢时，由于铝元素的存在，一方面可起到脱氧和控制钢在奥氏体状态时初生晶粒的大小的作用，另一方面可与钛结合，形成铝钛化合物，从而抑制合金中硅钛化合物的形成，以把合金中有害元素硅的含量控制到预期的要求，另外成品钢材中适量铝的存在，能防止钢的老化和提高其可塑性；成品钢材中微量铜的存在，可提高钢材对大气腐蚀的抵抗力；微量锰的存在，有利于提高钢材的深加工性能等机械性能。
具体实施方式
一种低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有杂质硅、碳、磷、硫，各组份重量百分(％)组成为：钛35-75；铝1-12；硅≤1.5；碳≤0.05；磷≤0.02；硫≤0.02；铁余量。
一种低硅钛铁，组份中还含有铜和锰，重量百分(％)含量为铜0.04-0.15；锰0.2-2。
一种低硅钛铁，钛的重量百分(％)含量为35-45。
以上所述的低硅钛铁的制备方法，以钛精矿和钛材废料为原料，采用铝热法和重熔法两者结合的熔炼方法制得。具体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，主料由钛精矿、铝粒、铁磷、石灰、氯酸钾组成，精练料由铝粒、铁磷、石灰、氯酸钾组成，点火剂由铝粒、铁磷、硝酸钠组成；将一定量的主料和点火剂所组成的底料投入熔炼炉；用红火激发点火剂；待反应形成熔池后向熔炉内投入主料；投加钛材废料；投加精炼料；投加渣面缓凝剂石灰粉；排渣；冷却；精整筛分。
另一种方法为重熔法，是将纯钛与废钢，在敞开式中频炉内重熔制得的。
这两种方法所得低硅钛铁的各组份为：钛35-75；铝1-12；铜0.04-0.15；锰0.2-2；硅≤1.5；碳≤0.05；磷≤0.02；硫≤0.02；铁余量。
以下为制备本发明所述的低硅钛铁所用的铝热法和重熔法结合的熔炼方法。
1、设备：
主要设备是：反射炉、配料桶、存料桶、转鼓式混料机、中间料仓、冶炼炉、冷却水箱等。
2、原料要求：
钛精矿：TiO2≥48％，SiO2≤1.5％，∑Fe≤35％，C、S、P均≤0.02％；
铝粒：Al≥99％，Si≤0.5％，粒度0.45～0.125mm(40～120目)；
金属钛：Ti≥95％，Al≤5％，Si≤0.15％，粒度≤150mm或块重≤3Kg；
铁磷：∑Fe≥65％，Si≤1.5％，粒度≤0.9mm(20目)；
石灰：CaO≥90％，C≤0.4％，粒度≤2mm(10目)；
氯酸钾KClO3≥99.5％，粒度≤2mm(10目)。
3、原料组成：
把以上原料，按适当的配比和步骤分成不同的操作用料，供后续操作使用，
主料：钛精矿∶铝粒∶铁磷∶石灰∶氯酸钾为57∶31∶2.5∶7.5∶2；
精练料：铝粒∶铁磷∶石灰∶氯酸钾为131∶342∶50∶48；
点火剂：铝粒∶铁磷∶硝酸钠为5∶6∶4；
钛材废料。
4、熔炼操作：
把以上配制好的操作用料按以下步骤，进行熔炼操作：
在熔炼炉内，首先制成一个镁砂窝，然后向镁砂窝中放入主料做为“底料”以及点火剂，采用下部点火法，用“红火”激发点火剂引起底料的反应，当底料反应形成熔池后继续加入主料，主料加入的量和加入速度应随着熔池的扩大而增加和加快，直至主料加完。至反应正常后，向熔炼炉中投入废钛材料。
待上述熔炼反应完毕后，随即快速而均匀地加入精练料。
当精练料在熔炼炉中反应完毕后，即向熔炼炉中加入石灰粉，其目的是使渣面缓凝，以利于炉内残存的气体顺利排除和钛铁珠的充分沉降。一段时间后放掉熔炼炉中的废渣。熔炼结束，待熔炼炉中的成品自然冷却后，再进一步水冷后，送精整区进行精整、筛分、包装。
通过以上方法，熔炼得到的低硅钛铁，成品的化学成分化验结果如下：
钛39；铝11；铜0.1；锰1.5；硅≤1.35；碳≤0.025；磷≤0.015；硫≤0.015；铁余量。
本发明的低硅钛铁，经上海宝钢试用测定，每炉冶炼时间缩短，生产成本降低，使用的低硅钛铁量少而能达到更好的效果，节省了钛资源，具有良好的社会效益和经济效益。
Claims (3)
1.一种低硅钛铁，它主要含有钛、铝和铁，还含有杂质硅、碳、磷、硫，其特征是各组份重量百分(％)组成为：钛35-75；铝1-12；硅≤1.5；碳≤0.05；磷≤0.02；硫≤0.02；铁余量。
2.根据权利要求1所述的低硅钛铁，其特征是：组份中还含有铜和锰，重量百分(％)含量为铜0.04-0.15；锰0.2-2。
3.根据权利要求1或2所述的低硅钛铁，其特征是：钛的重量百分(％)含量为35-45。
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