高铁钛矿生产工艺研究

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1、高铁钛矿生产工艺研究钛是难熔金屈中的矗金屈，钛合金的强度可以与高强度钢相媲美，同时具有很好的耐热和耐低温性能以及很好的耐腐蚀能力。钦在n然界中分布极广，其蕴藏蚩仅次r铝、镁和铁。在钢屮加入一定量的认，町以细化晶粒，显著提高钢的强度和其他特性⑴。钛及其化合物因具有优异的性能，在人类现代化进程中1E发挥越來越車要的作用，广泛应用丁•航天、石油、能源、交通、化工、生物和医学等领域，并且其应用领域正在不断扩展。随希冶金丁业的髙速发展，高品位钛铁合金的需求吊将越來越人。有些专家其至预测，钛将成为继铁、铝Z后的“第三金属”，21世纪将是“钛的批纪”皿。就

2、铁合金而言，目前我国主要生产屮、低品位的钛铁，而髙钛铁的报道以实验居多。国外则人多以废钛屑为原料，采用巫熔法生产髙钦铁⑶。钛铁是-种用途较为广泛的特种合金，在炼钢过程屮作为合金元索加入钢中，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同。在冶炼不锈钢和耐热钢时,饮与碳结合成稳定的化合物，能防止碳化珞牛成，从而减少晶间腐蚀，提iftw不锈钢的焊接性能。用钛脱氧的产物易于匕浮，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，提离钢锭的收得率。钛与溶解在钢水屮的氮结合生成一种稳泄的不溶尸钢水的氮化饮。髙钛铁乂是冶炼铁垄岛温介

3、金和优质不锈钢等不可缺少的介金材料。随看钢质量的提高,品种的增加,对钛铁质最及品种的要求越來越高。国际市场对含钛高的高钛铁的需求帚较人，但我国目前的铁合•金厂一般只生产泮通中、低钛铁。对T-W（I1）=65咛75%、w（Al）«%的高钛铁,很少冇厂家正式生产°习。随着不锈钢产M:的不断增加以及不锈钢产AA、汽乍用钢等对钛铁质帚越來越髙的耍求，高品位钛铁合金的山场需求越來越人，开发岛钛铁生产匚艺覘得越來越重要。目前我国以采用钛铁矿和金红石为原料，应用金属热还原法生产低品位及中品位钛铁为主,仅有很少部分以金属热还原法及重熔废钛工艺生产高品位钛铁回

4、。而国外则大多以唆认为原料,采用重熔法生产髙饮铁合金[4>6]o-•般情况下，国内利用废饮生产高钛铁，所采用的方法主要有中频炉旋熔，貞•空炉冶炼等，而其他方法非常少见。而国外采用有衬电渣炉冶炼冋收各种合金废钛削均有报道⑺。由于含钛70%的髙钛铁的熔点最1070-1130°C）,是冶炼特种钢优良的合金添加剂叭钢铁产品的高档化需要人量的高钛铁。近年來高钛铁需求量迅速增长,M场货源紧缺，价格猛涨。国际M场，岛饮铁合金每公斤价格：2003年以前为4-5元，2004年初涨至7・8芙元，2005年涨至10黄元以上，其至出现了25・33.5萸元的高价〔刃。

5、1.2国内外对高钦铁生产T.艺的研究拓钛铁通常采用車熔法生产，足以金属钛（包括海绵钛和钛网等）为原料，在車熔时加入适量金属铁.据报道叫国际钛铁的贸易重为5万"■，主耍山英国、俄罗斯、日本和美国生产，其中英国1・5・2.0万VaoIS外优质高钛铁的质最要求如下(质量):w(Ti)68・72%、w(Al)V4.0%、w(V)V3.0%、w(Mn)<1.0%.w(Si)V0.5%、w(N)V0.4%、w(C)<0.1%,w(S)V0.015%、w(P)V0.02%、w(TO)V1.0%°在自然界中.钛通常是与铁共生・饮矿都含冇铁.在生产金属钛的过程

6、中经过多道除铁匸序,在重熔法生产高钛铁时又在钛中加入铁.这就使人们fl然想到直接用含铁的钛矿生产.丁是出现了铝热还原法生产高伙铁的工艺，国内外都对该匚艺进行了研究.四川峨圳铁合金厂以育TiO?90%左右的人然金红石为原料，釆用炉外铝热还原法制造高钛铁进行了半工业件试验，取得了较大的进展，但产品中，S、P、C、Al、Si含最不稳定【1叭南非Minter公司采用ft流转移弧等离子加热铝热还原法制造高钛铁试验，在隔热空气下进行反应，可降低产品的含氮;進，但不能有效降低产品的負含最，因此认为一次性还原不可能制取低氣含星的高钛铁。新西兰也进行了铝热还原

7、法制造高钛铁的研究，是以从冶炼锐铳磁铁旷获得的人造钛铁矿和钦屑为原料。辽宁、山东和广西等省L1建立了一些铝热法(炉外法)生产线。铝热法制造的高钛铁产品,其中铝含最高达8~12%、氧含建在5%・8%。只能用于对氧含it无要求的场合.不符合出口产品的耍求。TiO?还原不完全，是造成铝热法产品中氧伶帚高的原因，产品中存在饮的讯化物形成了钛氧固溶体，契将其中的氧除去是非常困难的。这种含氧高的产品，用其它金属还原剂进行再还原,其脱氧效果也不好.由此可见,要获得低软含敬的高钛铁,目前还必須以金属钛为原料釆用敢熔法生产,这就极大地限制了I®饮铁产量的增加戸

8、叫如果以金红石为原料的新方法能够生产出低氧金於的产品・将会极人推动為伙铁产品的发展。13拓钦铁工艺流程1.3.1铝热法生产高诙铁匸艺流程该丁艺概括起來可分为三部分：