沈陽(yáng)鈦在地球上儲(chǔ)量十分豐厚,地殼中含沈陽(yáng)鈦礦藏有140多種,但現(xiàn)在具有挖掘價(jià)值的僅十余種。已挖掘的沈陽(yáng)鈦礦藏礦床可分為巖礦床和砂礦床兩大類,巖礦床為火成巖[i]礦,具有礦床集中、貯量大的特色,這類礦床的首要礦藏有沈陽(yáng)鈦鐵礦、沈陽(yáng)鈦磁鐵礦等。
沈陽(yáng)鈦鐵在鋼鐵出產(chǎn)中用處廣泛,可用作脫氧劑、脫氮?jiǎng)┖秃辖鹛砑觿且环N用處較為廣泛的特種合金,在煉鋼進(jìn)程中作為合金元素參加鋼中,能起到細(xì)化安排晶粒[ii]、固定間隙元素(碳、氮)、進(jìn)步鋼材強(qiáng)度等作用。
高沈陽(yáng)鈦鐵是鍛煉鐵基高溫合金和優(yōu)質(zhì)不銹鋼等不可缺少的合金材料。跟著鋼質(zhì)量的進(jìn)步,種類的添加,對(duì)沈陽(yáng)鈦鐵質(zhì)量及種類的要求越來(lái)越高,國(guó)際市場(chǎng)對(duì)含沈陽(yáng)鈦高的高沈陽(yáng)鈦鐵的需求量較大,逐漸摸索出了一套進(jìn)步沈陽(yáng)鈦鐵回收率,有效下降出產(chǎn)成本的措施。[1]
影響沈陽(yáng)鈦鐵回收的要素[2-3]
一、原材料要素
沈陽(yáng)鈦精礦[iii]和金紅石[iv]的質(zhì)量越高,鍛煉作用越好;當(dāng)金紅石的檔次在90%以上,沈陽(yáng)鈦精礦的檔次在50%以上時(shí),回收率較高;砂礦比原生礦鍛煉作用好。沈陽(yáng)鈦精礦中氧化亞鐵和氧化鐵比值越高,鍛煉前焙燒作用越好,經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)也越好。沈陽(yáng)鈦精礦和金紅石的粒度應(yīng)適當(dāng),過(guò)細(xì)易飛揚(yáng)則丟失增大;過(guò)粗,鋁熱反響不充分,回收率下降;因此,金紅石的粒度一般控制在100-160目[iii],沈陽(yáng)鈦精礦的粒度控制在40-100目。沈陽(yáng)鈦精礦和金紅石的比例應(yīng)保持在3.5:1左右較適宜(見下表)。焙燒溫度一般控制在750℃-850℃,焙燒時(shí)刻為3-5h,焙燒溫度缺乏和時(shí)刻過(guò)短都會(huì)影響單位熱效應(yīng)和復(fù)原反響的充分進(jìn)行,對(duì)回收率造成不利影響。
表:沈陽(yáng)鈦精礦和金紅石的配比對(duì)回收率的影響
出產(chǎn)沈陽(yáng)鈦鐵用的鋁粒,其檔次越高,對(duì)復(fù)原反響越有利,一般選用含鋁量98%以上的鋁粒。鋁粒的粒度大小會(huì)影響化學(xué)反響的速度和鋁的利用率,鋁粒過(guò)粗,比表[vi]面積小,界面化學(xué)反響持續(xù)時(shí)刻長(zhǎng),不利于熱量的集中,且渣鐵不易別離,出鐵少鋁粒過(guò)細(xì),飛揚(yáng)和焚燒丟失增大,一起,過(guò)細(xì)的鋁粒中氧化鋁量添加,造成配鋁缺乏,影響沈陽(yáng)鈦的復(fù)原。
石灰作為熔劑配入爐料,可下降渣的熔點(diǎn),改善爐渣的流動(dòng)性,促使金屬懸浮物下沉,一起阻撓氧化沈陽(yáng)鈦和氧化鋁結(jié)合,有利于進(jìn)步沈陽(yáng)鈦的回收率。石灰含氧化鈣要高,粒度1-2mm,不用未燒透的和粉化吸水的石灰。石灰的配入量要適當(dāng),用量不宜過(guò)大,太大在復(fù)原進(jìn)程中消耗的熱量過(guò)多,下降了體系所要到達(dá)的最高溫度,使反響難以進(jìn)行。
硅鐵中的硅能與合金中的沈陽(yáng)鈦結(jié)組成Ti5Si3等化合物,阻撓鋁化合物的構(gòu)成,減少進(jìn)入合金中的鋁量,進(jìn)步鋁的利用率,然后有利于沈陽(yáng)鈦回收率的進(jìn)步。
二、單位熱效應(yīng)
影響單位熱效應(yīng)的要素有:①爐料的化學(xué)反響熱。②爐料帶入的物理熱?;瘜W(xué)反響熱首要由沈陽(yáng)鈦精礦、金紅石、氯酸鉀與鋁粒等物料的檔次和配料量決定,物理熱首要由沈陽(yáng)鈦精礦和金紅石的焙燒溫度決定。出產(chǎn)實(shí)踐表明,單位熱值低,復(fù)原反響難以進(jìn)行,渣流動(dòng)性差,渣中有較多含沈陽(yáng)鈦的金屬球,渣鐵不易別離,出鐵量少;單位熱值高,反響激烈,爐渣攪動(dòng)造成噴濺,進(jìn)程丟失大,產(chǎn)量低。
三、配鋁系數(shù)
從實(shí)驗(yàn)得知,沈陽(yáng)鈦的回收率跟著鋁用量的添加而上升,但配鋁量過(guò)多會(huì)下降反響的單位熱效應(yīng),使?fàn)t渣變稠,一起也簡(jiǎn)單造成合金鋁含量超支,影響產(chǎn)質(zhì)量量。所以要取得較高的沈陽(yáng)鈦回收率,鋁的用量必須控制在一個(gè)最佳的范圍內(nèi)。
四、加料速度
加料進(jìn)程應(yīng)該遵從“先慢、中心快、最后慢”這一原則。底料反響完畢開始加主料時(shí),加料要慢,待熔池?cái)U(kuò)展后再添加加料速度,適宜的速度應(yīng)使反響迅速而均勻,反響后期應(yīng)減慢速度,避免反響過(guò)激而引起噴濺。適當(dāng)?shù)募恿纤俣?,有助于熱量集中,鐵粒沉降好,出鐵量添加。加料過(guò)快易噴渣,合金含沈陽(yáng)鈦低,含鋁高;加料過(guò)慢熱量不集中,熱丟失大,出鐵量低。最后,要注意均勻加料,避免加料幅度改變太大或停止加料使合金出現(xiàn)夾渣。出產(chǎn)實(shí)踐表明,以入爐料總量為8T,下料時(shí)刻控制在9-12分鐘為宜。
五、精粹料
精粹料又稱為沉淀劑,參加精粹料的意圖是進(jìn)步爐渣溫度、增強(qiáng)渣的流動(dòng)性,使沈陽(yáng)鈦鐵金屬顆粒簡(jiǎn)單從渣中沉降,一起精粹料反響生成的鐵水滴從上到下經(jīng)過(guò)渣層時(shí),能將懸浮在渣層含有較高沈陽(yáng)鈦而比重較小的金屬珠帶入熔池,然后進(jìn)步沈陽(yáng)鈦的回收率。在鍛煉反響末期,跟著渣層的增厚,液面上層結(jié)殼的速度也會(huì)加速,因此精粹料應(yīng)有足夠的反響熱,要盡量預(yù)熱(溫度150-200℃),一起參加料要及時(shí)、均勻且集中。精粹料反響完畢,參加20-30Kg的石灰,保護(hù)渣面,使之緩凝,有利于鐵粒沉降。實(shí)踐表明,精粹猜中除了配入鐵鱗[vii] 、鋁粒和石灰外,還應(yīng)配入與主猜中相當(dāng)?shù)墓梃F量,有利于更好地控制制品中的鋁量,節(jié)省鋁粒。
六、放渣和脫爐時(shí)刻
鍛煉完成后要注意控制好放渣和脫爐時(shí)刻,在鎮(zhèn)靜5-8分鐘后放渣,冷卻12h后方能拔去爐殼。若鎮(zhèn)靜時(shí)刻過(guò)短,鐵還未完全沉降。冷卻時(shí)刻過(guò)短,脫爐時(shí)一方面鐵未完全凝結(jié)簡(jiǎn)單遺漏,另一方面高溫下沈陽(yáng)鈦簡(jiǎn)單被氧化,增大丟失。
除了以上要求,還要做到取樣精確,混料均勻,將除塵灰和出產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)散落的原料及時(shí)回收入爐鍛煉才干取得杰出的沈陽(yáng)鈦鐵回收率。
注釋:
[i] 巖漿冷卻后(地殼里噴出的巖漿,或者被融化的現(xiàn)存巖石),成形的一種巖石。
[ii] 理想的鑄錠安排是鑄錠整個(gè)截面上具有均勻、細(xì)小的等軸晶,這是因?yàn)榈容S晶各向異性小,加工時(shí)變形均勻、性能優(yōu)異、塑性好,利于鑄造及隨后的塑性加工。
[iii] 沈陽(yáng)鈦精礦是從沈陽(yáng)鈦鐵礦或沈陽(yáng)鈦磁鐵礦中采選出來(lái),是出產(chǎn)用處十分廣泛的沈陽(yáng)鈦白粉的原料。
[iv] 金紅石是就是較純的二氧化沈陽(yáng)鈦,一般含二氧化沈陽(yáng)鈦在95%以上,是提煉沈陽(yáng)鈦的重要礦藏原料。
[v] 目是指每英寸篩網(wǎng)上的孔眼數(shù)目。
[vi] 比表面積是指單位質(zhì)量物料所具有的總面積。
[vii] 鐵鱗又稱氧化鐵皮、氧化皮。在鋼材加熱和軋制進(jìn)程中,因?yàn)楸砻嬖獾窖趸鴺?gòu)成氧化鐵層,脫落下來(lái)的魚鱗狀物。