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如何提高钛铁回收率

2021-11-09 14:34:02

文章摘要:

如何提高 钛铁 回收率 钛在地球上储量十分丰富,地壳中含钛矿物有 140 多种,但目前具有开采价值的仅十余种。已开采的钛矿物矿床可分为岩矿床和砂矿床两大类,岩矿

如何提高钛铁回收率 

钛在地球上储量十分丰富,地壳中含钛矿物有140多种,但目前具有开采价值的仅十余种。已开采的钛矿物矿床可分为岩矿床和砂矿床两大类,岩矿床为火成岩矿,具有矿床集中、贮量大的特点,这类矿床的主要矿物有钛铁矿、钛磁铁矿等。

钛铁在钢铁生产中用途广泛,可用作脱氧剂、脱氮剂和合金添加剂,是一种用途较为广泛的特种合金,在炼钢过程中作为合金元素加入钢中,能起到细化组织晶粒、固定间隙元素(碳、氮)、提高钢材强度等作用。

高钛铁是冶炼铁基高温合金和优质不锈钢等不可缺少的合金材料。随着钢质量的提高,品种的增加,对钛铁质量及品种的要求越来越高,国际市场对含钛高的高钛铁的需求量较大,逐渐摸索出了一套提高钛铁回收率,有效降低生产成本的措施。

影响钛铁回收的因素

一、原材料因素

钛精矿和金红石的品质越高,冶炼效果越好;当金红石的品位在90%以上,钛精矿的品位在50%以上时,回收率较高;砂矿比原生矿冶炼效果好。钛精矿中氧化亚铁和氧化铁比值越高,冶炼前焙烧效果越好,经济技术指标也越好。钛精矿和金红石的粒度应适当,过细易飞扬则损失增大;过粗,铝热反应不充分,回收率下降;因此,金红石的粒度一般控制在100160目,钛精矿的粒度控制在40100目。钛精矿和金红石的比例应保持在3.51左右较合适。焙烧温度一般控制在750℃850℃,焙烧时间为35h,焙烧温度不足和时间过短都会影响单位热效应和还原反应的充分进行,对回收率造成不利影响。 

生产钛铁用的铝粒,其品位越高,对还原反应越有利,一般采用含铝量98%以上的铝粒。铝粒的粒度大小会影响化学反应的速度和铝的利用率,铝粒过粗,比表[vi]面积小,界面化学反应持续时间长,不利于热量的集中,且渣铁不易分离,出铁少铝粒过细,飞扬和燃烧损失增大,同时,过细的铝粒中氧化铝量增加,造成配铝不足,影响钛的还原。

石灰作为熔剂配入炉料,可降低渣的熔点,改善炉渣的流动性,促使金属悬浮物下沉,同时阻止氧化钛和氧化铝结合,有利于提高钛的回收率。石灰含氧化钙要高,粒度12mm,不用未烧透的和粉化吸水的石灰。石灰的配入量要适当,用量不宜过大,太大在还原过程中消耗的热量过多,降低了系统所要达到的最高温度,使反应难以进行。

硅铁中的硅能与合金中的钛结合成Ti5Si3等化合物,阻止铝化合物的形成,减少进入合金中的铝量,提高铝的利用率,从而有利于钛回收率的提高。

二、单位热效应

影响单位热效应的因素有:炉料的化学反应热。炉料带入的物理热。化学反应热主要由钛精矿、金红石、氯酸钾与铝粒等物料的品位和配料量决定,物理热主要由钛精矿和金红石的焙烧温度决定。生产实践表明,单位热值低,还原反应难以进行,渣流动性差,渣中有较多含钛的金属球,渣铁不易分离,出铁量少;单位热值高,反应激烈,炉渣搅动造成喷溅,过程损失大,产量低。

三、配铝系数

从试验得知,钛的回收率随着铝用量的增加而上升,但配铝量过多会降低反应的单位热效应,使炉渣变稠,同时也容易造成合金铝含量超标,影响产品质量。所以要获得较高的钛回收率,铝的用量必须控制在一个最佳的范围内。

四、加料速度

加料过程应该遵循先慢、中间快、最后慢这一原则。底料反应完毕开始加主料时,加料要慢,待熔池扩大后再增加加料速度,合适的速度应使反应迅速而均匀,反应后期应减慢速度,防止反应过激而引起喷溅。适当的加料速度,有助于热量集中,铁粒沉降好,出铁量增加。加料过快易喷渣,合金含钛低,含铝高;加料过慢热量不集中,热损失大,出铁量低。最后,要注意均匀加料,防止加料幅度变化太大或停止加料使合金出现夹渣。生产实践表明,以入炉料总量为8T,下料时间控制在912分钟为宜。

五、精炼料

精炼料又称为沉淀剂,加入精炼料的目的是提高炉渣温度、增强渣的流动性,使钛铁金属颗粒容易从渣中沉降,同时精炼料反应生成的铁水滴从上到下经过渣层时,能将悬浮在渣层含有较高钛而比重较小的金属珠带入熔池,从而提高钛的回收率。在冶炼反应末期,随着渣层的增厚,液面上层结壳的速度也会加快,因此精炼料应有足够的反应热,要尽量预热(温度150200℃),同时加入料要及时、均匀且集中。精炼料反应完毕,加入2030Kg的石灰,保护渣面,使之缓凝,有利于铁粒沉降。实践表明,精炼料中除了配入铁鳞、铝粒和石灰外,还应配入与主料中相当的硅铁量,有利于更好地控制成品中的铝量,节省铝粒。

六、放渣和脱炉时间

冶炼完成后要注意控制好放渣和脱炉时间,在镇静58分钟后放渣,冷却12h后方能拔去炉壳。若镇静时间过短,铁还未完全沉降。冷却时间过短,脱炉时一方面铁未完全凝固容易脱漏,另一方面高温下钛容易被氧化,增大损失。

除了以上要求,还要做到取样准确,混料均匀,将除尘灰和生产现场散落的原料及时回收入炉冶炼才能获得良好的钛铁回收率。