一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法技术

一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法，无包芯线含钛护炉料成分按重量百分比含Ti 50~75%或Ti 8~25%，余量为铁；制备方法为：（1）准备原料；（2）进行一次真空熔炼、浇铸；（3）进行二次真空熔炼、浇铸；（4）开坯、锻造，然后进行一次镦拔和二次墩拔；（5）进行表面处理，加热至900~1050℃，保温20~30 min，进行多道次热轧，开轧温度900~1030℃，每道次压下量在20~25%，至直径8~13mm空冷。使用方法为：高炉炼铁时，采用风口喂线方式，向高炉缸中投入无包芯线含钛护炉料。本发明专利技术缩短了护炉反应周期，护炉响应迅速高效；技术投资少、效益大。

Non inclusion cored wire containing titanium protecting material and preparation method and use method thereof

A cored wire containing titanium protecting furnace and its preparation method and use non cored wire containing titanium support material composition by weight percentage of Ti containing 50~75% or Ti 8~25%, allowance for iron; the preparation method is as follows: (1) preparation of raw materials; (2) a vacuum melting and casting (3) two times; vacuum melting and casting; (4) cogging, forging, and then a two time upsetting and stretching and pulling pier; (5) surface treatment, heating to 900~1050 DEG C, 20~30 min insulation, multi pass hot rolling, the rolling temperature of 900~1030 DEG C, each time pressure under the quantity of 20~25%, to a diameter of 8~13mm air cooling. The method is as follows: when the blast furnace is made of iron, the wire feeding method is adopted in the blast furnace. The method has the advantages of shortening the reaction period of the furnace protection, quick response and high efficiency of the furnace protection, low investment in technology and high benefit.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高炉炼铁
，特别涉及一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法。
技术介绍
高炉寿命的长短很大程度上取决于炉缸、炉底的侵蚀状况；近年来国内外很多厂家采用含钛护炉料护炉以减缓炉缸下部的侵蚀收到很好效果。通常所用的含钛护炉料大都是钒钛矿选矿产品，如钒钛磁铁精矿或钛精矿；有条件的地方也可使用含钛铁砂、钛铁矿、钙钛矿、天然金红石等；添加方式主要包括炉顶加料和风口喂线。因为风口喂线可对局部严重侵蚀实施有效保护，目前应用较广。传统的喂线方式是将装有高钛物料的包芯线（采用0.3~0.4mm铁皮，熔点约1450℃，ф10~13mm）以0.4~3.1m/sec的喂线速度从风口喂入，此方法可实现有效护炉效果，但包芯线加工繁琐，钛有效利用率低。
技术实现思路
针对现有含钛护炉料技术存在的上述问题，本专利技术提供一种无包芯线含钛护炉料及其制备方法和使用方法，通过调节护炉料合金线的配比，制成含钛护炉料，并直接通过风口喂线的方式进行护炉，在不需要制成包芯线的条件下，达到良好的护炉效果，提高钛利用率的同时降低护炉成本。本专利技术的无包芯线含钛护炉料为铁钛合金，其成分之一按重量百分比含Ti50~75%，余量为铁和杂质；其成分之二按重量百分比含Ti8~25%，余量为铁和杂质；杂质的重量含量≤5%。上述的无包芯线含钛护炉料的直径为8~13mm。本专利技术的无包芯线含钛护炉料的制备方法按以下步骤进行：1、准备钛金属原料和铁金属原料，要求钛金属原料中的钛占全部原料总重量的50~75%，或占全部原料总重量的8~25%；2、将钛金属原料和铁金属原料制成自耗电极，采用真空感应炉进行一次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成一次铸锭；一次熔炼的真空度≤8Pa；3、将一次铸锭采用真空感应炉进行二次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成二次铸锭；二次熔炼的真空度≤5Pa；二次铸锭的直径ф300~400mm；4、将二次铸锭在950~1100℃开坯，开坯变形量在20~30%，获得锭料；将锭料锻造至截面直径ф210~320mm，然后在880~950℃进行一次镦拔，最后在820~880℃进行二次墩拔，制成截面直径ф40~50mm的钛铁合金棒材；5、将钛铁合金棒材进行表面处理，去除杂质和氧化物，然后加热至900~1050℃，保温20~30min，再进行多道次热轧，开轧温度900~1030℃，每道次压下量在20~25%，直至直径达到8~13mm，空冷至室温，制成无包芯线含钛护炉料。上述方法中，钛金属原料为含钛废料或海绵钛，含钛废料按重量百分比含Ti+Fe+Al+V>99%；海绵钛按重量百分比含Ti+Fe>99%，含Cl<0.06%；铁金属原料为含碳量≤1wt%的半钢或钢，杂质含量≤2wt%。上述方法中，一次真空熔炼时的电压13~21V，电流5~10KA；二次真空熔炼时的电压16~24V，电流7~13KA。上述方法中，一次墩拔时，交替进行2~4次墩粗和拔长，镦粗时高度与直径之比为2.5~3.0；沿轴向送进操作，即将锭料沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90º，然后进行下一次墩拔，每火次锻比为1.5~1.8，总锻比3~7，一次墩拔后的坯料直径ф100~120mm。上述方法中，二次墩拔时，交替进行2~4次墩粗和拔长，镦粗时高度与直径之比为2.5~3.0；沿轴向送进操作，即将锭料沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90º，然后进行下一次墩拔，每火次锻比为1.5~1.8，总锻比3~7。上述方法中，步骤5的热轧时，轧辊转速500~700r/min。本专利技术的无包芯线含钛护炉料的使用方法为：在高炉炼铁时，采用风口喂线方式，向高炉缸中投入无包芯线含钛护炉料，喂线速度为0.6~3.5m/s。上述的使用方法中，当无包芯线含钛护炉料重量百分比含Ti50~75%时，无包芯线含钛护炉料的用量按每吨铁水喂入0.25~1.0kg；当无包芯线含钛护炉料重量百分比含Ti8~25%时，无包芯线含钛护炉料的用量按每吨铁水投入0.9~3.8kg。本专利技术所基于的原理是：大量实验研究表明，对护炉起主导作用的是TiC、TiN、Ti（CN）化合物；传统含钛炉料的护炉机理归纳起来大体有两种：TiO2→Ti3O5→TiC0.07O0.3→TiCxOy→TiC(1)TiO2→Ti3O5→Ti2O3→TiO→Ti→TiC(2)而使用本专利技术的Ti-Fe合金线作为护炉料，护炉机理可表述如下：Ti→[Ti]→TiC(3)对比传统含钛炉料和Ti-Fe合金护炉机理，使用Ti-Fe合金可大大缩短反应周期，添加Ti-Fe合金中的Fe对生铁质量无影响且不会产生炉渣。Ti-Fe合金的成分配比选择依据Ti-Fe二元合金相图（见图1）；单纯从熔点因素考虑，1450℃以下熔点的Ti-Fe合金均可，但既要考虑熔点，又要考虑产品质量、高效性、能耗、成本等多因素，Ti-Fe合金选取Ti50~75%或Ti8~25%为宜。本项专利技术与传统包芯线技术相比，具有如下优点：（1）本项专利技术产品为Ti-Fe合金，Ti以金属钛形态存在，缩短了护炉反应周期，护炉响应迅速高效；钛的利用率在94%以上；（2）传统的喂线方式是将装有高钛物料的包芯线（ф10~13mm，0.3~0.4mm铁皮），虽然此方法可实现有效护炉效果，但包芯线加工繁琐，成本高；与之相比，直接喂入Ti-Fe合金线可降低护炉成本；（3）Ti以金属钛形态存在加入，Ti-Fe中Fe对生铁质量不会产生副作用，且不会产生炉渣；（4）该技术投资少、效益大。附图说明图1为Ti-Fe合金二元相图。具体实施方式本专利技术实施例中，钛金属原料为含钛废料或海绵钛，含钛废料按重量百分比含Ti+Fe+Al+V>99%；海绵钛按重量百分比含Ti+Fe>99%，含Cl<0.06%；铁金属原料为含碳量≤1wt%的半钢或钢，杂质含量≤2wt%。本专利技术实施例中，步骤5的热轧时，轧辊转速500~700r/min。本专利技术实施例中，一次真空熔炼时的电压13~21V，电流5~10kA；二次真空熔炼时的电压16~24V，电流7~13kA。本专利技术实施例中，一次墩拔时，交替进行2~4次墩粗和拔长，镦粗时高度与直径之比为2.5~3.0；沿轴向送进操作，即将锭料沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90º，然后进行下一次墩拔，每火次锻比为1.5~1.8，总锻比3~7，一次墩拔后的坯料直径ф100~120mm。本专利技术实施例中，二次墩拔时，交替进行2~4次墩粗和拔长，镦粗时高度与直径之比为2.5~3.0；沿轴向送进操作，即将锭料沿整个长度方向锻打一遍后，再翻转90º，然后进行下一次墩拔，每火次锻比为1.5~1.8，总锻比3~7。实施例1准备钛金属原料和铁金属原料，要求钛金属原料中的钛占全部原料总重量的50%；将钛金属原料和铁金属原料制成自耗电极，采用真空感应炉进行一次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成一次铸锭；一次熔炼的真空度≤8Pa；将一次铸锭采用真空感应炉进行二次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成二次铸锭；二次熔炼的真空度≤5Pa；二次铸锭的直径ф300mm；将二次铸锭在950℃开坯，开坯变形量在20%，获得锭料；将锭料锻造至截面直径ф210mm，然后在880℃进行一次镦拔，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无包芯线含钛护炉料，其特征在于成分为铁钛合金，其成分之一按重量百分比含Ti 50~75%，余量为铁和杂质；其成分之二按重量百分比含Ti 8~25%，余量为铁和杂质；杂质的重量含量≤5%。

【技术特征摘要】
1.一种无包芯线含钛护炉料，其特征在于成分为铁钛合金，其成分之一按重量百分比含Ti50~75%，余量为铁和杂质；其成分之二按重量百分比含Ti8~25%，余量为铁和杂质；杂质的重量含量≤5%。2.根据权利要求1所述的一种无包芯线含钛护炉料，其特征在于直径为8~13mm。3.一种权利要求1所述的无包芯线含钛护炉料的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）准备钛金属原料和铁金属原料，要求钛金属原料中的钛占全部原料总重量的50~75%，或占全部原料总重量的8~25%；（2）将钛金属原料和铁金属原料制成自耗电极，采用真空感应炉进行一次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成一次铸锭；一次熔炼的真空度≤8Pa；（3）将一次铸锭采用真空感应炉进行二次真空熔炼，然后随炉冷却至炉温≤300℃，浇注成二次铸锭；二次熔炼的真空度≤5Pa；二次铸锭的直径300~400mm；（4）将二次铸锭在950~1100℃开坯，开坯变形量在20~30%，获得锭料；将锭料锻造至截面直径210~320mm，然后在880~950℃进行一次镦拔，最后在820~880℃进行二次墩拔，制成截面直径40~50mm的钛铁合金棒材；（5）将钛铁合金棒材进行表面处理，去除杂质和氧化物，然后加热至900~1050℃，保温20~30min，再进行多道次热轧，开轧温度900~1030℃，每道次压下量在20~25%，直至直径达到8~13mm，空冷至室温，制成无包芯线含钛护炉料。4.根据权利要求3所述的无包芯线含钛护炉料的制备方法，其特征在于所述的钛金属原料为含钛废料或海绵钛；含钛废料按重量百分比含Ti+...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈峰满，郑海燕，温秋林，姜鑫，高强健，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21