基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法技术

本发明专利技术提供一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法，包括：(1)铝热自蔓延梯度还原：第一种方式，将原料分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全；第二种方式，将除铝粉以外的原料混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料机中，混匀的原料同时连续引入反应炉中进行铝热自蔓延反应，直至所有物料完全反应；(2)保温熔炼得到上层氧化铝基熔渣和下层合金熔体；(3)在下层合金熔体中喷吹精炼渣进行搅拌渣洗精炼；(4)将精炼后的高温熔体冷却至室温，除去上层熔炼渣后得到钨铁合金。

【技术实现步骤摘要】
基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法
本专利技术涉及制备钨铁合金的方法，具体涉及一种基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法。
技术介绍
钨铁是钢铁工业重要铁合金之一，钨是合金工具钢的主要元素，能显著提高钢的耐磨性和切削性。钨在钢中除形成碳化物外，部分地溶入铁中形成固溶体。钨在钢中能增加回火稳定性、红硬性、热强性以及由于形成碳化物而增加的耐磨性。它主要用于工具钢，如高速钢、热锻模具用钢的冶炼。目前，钨铁的冶炼方法主要为结块法、取铁法、铝热法。结块法采用可在轨道上移动、炉体上段可拆的敞口电炉，用碳作还原剂。原料主要为精钨矿、沥青焦(或石油焦)和造渣剂(铝矾土)，该方法钨回收率较低。取铁法适于冶炼熔点较低的含钨70％的钨铁。采用硅和碳作还原剂；75％的硅铁和少量沥青焦(或石油焦)进行还原冶炼。钨回收率高，但是冶炼电耗也高。铝热法用再生碳化钨与铁为原料，以铝作还原剂，利用碳化钨中自身的碳和铝燃烧的热能，使原料中的钨和铁转化为钨铁，可节约大量的电能，并降低成本。同时由于原料碳化钨中的杂质远远低于钨精矿的杂质，产品质量均高于以钨精矿为原料的钨铁。钨的回收率也高于以钨精矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铝热自蔓延梯度还原，采用以下两种方式之一：第一种方式，将原料WO3、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全得到高温熔体，其中每批次物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.1～1.25倍梯度递减至0.9～0.75倍，且原料总配铝量为铝热自蔓延反应理论化学计量比的0.95～1.00；第二种方式，将原料WO3、Fe2O3粉末、造渣剂混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料...

【技术特征摘要】
1.基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)铝热自蔓延梯度还原，采用以下两种方式之一：第一种方式，将原料WO3、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂分成若干批次，将首批次物料投入反应炉中，以镁粉从物料顶部点燃以引发自蔓延反应，陆续加入其它批次物料，直至反应完全得到高温熔体，其中每批次物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.1～1.25倍梯度递减至0.9～0.75倍，且原料总配铝量为铝热自蔓延反应理论化学计量比的0.95～1.00；第二种方式，将原料WO3、Fe2O3粉末、造渣剂混合均匀，以均匀流速加入到连续混料机中，同时将铝粉以梯度递减流速加入到连续混料机中，混匀的原料同时连续引入反应炉中进行铝热自蔓延反应，整个混料过程和整个反应过程不发生间断，直至所有物料完全反应后得到高温熔体，其中引入至反应炉中的连续物料的配铝量由铝热自蔓延反应理论化学计量比的1.1～1.25倍梯度递减至0.9～0.75倍，整个过程配铝量梯度变化的次数n满足关系式：n＝(b-c)/a，其中b表示最高配铝量，c表示最低配铝量，a表示配铝量梯度变化系数，并且0＜a≤0.05；原料总配铝量为铝热自蔓延反应理论化学计量比的0.95～1.00倍；(2)通过电磁感应加热对高温熔体进行保温熔炼，得到上层氧化铝基熔渣和下层合金熔体；(3)在下层合金熔体中喷吹精炼渣，进行搅拌渣洗精炼；(4)将精炼后的高温熔体冷却至室温，除去上层熔炼渣后得到钨铁合金。2.根据权利要求1所述的基于铝热自蔓延梯度还原与渣洗精炼制备钨铁合金的方法，其特征在于，所述步骤(1)中原料WO3、Fe2O3粉末、铝粉、造渣剂的质量比为：1.0∶(0.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：豆志河，张廷安，刘燕，程楚，吕国志，潘喜娟，赵秋月，牛丽萍，傅大学，张伟光，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21