高钛铁合金粉制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于合金包芯线的高钛铁合金粉制备方法，其特征在于：在铸锭后冷凝至９００℃至９５０℃时脱模，或将成品高钛铁块加热至９００℃至９５０℃后，将锭块置入不大于８０℃的水中激冷，待锭块冷却到２００℃～３００℃时，出水空冷，然后经粗、中、细三道破碎，而得到粒径在１．８ｍｍ以下的粉状高钛铁合金。本发明专利技术克服了已有技术高钛铁合金不易粉碎的困难，为高钛铁包芯线的制备，提供了符合要求的芯粉。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及合金生产技术，具体涉及一种用于合金包芯线的含钛量为60％至75％的。本专利技术所涉及的高钛铁，是指含钛量为60％至75％的钛铁合金。高钛铁特别是含钛量为70％的70钛铁，因其含钛量高，杂质元素相对含量低，熔点低(1100℃左右)，因此是炼钢业冶炼高级含钛钢种的优质炉料。但高钛铁也有使用中的缺点密度较小(约4.5g/cm3左右)，加入钢水后易浮在钢水表面，由于钛与氧的亲合能力较强，极易与空气中的氧化合而烧损，从而带来钛元素的收得率低和投加命中率不稳定等不足，增加了炼钢成本，影响了钢材质量的稳定性。随着包芯线和钢包喂线技术的发展，各种质轻的易氧化的合金元素均可制成包芯线而强制喂入钢水，从而较好地克服了某些块状铁合金由于密度较小而浮在钢水表面氧化烧损的问题。如硅钙合金包芯线、炭粉包芯线等。同样将高钛铁制成包芯线喂入钢水，可克服块状高钛铁的上述问题。根据现有技术，高钛铁是采用废铁边角料或海绵钛经分检、除油、烘烤等工艺处理后加铁在感应电炉中重熔而成。如申请号为95113728.X和申请号为96117080.8所述。这二种方法都属重熔铸锭法，不同之处是前者在真空室中铸锭冷却，后者是在空气中加表面保护剂铸锭冷却。这二种方法的共同点都是冷却速度过缓，而得到的高钛铁块状物韧性较好，不利于破碎制粉。本专利技术的目的就在于针对已有技术制备的高钛铁块状物韧性较好，不利于破碎制粉的问题作改进，采用高钛铁铸锭激冷或成品钛铁加热后激冷的方法，从而得到较脆的高钛铁合金，然后破碎制粉，由此而提供一种能够得到适合制作包芯线的高钛铁合金粉的制备方法。实现本专利技术目的之技术方案之一是它采用中国专利申请号为96117080.8所公开的方法，以钛材废料为原料，在敞开式电加热炉内，在渣料保护下重熔，并依次按照以下步骤进行将废钢料投入加热炉熔化；加铝脱氧；除渣；投放液面保护渣料；投入钛材废料；搅拌；炉前化验；液面带渣铸锭；脱模冷却；破碎。而其改进点在于所说的液面带渣铸锭的铸锭厚度不大于150mm，且待锭块冷凝至表面温度为900℃至950℃时脱模；所说的脱模冷却，是将脱模后的锭块置于温度不大于80℃的水中冷却，待锭块冷却到200℃～300℃时，出水空冷；而所说的破碎，是将冷却至室温的锭块破碎而成粉状。在本专利技术的同一构思下，实现本专利技术目的之技术方案之二是用成品高钛铁，在敞开式电加热炉内加保护渣重熔，在制取高钛铁溶液后，按照前述技术方案之一相同步骤进行液面带渣铸锭，其铸锭厚度不大于150mm，待锭块冷凝至其表面温度为900℃至950℃时脱模；将脱模后的锭块置入温度不大于80℃的水中冷却，待锭块冷却到200℃～300℃时，出水空冷将冷却至室温的锭块破碎而成粉状。在本专利技术的同一构思下，实现本专利技术目的之技术方案之三是采用成品高钛铁在加热炉内加热至900℃～950℃时，出炉置于温度不大于80℃的水中冷却，待冷却到200℃～300℃时，出水空冷，待冷却至室温后，进行破碎而成粉状。本专利技术优选的上述三个技术方案中的高钛铁合金的破碎，至少分三步进行即粗碎，其粒径达到小于150mm；中碎，其粒径达到小于20mm；细碎，其粒径达到小于1.8mm。本专利技术通过对中国专利申请号96117080.8所提供的方法的改进，或将成品高钛铁重熔或加热后，采用激冷的方法，而得到较脆的高钛铁合金，并经破碎而制成粉粒，从而解决了高钛铁制粉的困难问题，满足了高钛铁包芯线对芯粉的需求。本专利技术的一种优选的实施例如下，采用中国专利号为96117080.8所公开的方法，即(1)设备采用250KW中频无芯感应电炉。(2)原料钛材废料采用其化学成分符合GB3620-83中的TA1-TA5的标准。块度以能入炉为准。废钢料采用优质低碳钢，其厚度为0.8-1.5mm，对于带油或锈蚀(主要是废钢料)的原料，先进行除油、除锈预处理，且烘干备用。铝采用含量在98％以上的低硅铝。(3)液面保护渣料采用工业级，以NaF260％,CaF210％,BaCl30％的重量百分含量配比，经机械混合均匀，装桶密闭备用。(4)熔炼依次按照以下步骤进行将废钢入炉，通电加热熔化，钢水温度1630±30℃。加入铝块脱氧。捞去表面渣。加入少量液面保护渣至熔化。加入钛材废料，等物料熔化后再陆续加入，且保持炉料在连续熔化状态。并不断加入液面保护渣料，使液面有一层熔渣封闭。搅拌。待加入全部钛材废料且炉料全部熔化后，人工搅拌均匀成份。炉前化验。取样快速分析钛含量，降功率保温，根据含钛量化验结果调整成份。浇铸。在熔炼完毕出炉后，将合金液浇成厚度不大于150mm的锭块；脱模冷却。待锭块冷凝至表面温度为900℃～950℃时脱模；激冷。将锭块置入冷却水中，控制冷却水温不大于80℃；待合金锭块冷却至200℃～300℃时，出水空冷。破碎。将冷却至室温的锭块，清除其表面氧化物，并粗碎成小于150mm的块状。将经粗碎的块状物通过鳄式破碎机中，破碎至小于20mm，再通过对辊机细碎至通过10目(1.8mm)筛。该流程为通常制粉流程，在该流程中需在各道破碎筛分环节中加装抽风除尘装置，调节风量使抽风口粉尘浓度不大于0.5g/m3。本专利技术的铸锭、激冷和破碎步骤所采用的设备和实际操作要点如下浇铸模具为圆盘形，上口直径800mm，下口直径400mm，高600mm，壁厚70mm，材料为铸铁，两爿合装用M16螺栓紧固。铸模内用20目(0.9mm)～50目(0.355mm)耐火泥涂抹成约5mm厚的防护层，以防高温合金液损坏模具。冷却水箱用3mm钢板制作，外形尺寸1200mm×1200mm×1000mm，在离水箱底部100mm处有一进水口，用管径25mm的球阀控制。在离水箱上口100mm处有一溢水口。当合金液注入模具中，空冷约5min(冬)或30min(夏)左右后，松开螺栓，取出合金锭块，用行车将合金锭块吊入冷却水箱。打开进水阀，注入冷却水。开始有大量的蒸汽冒出，待水箱水满后，用温度计测试水温，并调节进水阀的进水量，控制水温不大于80℃。目测锭块表面温度，当锭块表面冒出少量气泡时(即锭块表面温度为200℃～300℃左右)，吊出合金锭块，空冷。利用锭块自身热量自行烘干残余水份。将空冷好的合金锭块吊至精整区，由人工用小榔头；去渣、去氧化皮，然后用大榔头粗碎成粒径小于150mm的块状。把精整粗碎后的合金锭块放入鳄式破碎机，粉碎至粒径小于20mm。粉碎机齿板600mm×400mm，破碎工作次数为150次/min。将粉碎后小于20mm的合金块放入对辊机，进行对辊细碎。对辊机由两只3Crl3不锈钢堆焊的滚筒组成，滚筒直径为500mm，滚面长度为500mm，转速为25转/min。对辊细碎后的颗粒进入单层振动筛筛分。振动筛的工作面尺寸为2000mm×500mm，筛网为10目(1.8mm)。筛下有一集料斗，用于小于10目(1.8mm)的颗粒出料。大于10目(1.8mm)的颗粒，从筛上另一出料口出料，重新返回对辊机。如此周而复始循环，可获得小于10目(1.8mm)的70钛铁粉。本专利技术上述第一技术方案之实施例，配料按中国专利申请号为96117080.8的所给出的典型实施例进行。其所得70钛铁的化学成份如同该专利技术专利所公开的化学成份。以上描述的工艺步骤和要求，为本专利技术的实施例之一。本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高钛铁合金粉制备方法，它以钛材废料为原料，在敞开式电加热炉内，在渣料保护下加铁重熔，并依次按照以下步骤进行：将废钢料投入加热炉熔化；加铝脱氧；除渣；投放液面保护渣料；投入钛材废料；搅拌；炉前化验；液面带渣铸锭；脱模冷却；破碎。其特征在于：所说的液面带渣铸锭的铸锭厚度不大于１５０ｍｍ，待锭块冷凝至表面温度为９００℃至９５０℃时脱模；所说的脱模冷却，是将脱模后的锭块置于温度不大于８０℃的水中冷却，待锭块冷却到２００℃～３００℃时，出水空冷；而所说的破碎，是将冷却至室温的锭块破碎而成粉状。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章兼培，金志产，夏宏梁，
申请(专利权)人：江苏江南铁合金厂，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]