稀土铌钛铁合金及其生产方法和使用方法技术

本发明专利技术公开了稀土铌钛铁合金，稀土铌钛铁合金，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。本发明专利技术还公开了稀土铌钛铁合金的生产方法和使用方法。本发明专利技术得到稀土铌钛铁合金用在稀土钢冶炼中，能够解决炼钢过程中稀土、铌、钛的准确加入问题，提高钢中稀土的收得率。

【技术实现步骤摘要】
稀土铌钛铁合金及其生产方法和使用方法
本专利技术涉及冶金材料技术，具体是，涉及稀土铌钛铁合金及其生产方法和使用方法。
技术介绍
铌、钛是钢铁生产中必须的元素，加之近几年稀土钢热潮不断高涨，所以对于稀土、铌、钛的需求量也是日益增加。目前炼钢过程加入的稀土、铌、钛元素均以铌铁、钛铁、稀土合金方式单独加入，且生产铌铁、钛铁的原料均是含有铌、钛的富矿为原料，尤其是铌铁合金均是采用巴西进口。稀土合金均以是纯度高的稀土氧化物为原料。中国白云鄂博是铁、稀土、铌、钛共(伴)生矿，铌氧化物的资源量660万吨，钛氧化物的资源量约是铌的2倍，稀土储量更是极其丰富。但是由于原矿中铌、钛的品位低，杂质元素含量高(白云鄂博矿中含有71中元素，170多种矿物)，导致其综合利用难度大。经过多年技术攻关，目前经过选矿后，可以有效将部分铁和稀土分离出来，但是还有一部分稀土、铌、钛均留存在尾矿中，没有得到有效的利用。中国专利申请号200710157964.7，名称为：一种利用铌铁精矿生产低级铌铁的制取方法；以铌铁精矿粉为主要原料，将铌铁精矿粉、煤粉和少量的粘结剂混和加热压块，在高温炉窑内完成预热和选择性固态还原后，装入电炉并兑入铁水获得富铌渣与含磷半钢，然后将富铌渣、低磷铁水、还原剂和熔剂同时加入电炉，进行富铌渣深还原生产高铌磷比的低级铌铁合金。中国专利申请号91105485.5，名称为：铌铁精矿制取优质铌铁合金的方法；以铌铁精矿为原料，经过盐酸浸出、水洗、摇床重选、磁选和焙烧的预处理，再经铝热法一步到位制成含铌高达70％以上和/或含杂质量低的优质铌铁。中国专利申请号201410618526.6，名称为：一种脱磷脱铁铌渣生产中级铌铁合金的方法；将脱磷脱铁铌渣、兰炭与添加剂按100：(5-40)：(5-20)的重量比混匀压块，在高温炉内1200-1400℃条件下还原碳化焙烧，保温60～120分钟，随炉冷却至100～200℃，得到还原铁和碳化铌混合物；将得到的还原铁和碳化铌混合物取出后经制粉、磁选，得到含铁碳化铌粉；其中：制粉磨矿至粒度小于0.074mm达到90wt％以上，磁选磁场强度500-2000kA·m-1；将含铁碳化铌粉、石油沥青焦与添加剂重量比为100：(10-50)：(10-100)，冶炼温度保持在1500～1650℃，冶炼时间为20-80分钟，浇注冷却，即可得到中级铌铁合金。中国专利申请号201310449614.3，名称为：铌钛铁合金的制备方法及铌钛铁合金。(1)高温碳化，将高钛富铌渣、碳和第一溶剂在1550-1700℃熔化，然后保温还原冶炼，得到碳化物；以及(2)再氧化。上述专利均是制备铌铁合金或铌钛铁合金，这些矿物中的稀土元素没有得到有效利用，且原料均不同，更没有说明此类合金的用途。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是提供稀土铌钛铁合金及其生产方法和使用方法，得到稀土铌钛铁合金用在稀土钢冶炼中，能够解决炼钢过程中稀土、铌、钛的准确加入问题，提高钢中稀土的收得率。技术方案如下：稀土铌钛铁合金，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。进一步，铌含量为25.93～38.48wt％，稀土含量为14.59～20.54wt％，钛含量为25.67～33.45wt％。稀土铌钛铁合金的生产方法，包括：以含稀土、铌、钛的富集物为原料，将原料加热到1500-1700℃熔化；将还原剂加入到熔化的原料熔液中，还原剂与原料经过金属热还原获得稀土铌钛铁合金；制得的稀土铌钛铁合金中，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。进一步，还原剂选用铝粒，添加CaO将熔液的碱度调整到大于1.2，还原剂的加入量为还原用量过量大于3％。进一步，还原剂选用铝、钙、镁、硅、硅铁、铝铁中的一种或者多种。进一步，稀土元素包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的一种或多种。进一步，原料与还原剂用量之比为4～7：1。稀土铌钛铁合金的使用方法，在钢铁生产中稀土铌钛铁合金作为中间合金使用，将稀土、铌和钛元素以化合态的形式同时加入到钢中；稀土铌钛铁合金中，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。进一步，铌含量为25.93～38.48wt％，稀土含量为14.59～20.54wt％，钛含量为25.67～33.45wt％。进一步，稀土铌钛铁合金在精炼过程或者在RH真空脱气过程加入钢液中，钢液温度保持在1550℃以上。本专利技术技术效果包括：1、在稀土钢生产中添加本专利技术的稀土铌钛铁合金，可减少加入次数，减少劳动量；能够解决稀土、铌、钛在钢中有效、准确加入问题，提高钢中稀土、铌、钛的收得率。2、稀土、铌、钛等在稀土铌钛铁合金中以化合态形式存在，抗氧化性好，热稳定性，尤其是对于活性大的稀土组元。本专利技术提出的稀土铌钛铁合金中稀土、铌、钛等元素以化合态的形式存在，抗氧化性好，热稳定性高尤其是对于活性大的稀土组元；可解决稀土、铌、钛在钢中有效、准确加入问题，提高钢中稀土、铌、钛的收得率。3、稀土铌钛铁合金中碳、硅、锰、磷、硫、氧等杂质含量低。4、由于此类合金原料为易获得的富集物，对原料要求低，产品生产成本低。由于此类合金原料为易获得的富集物，对原料要求低，产品生产成本低。本专利技术还可以为某些复杂矿物中有价元素的综合利用提供新的思路。5、稀土铌钛铁合金主要用于先进钢铁材料的生产。在钢铁生产中作为中间合金使用，将稀土、铌、钛等元素成分以化合态的形式加入到钢中。通过稀土元素对钢的弥散强化扩大先进钢铁材料中的应用领域，特别是在一些高尖端
中的应用。具体实施方式以下描述充分地示出本专利技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。稀土铌钛铁合金的生产方法，具体步骤如下：步骤1：以含稀土、铌、钛的富集物为原料，将原料加热到1500-1700℃熔化；稀土、铌、钛在富集物中以氧化物的形态存在，其它杂质以氧化物或者氟化物的形态存在。加热后，氟化物转化为氧化物。步骤2：将还原剂加入到熔化的原料熔液中，还原剂与原料经过金属热还原获得稀土铌钛铁合金。还原剂选用铝、钙、镁、硅、硅铁、铝铁中的一种或者多种的组合。稀土元素包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇中的一种或多种。还原剂优先选用铝粒，添加CaO将熔液的碱度调整到大于1.2，还原剂的加入量为还原用量过量大于3％。原料与还原剂用量之比为4～7：1。碱度又称盐基度，矿石碱度一般以(CaO+MgO)/(SiO2十Al2O3)来表示，比值小于0.8为酸性矿石，0.8～1.2为自熔性矿石，大于1.2为碱性矿石。制得的稀土铌钛铁合金中，稀土含量为小于等于50wt％，铌含量为小于等于6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.稀土铌钛铁合金，其特征在于，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。/n

【技术特征摘要】
1.稀土铌钛铁合金，其特征在于，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。


2.如权利要求1所述稀土铌钛铁合金，其特征在于，铌含量为25.93～38.48wt％，稀土含量为14.59～20.54wt％，钛含量为25.67～33.45wt％。


3.稀土铌钛铁合金的生产方法，包括：
以含稀土、铌、钛的富集物为原料，将原料加热到1500-1700℃熔化；
将还原剂加入到熔化的原料熔液中，还原剂与原料经过金属热还原获得稀土铌钛铁合金；制得的稀土铌钛铁合金中，稀土含量小于等于50wt％，铌含量小于等于60wt％，钛含量小于等于65wt％，余量为铁和杂质。


4.如权利要求3所述稀土铌钛铁合金的生产方法，其特征在于，还原剂选用铝粒，添加CaO将熔液的碱度调整到大于1.2，还原剂的加入量为还原用量过量大于3％。


5.如权利要求3所述稀土铌钛铁合金的生产方法，其特征在于，还原剂选用铝、钙、镁、硅、硅铁、铝铁...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉宝，赵二雄，陈国华，张先恒，杨鹏飞，高日增，李园，吕卫东，侯复生，于兵，苗旭晨，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，瑞科稀土冶金及功能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙;15