一种低钛低硫铬铁及其生产方法技术

本发明专利技术提出了一种低钛低硫铬铁及其生产方法，属于铬铁合金技术领域。以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；控制终渣为CaO

【技术实现步骤摘要】
一种低钛低硫铬铁及其生产方法


[0001]本专利技术涉及铬铁合金
，具体涉及一种低钛低硫铬铁及其生产方法。

技术介绍

[0002]轴承是用来支承传动轴并承受载荷的机械零件，它是机械设备制造行业中一种常用的易损件，其使用消耗的数量非常巨大。轴承质量将直接影响机械设备的使用性能，而轴承的质量又主要是由轴承钢材料的性能来决定的。随着我国轴承工业的高速发展，对具有优良性能的优质轴承钢的需求数量地也在不断地增加。
[0003]铬铁是生产不锈钢的最重要的原料，主要应用于生产不锈钢、滚珠轴承钢、工具钢、渗氮钢、热强钢、调质钢、渗碳钢和耐氢钢，这是由于铬在不锈钢中的起决定作用，决定不锈钢属性的元素只有一种，这就是铬，每种不锈钢都一定含有一定数量的铬。不锈钢的耐蚀性主要来源于铬。实验证明，只有含铬量超过12％时钢的耐蚀性能才会大大提高，因此，不锈钢中的含铬量一般均不低于12％。所以铬铁矿的供需状况是和不锈钢市场的供需状况息息相关的。
[0004]普通轴承钢是采用含钛量较低的低钛低硫铬铁为原料冶炼而成的，低钛低硫铬铁原料中有害杂质钛的含量是直接影响轴承钢质量的一项重要技术指标，有害杂质钛是以Ti02的形式分布于轴承钢材质中，它将破坏轴承钢的晶体结构从而导致耐磨性能和机械强度大幅下降。因此，要求低钛低硫铬铁中含钛量越低越好，这是冶炼优质轴承钢最基本的原料物质条件。在钛含量的降低的同时，合金中硅的含量也同步降低，成品中硫含量上升，如何降低产品的硫含量，并稳定的控制钛含量成为必须解决的问题。
[0005]专利CN1974828A是利用低硫铬铁合金液进行“选择性氧化”，生产Ti<0.02％的低钛铬铁。该生产方法能耗较高，工艺设备相对复杂，且由于中国是贫铬国，铬资源极其紧张，该工艺不可避免的导致主元素铬的回收率较低。
[0006]专利CN101962714B虽只利用普通矿热炉进行选择性还原生产低钛高铬，但该方法只能保证Ti<0.03％，且成品Ti含量不可避免的随炉况波动，合格率无法保证。且由于钛含量相对较高，产品无法用于高精轴承钢的生产。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种低钛低硫铬铁及其生产方法，生产工艺简单、生产成本明显低于现有技术，冶炼工艺技术合理，采用工业化矿热炉连续冶炼，其产品状态良好，成分稳定，同时铬铁合金中Ti、P、S等不良杂质含量显著降低，得到的产品的强度、韧性、延展性和耐磨能力均得到明显的提高。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0009]本专利技术提供一种低钛低硫铬铁的生产方法，以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；
[0010]控制终渣为CaO
‑
Al2O3‑
SiO2‑
MgO四源渣型，其中，CaO含量在58
‑
62wt％，Al2O3含量在17
‑
22wt％，SiO2含量在12
‑
15％，MgO含量在1
‑
13％；
[0011]所述铬铁矿的TiO2的质量百分比≦0.5％，S的质量百分比≦0.2％，P的质量百分比≦0.3％。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，具体包括以下步骤：
[0013]S1.铬铁矿的预处理：将铬铁矿球磨成细粉，加入硅烷偶联剂溶液，超声加热至70
‑
90℃，反应1
‑
3h，进一步加入硅石粉和石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10
‑
15mm；铬铁矿、硅石粉和石灰粉的质量比为100：(1
‑
1.5)：(1.5
‑
2.5)；
[0014]S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为2
‑
5℃/min，氧气的通气量为100
‑
500L/min；
[0015]S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入脱钛剂，继续升温至1450
‑
1550℃，加入脱硫剂和造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.75
‑
2.1，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；所述铬铁矿、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂的质量比为200：(1.2
‑
1.7)：(0.4
‑
1)：(1
‑
3)；
[0016]S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入焦炭和硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；所述铬铁矿、焦炭、硅石粉的质量比为200：(1
‑
2)：(1
‑
3)；氩气的通入量为1000
‑
2000L/min；
[0017]S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，步骤S1中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH590、KH602、KH792中的至少一种，优选地，为KH560和KH550的复配混合，质量比为(4
‑
7)：3。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1
‑
1mm；所述石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3
‑
1mm；所述焦炭固定碳含量85
‑
89％、粒度为3
‑
5mm。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中所述脱钛剂的成分组分及质量百分比含量如下：FeO：35
‑
45％、CaF2：40
‑
50％、La2O3：5
‑
25％；所述脱钛剂的加入方法为分次4次加入，每次间隔10
‑
30s。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中所述造渣剂为刚玉渣、蛭石、纯橄榄岩的混合物，质量比为(15
‑
30)：(2
‑
7)：(10
‑
15)。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中所述脱硫剂由以下重量份的原料制备而成：CaC
2 30
‑
50份、CaO 15
‑
30份、Al 2
‑
5份、Mg 1
‑
2份、微晶纤维素粉3
‑
7份、硅烷偶联剂KH560 1
‑
2份。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述脱硫剂的制备方法如下：将硅烷偶联剂KH560溶于乙醇溶液中，配制成5
‑
10wt％的溶液，将CaC2、CaO、Al、Mg分别球磨至粒径在0.1
‑
1mm之间后，加入上述含有硅烷偶联剂K本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，以铬铁矿、焦炭、硅石粉、石灰粉、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂为原料；铬铁矿经过预处理后经过吹氧熔化、脱钛脱硫、加碳脱磷脱硫、精炼以及连铸得到低钛低硫铬铁；控制终渣为CaO
‑
Al2O3‑
SiO2‑
MgO四源渣型，其中，CaO含量在58
‑
62wt％，Al2O3含量在17
‑
22wt％，SiO2含量在12
‑
15％，MgO含量在1
‑
13％；所述铬铁矿的TiO2的质量百分比≦0.5％，S的质量百分比≦0.2％，P的质量百分比≦0.3％。2.根据权利要求1所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1.铬铁矿的预处理：将铬铁矿球磨成细粉，加入硅烷偶联剂溶液，超声加热至70
‑
90℃，反应1
‑
3h，进一步加入硅石粉和石灰粉，造球得到生球；进一步进行干燥、焙烧，得到球团矿，粒径为10
‑
15mm；S2.吹氧熔化：将球团矿加入炉内，同时顶吹氧气，升温至全部熔化，清理液面碳粉及耐火材料；升温速度为2
‑
5℃/min，氧气的通气量为100
‑
500L/min；S3.脱钛脱硫：向熔池中分次加入脱钛剂，继续升温至1450
‑
1550℃，加入脱硫剂和造渣剂，使得入炉的MgO/Al2O3为1.75
‑
2.1，底吹氩气吹炼，出炉，扒渣；所述铬铁矿、脱钛剂、脱硫剂和造渣剂的质量比为200：(1.2
‑
1.7)：(0.4
‑
1)：(1
‑
3)；S4.加碳脱磷脱硫：向熔池中加入焦炭和硅石粉，钢包底吹氩气，进行吹炼；所述铬铁矿、焦炭、硅石粉的质量比为200：(1
‑
2)：(1
‑
3)；氩气的通入量为1000
‑
2000L/min；S5.精炼及连铸：将合金液转入RH真空罐进行RH精炼，将合金液浇铸成铸坯，采用大截面连铸机进行连铸，得到成品。3.根据权利要求2所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，步骤S1中所述硅烷偶联剂选自KH550、KH560、KH570、KH580、KH590、KH602、KH792中的至少一种，优选地，为KH560和KH550的复配混合，质量比为(4
‑
7)：3。4.根据权利要求2所述低钛低硫铬铁的生产方法，其特征在于，所述硅石粉SiO2含量不小于97％、粒度为0.1
‑
1mm；所述石灰粉CaO含量不小于95％，粒度为0.3
‑
1mm；所述焦炭固定碳含...

【专利技术属性】
技术研发人员：张先锋，黄海，庄爱玲，
申请(专利权)人：丰镇市华兴化工有限公司，
类型：发明
国别省市：