鈦(tai)在地(di)球上儲量(liang)豐富(fu)，地(di)殼中含鈦(tai)礦(kuang)物(wu)有(you)(you)140多(duo)種，但(dan)目前(qian)具有(you)(you)開(kai)采價值(zhi)的只有(you)(you)十多(duo)種。已開(kai)采的鈦(tai)礦(kuang)床(chuang)可分為兩類:巖石礦(kuang)床(chuang)和(he)砂礦(kuang)床(chuang)。巖石礦(kuang)床(chuang)是火成[i]礦(kuang)床(chuang)，其特點是礦(kuang)床(chuang)集中，儲量(liang)大。這(zhe)些礦(kuang)床(chuang)的主要礦(kuang)物(wu)是鈦(tai)鐵礦(kuang)和(he)鈦(tai)磁鐵礦(kuang)。
鈦廣泛(fan)用(yong)(yong)(yong)于鋼(gang)鐵生產。它可用(yong)(yong)(yong)作脫(tuo)氧劑、脫(tuo)氮(dan)劑和合金添加劑。它是(shi)一種用(yong)(yong)(yong)途廣泛(fan)的特殊合金。在煉鋼(gang)過(guo)程(cheng)中作為合金元(yuan)素(su)加入鋼(gang)中，可以起到細化晶粒[ii]、固定間(jian)隙元(yuan)素(su)(碳(tan)、氮(dan))、提高鋼(gang)強度的作用(yong)(yong)(yong)。
高(gao)鈦(tai)板是冶煉(lian)高(gao)溫合(he)金和(he)(he)(he)優質不(bu)銹鋼不(bu)可(ke)缺少的(de)合(he)金材(cai)料(liao)。隨著鋼材(cai)質量(liang)和(he)(he)(he)品種的(de)提高(gao)，對鈦(tai)板質量(liang)和(he)(he)(he)品種的(de)要求越(yue)(yue)來越(yue)(yue)高(gao)，國際市場對高(gao)鈦(tai)含量(liang)的(de)高(gao)鈦(tai)鐵需求量(liang)較大(da)。逐步摸索出一套提高(gao)鈦(tai)鐵回收率(lv)，有效(xiao)降低生產成(cheng)本的(de)措(cuo)施。[1]
影響鈦板回收率(lv)的因素[2-3]
第一，原材料因素
鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)[ⅲ]和金紅石[ⅳ]質量(liang)越(yue)高(gao)，冶煉效(xiao)果越(yue)好；當金紅石品位(wei)在(zai)90%以(yi)上(shang)，鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)品位(wei)在(zai)50%以(yi)上(shang)時(shi)，回(hui)收(shou)率(lv)較高(gao)。砂礦(kuang)(kuang)比原生礦(kuang)(kuang)具有更(geng)好的(de)(de)冶煉效(xiao)果。鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)中氧(yang)化(hua)亞(ya)鐵(tie)與氧(yang)化(hua)鐵(tie)的(de)(de)比例越(yue)高(gao)，冶煉前的(de)(de)焙(bei)燒(shao)效(xiao)果越(yue)好，經濟技術指標(biao)越(yue)好。鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)和金紅石的(de)(de)粒度要合適(shi)，太細容(rong)易(yi)飛散(san)會增(zeng)加損失。過(guo)粗，鋁(lv)熱(re)反(fan)應不(bu)充(chong)分(fen)，回(hui)收(shou)率(lv)降(jiang)低；所以(yi)金紅石的(de)(de)粒度一般控(kong)制在(zai)100-160目[iii]，鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)的(de)(de)粒度控(kong)制在(zai)40-100目。鈦(tai)精(jing)礦(kuang)(kuang)與金紅石的(de)(de)比例應為約3.5: 1(見下表)。一般焙(bei)燒(shao)溫(wen)度控(kong)制在(zai)750℃-850℃，焙(bei)燒(shao)時(shi)間3-5h。焙(bei)燒(shao)溫(wen)度不(bu)足和焙(bei)燒(shao)時(shi)間過(guo)短會影響(xiang)單位(wei)熱(re)效(xiao)應和還原反(fan)應的(de)(de)充(chong)分(fen)進行，從而對回(hui)收(shou)率(lv)產生不(bu)利影響(xiang)。
表:鈦精礦和金紅石的比例(li)對回收率(lv)的影響(xiang)
鈦板生(sheng)產(chan)中(zhong)使用的(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)顆粒品級越高，越有利于還原反(fan)應(ying)。通常，使用含鋁(lv)(lv)(lv)超(chao)過98%的(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)顆粒。鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)晶(jing)粒大小(xiao)會(hui)影(ying)響化學(xue)反(fan)應(ying)的(de)(de)(de)速度(du)和鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)利用率。鋁(lv)(lv)(lv)晶(jing)粒過粗，其面積比表[vi]中(zhong)的(de)(de)(de)小(xiao)，界面化學(xue)反(fan)應(ying)持續(xu)時間(jian)長，不(bu)利于熱量的(de)(de)(de)集(ji)中(zhong)。除此之外，渣(zha)鐵不(bu)易分(fen)離，出鐵少(shao)，鋁(lv)(lv)(lv)晶(jing)粒過細(xi)，造成飛(fei)燒損失增加。同時，過細(xi)的(de)(de)(de)鋁(lv)(lv)(lv)晶(jing)粒中(zhong)氧(yang)化鋁(lv)(lv)(lv)的(de)(de)(de)量增加，導致鋁(lv)(lv)(lv)分(fen)配不(bu)足，影(ying)響鈦的(de)(de)(de)還原。
爐(lu)料中加入石(shi)灰(hui)作為熔(rong)劑，可以(yi)降低爐(lu)渣的(de)熔(rong)點(dian)，改善(shan)爐(lu)渣的(de)流動(dong)性，促進金屬懸浮物的(de)沉降，防止(zhi)氧(yang)(yang)化(hua)鈦(tai)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)鋁的(de)結合，有利于提高(gao)鈦(tai)的(de)回收率。石(shi)灰(hui)應含高(gao)氧(yang)(yang)化(hua)鈣，粒徑為1-2mm，不得使用(yong)(yong)未燒和(he)粉狀吸(xi)水石(shi)灰(hui)。石(shi)灰(hui)的(de)用(yong)(yong)量(liang)要適當，用(yong)(yong)量(liang)不能太大(da)。如果過大(da)，還原過程會消耗過多的(de)熱(re)量(liang)，降低體系的(de)最高(gao)溫度，使反應難以(yi)進行。
鐵(tie)中(zhong)的(de)(de)硅可與合金中(zhong)的(de)(de)鈦結合形成化合物(wu)如Ti5Si3，可阻(zu)止鋁化合物(wu)的(de)(de)形成，減(jian)少鋁進(jin)入(ru)合金的(de)(de)量，提高(gao)鋁的(de)(de)利(li)(li)用率，從(cong)而有利(li)(li)于鈦回(hui)收率的(de)(de)提高(gao)。
二、單位熱效應
影(ying)響單位熱(re)效(xiao)應(ying)(ying)的因素有(you):①爐(lu)料的化(hua)學反(fan)應(ying)(ying)熱(re)。②爐(lu)料帶來的物(wu)理(li)熱(re)。化(hua)學反(fan)應(ying)(ying)熱(re)主要(yao)由鈦精(jing)礦(kuang)、金(jin)紅石、氯酸鉀和(he)鋁顆粒的品位和(he)用量(liang)(liang)決(jue)定(ding)，物(wu)理(li)反(fan)應(ying)(ying)熱(re)主要(yao)由鈦精(jing)礦(kuang)和(he)金(jin)紅石的焙燒(shao)溫度決(jue)定(ding)。生產(chan)(chan)實踐表明，單位熱(re)值低，還原反(fan)應(ying)(ying)困難，爐(lu)渣流動(dong)性差，爐(lu)渣中含鈦金(jin)屬球較多，渣鐵不易分離(li)，鐵產(chan)(chan)量(liang)(liang)少。單位熱(re)值高(gao)，反(fan)應(ying)(ying)激烈(lie)，攪渣噴濺，工藝(yi)損失大，產(chan)(chan)量(liang)(liang)低。
三。鋁分配系數
由(you)實驗可知，鈦的(de)(de)回收率隨(sui)鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)加(jia)而增(zeng)加(jia)，但鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)過多會降低(di)反應的(de)(de)單位(wei)熱效(xiao)應，使爐渣變稠，同時(shi)容(rong)易造成合金(jin)中(zhong)鋁(lv)含(han)量(liang)(liang)超標(biao)，影響產品質量(liang)(liang)。因此，為了獲得高的(de)(de)鈦回收率，鋁(lv)的(de)(de)量(liang)(liang)必須(xu)控(kong)制在(zai)最佳范圍內。
四。進刀速度
喂食過(guo)程應(ying)(ying)遵循“先慢、中快、后(hou)(hou)慢”的(de)原(yuan)則。底反(fan)應(ying)(ying)后(hou)(hou)開始添加(jia)主配料時(shi)，加(jia)料要慢。熔池擴大(da)(da)后(hou)(hou)，應(ying)(ying)提高(gao)(gao)補縮速(su)度(du)。合適的(de)速(su)度(du)應(ying)(ying)使反(fan)應(ying)(ying)迅速(su)而均勻，反(fan)應(ying)(ying)后(hou)(hou)期(qi)速(su)度(du)應(ying)(ying)減慢，防止(zhi)(zhi)反(fan)應(ying)(ying)過(guo)度(du)和飛濺。適當(dang)的(de)進(jin)料速(su)度(du)有(you)助于熱(re)量(liang)集中，鐵(tie)顆(ke)粒沉降良好，提高(gao)(gao)鐵(tie)產(chan)量(liang)。加(jia)料過(guo)快易噴(pen)渣，合金鈦(tai)含量(liang)低，鋁含量(liang)高(gao)(gao)；如果(guo)加(jia)料太慢，熱(re)量(liang)不集中，熱(re)量(liang)損失大(da)(da)，出(chu)鐵(tie)量(liang)低。最后(hou)(hou)，要注意均勻加(jia)料，防止(zhi)(zhi)加(jia)料范圍變化(hua)過(guo)大(da)(da)或(huo)停止(zhi)(zhi)加(jia)料時(shi)出(chu)現合金夾渣現象。生產(chan)實踐表明(ming)，總裝藥量(liang)控(kong)制在8T左右，下料時(shi)間控(kong)制在9 ~ 12min為宜。
動詞 （verb的(de)縮(suo)寫）精制(zhi)材料
精(jing)(jing)煉(lian)(lian)材(cai)料也稱為沉(chen)淀劑。加(jia)入(ru)(ru)精(jing)(jing)煉(lian)(lian)料的(de)(de)目的(de)(de)是提高渣溫，增強渣的(de)(de)流動性，使鈦鐵(tie)金屬顆(ke)粒(li)(li)容易從(cong)渣中(zhong)析(xi)出。同時(shi)(shi)，精(jing)(jing)煉(lian)(lian)料反(fan)應(ying)產生的(de)(de)鐵(tie)水(shui)滴自上(shang)而下穿(chuan)過渣層(ceng)時(shi)(shi)，懸(xuan)浮在渣層(ceng)中(zhong)的(de)(de)鈦含量(liang)(liang)(liang)高、比重小(xiao)的(de)(de)金屬珠可(ke)被帶入(ru)(ru)熔(rong)池，從(cong)而提高鈦的(de)(de)回收(shou)率(lv)。在熔(rong)煉(lian)(lian)反(fan)應(ying)結(jie)束時(shi)(shi)，隨著渣層(ceng)的(de)(de)增厚，液面(mian)上(shang)的(de)(de)結(jie)皮會加(jia)快。因此，精(jing)(jing)料要有足夠的(de)(de)反(fan)應(ying)熱(re)，盡可(ke)能預熱(re)(溫度150-200℃)，加(jia)料要及時(shi)(shi)、均勻(yun)、集中(zhong)。精(jing)(jing)煉(lian)(lian)反(fan)應(ying)結(jie)束后(hou)，加(jia)入(ru)(ru)20-30公斤(jin)石(shi)灰(hui)保護渣面(mian)，有利(li)于鐵(tie)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)沉(chen)降。實踐表明(ming)，精(jing)(jing)煉(lian)(lian)料中(zhong)除(chu)了(le)氧化(hua)鐵(tie)皮[ⅶ]、鋁(lv)粒(li)(li)和石(shi)灰(hui)外，還應(ying)加(jia)入(ru)(ru)與主料等(deng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)硅鐵(tie)，有利(li)于更(geng)好地控制成品中(zhong)鋁(lv)的(de)(de)量(liang)(liang)(liang)，節約鋁(lv)粒(li)(li)。
六、渣和爐時間
冶煉(lian)完(wan)成后，要注意控制排渣(zha)和(he)移爐的時(shi)間(jian)。鎮(zhen)靜5-8分鐘，排渣(zha)，冷卻(que)12小時(shi)后，即(ji)可取出爐殼。如果鎮(zhen)靜時(shi)間(jian)太短(duan)，鐵還沒有完(wan)全沉淀。冷卻(que)時(shi)間(jian)過短(duan)，一(yi)方面(mian)鐵沒有完(wan)全凝固容(rong)易滲漏(lou)，另一(yi)方面(mian)鈦在(zai)高溫下容(rong)易氧化，增加損耗。
除上述要(yao)(yao)求(qiu)外，還(huan)要(yao)(yao)求(qiu)取樣準確，混合均勻，只(zhi)有及(ji)時(shi)將生產現場(chang)散落的(de)除塵(chen)灰和(he)原料(liao)回爐冶煉(lian)，才能獲得良好(hao)的(de)鈦鐵回收率。
注意事項:
【I】巖漿(jiang)冷卻后形(xing)成的(de)一(yi)種(zhong)巖石(從(cong)地殼中噴出的(de)巖漿(jiang)，或(huo)者已經熔化的(de)現(xian)存巖石)。
[ii]理(li)想的(de)(de)鑄錠(ding)(ding)組織是(shi)鑄錠(ding)(ding)整個橫截面上均(jun)勻細(xi)小的(de)(de)等軸(zhou)晶。這(zhe)是(shi)因為等軸(zhou)晶各向異性(xing)小，加工(gong)時(shi)變形均(jun)勻，性(xing)能優良，塑性(xing)好，有利(li)于鑄造(zao)和后(hou)續塑性(xing)加工(gong)。
[iii]鈦精礦選自鈦鐵礦或鈦磁鐵礦，是生產(chan)用途廣泛的(de)鈦白粉的(de)原(yuan)料。
【四】金紅石是純二(er)氧化鈦(tai)，一般(ban)含95%以上的二(er)氧化鈦(tai)，是提煉鈦(tai)的重要礦物原料(liao)。
[v]目的是指每英寸屏(ping)幕上的孔數。
[vi]比表面(mian)積是指(zhi)單位質量材料的總(zong)面(mian)積。
[vii]磨秤(cheng)(cheng)也(ye)叫(jiao)秤(cheng)(cheng)和(he)秤(cheng)(cheng)。鋼材在加熱和(he)軋制過程中，表面被氧(yang)化形成氧(yang)化鐵層，氧(yang)化皮脫落。
17503379999
掃一掃聯系我們
