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影响钛铁回收率的因素

  钛铁在钢铁生产中用途广泛,可用作脱氧剂、脱氮剂和合金添加剂。影响回收率的因素主要有以下:
  
  一、原材料因素
  
  钛精矿和金红石的品位越高,冶炼效果越好,出铁多,合金中TI含量高;当金红石的品位在90%以上,钛精矿的品位在50%以上时,回收率较高;砂矿比原生矿冶炼效果好。钛精矿中FEO/FE2O3比值越高,冶炼前焙烧效果越好,经济技术指标也越好。钛精矿和金红石的粒度应适当,过细则飞扬损失增大;过粗,铝热反应不充分,回收率下降;因此,金红石的粒度一般控制在100-160目,钛精矿的粒度控制在40-100目。钛精矿和金红石的比例应保持在3.5:1左右较合适。焙烧温度一般控制在750℃-850℃,焙烧时间为3-5H,焙烧温度不足和时间过短都会影响单位热效应和还原反应的充分进行,对回收率造成不利影响。
  
  生产钛铁用的铝粒,其品位越高,对还原反应越有利,一般采用含铝量98%以上的铝粒。铝粒的粒度大小会影响化学反应的速度和铝的利用率,铝粒过粗,比表面积小,界面化学反应持续时间长,不利于热量的集中,且渣铁不易分离,出铁少铝粒过细,飞扬和燃烧损失增大,同时,过细的铝粒中氧化铝量增加,造成配铝不足,影响钛的还原;合适的铝粒粒度一般在60目-1.5MM,占90%以上。
  
  石灰作为熔剂配入炉料,可降低渣的熔点,改善炉渣的流动性,促使金属悬浮物下沉,同时阻止TIO和AL2O3结合,有利于提高钛的回收率。石灰含CAO要高,粒度1-2MM,不用未烧透的和粉化吸水的石灰。石灰的配入量要适当,用量不宜过大,太大在还原过程中消耗的热量过多,降低了系统所要达到的最高温度,使反应难以进行。
  
  硅铁中的硅能与合金中的钛结合成TI5SI3等化合物,阻止铝化合物的形成,减少进入合金中的铝量,提高铝的利用率,从而有利于TI回收率的提高。含硅为75%左右,粒度0-1MM的硅铁粉冶炼钛铁较为有利。
  
  二、单位热效应
  
  影响单位热效应的因素有:1)炉料的化学反应热;2)炉料带入的物理热。化学反应热主要由钛精矿、金红石、氯酸钾与铝粒等物料的品位和配料量决定,物理热主要由钛精矿和金红石的焙烧温度决定。生产实践表明,单位热值低,还原反应难以进行,渣流动性差,渣中有较多含TI的金属球,渣铁不易分离,出铁量少;单位热值高,反应激烈,炉渣搅动造成喷溅,过程损失大,产量低。
  
  三、配铝系数
  
  从试验得知,钛的回收率随着铝用量的增加而上升,但配铝量过多会降低反应的单位热效应,使炉渣变稠,同时也容易造成合金铝含量超标,影响产品质量。所以要获得较高的钛回收率,铝的用量必须控制在一个最佳的范围内,试验证明,配铝系数在1.03-1.06时,渣中TTI%较低,成品中的铝含量符合GB3282-87要求,冶炼效果最佳。
  
  四、加料速度
  
  加料过程应该遵循“先慢、中间快、最后慢”这一原则;底料反应完毕开始加主料时,加料要慢,待熔池扩大后再增加加料速度,合适的速度应使反应迅速而均匀,反应后期应减慢速度,防止反应过激而引起喷溅。适当的加料速度,将有助于热量集中,铁粒沉降好,出铁量增加。加料过快易喷渣,合金含钛低,含铝高加料过慢热量不集中,热损失大,出铁量低。最后,要注意均匀加料,防止加料幅度变化太大或停止加料使合金出现夹渣。生产实践表明,以入炉料总量为8T,下料时间控制在9-12MIN为宜。
  
  五、精炼料
  
  精炼料又称为沉淀剂,加入精炼料的目的是提高炉渣温度、增强渣的流动性,使钛铁金属颗粒容易从渣中沉降;同时精炼料反应生成的铁水滴从上到下经过渣层时,能将悬浮在渣层含有较高TI而比重较小的金属珠带入熔池,从而提高钛的回收率。在冶炼反应末期,随着渣层的增厚,液面上层结壳的速度也会加快,因此精炼料应有足够的反应热,要尽量预热(温度150-200℃),同时加入料要及时、均匀且集中。精炼料反应完毕,加入20-30KG的石灰,保护渣面,使之缓凝,有利于铁粒沉降。实践表明,精炼料中除了配入铁鳞、铝粒和石灰外,还应配入与主料中相当的硅铁量,有利于更好地控制成品中的铝量,节省铝粒。
  
  六、放渣和脱炉时间
  
  冶炼完成后要注意控制好放渣和脱炉时间,在镇静5-8MIN后放渣,冷却12H后方能拔去炉壳。若镇静时间过短,铁还未完全沉降,渣中TTI%高;冷却时间过短,脱炉时一方面铁未完全凝固容易脱漏,另一方面高温下钛容易被氧化,增大损失。
  
  七、冶炼炉筒质量
  
  用镁砂或者其它耐火材料打结成的砂窝,要注意振动紧密,将其表面压平、压实,防止合金外渗和增大打结层表面合金的粘结量,以免影响合金收得率。实践表明,砂窝底部打结材料的粒度为0-3MM,表层打结材料的粒度控制在0-1MM可以减少渣铁粘结量。
  
  八、细粉的回收
  
  在成品破碎的过程中产生的0-10MM的细粉,因其使用范围较窄,通常只能以较低的价位出售,价格相对成品价格低4000-6000元/T。生产实践表明,在反应始料中加入细粉,加入方式是在反应始料加入后,将始料靠炉底边缘做一环形平台,将细粉(50-100KG)均匀铺在该平台上,但细粉不能与冶炼炉底接触,这样有利于细粉的吸热,由于细粉在始料表面,不与炉料充分接触,避免了细粉中的钛参与还原。这样可以回收部分细粉间接提高了钛铁的收得率。
  
  九、其它因素
  
  要获得良好的回收率,还要做到取样准确,混料均匀,将除尘灰和生产现场散落的原料及时回收入炉冶炼。
  
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