低氧高钛铁应用及研究进展

近年来随着特种不锈钢、管线钢、汽车用钢、海洋钢需求量急剧增加,高钛铁合金的市场需求也越来越大,对高钛铁中氧等杂质残留量也要求越来越苛刻。另外,随着喂丝精炼技术的普及,对低氧低残留高钛铁包芯线的需求量越来越大。我国成功开发出氟盐铝热法还原制备低氧低残留高钛铁超细粉体,制备出氧含量<2.0%,铝含量<4.0%及硅含量<0.5%,钒、锰、碳、硫、磷等杂质元素含量几乎为零的高钛铁超细粉体,并在筹建万吨级规模的生产线。同时我国还开发出分步深度还原制备低氧低残留高钛铁新工艺,制备出氧含量0.23%,铝含量1.5%优质高钛铁,并在进行放大试验。

金属热还原法制备低氧高钛铁的基础研究

以金红石、钛精矿、Al(或铝镁合金)为原料采用热还原法制备出高钛铁合金.计算了不同反应体系的绝热温度以及与TiO2–Al,TiO2–Mg体系相关反应的吉布斯自由能变,采用DTA研究了不同体系的反应动力学,采用XRD等对高钛铁合金进行了表征.结果表明,所有反应体系的绝热温度均大于1800K,反应能自发进行;采用Al–Mg合金复合还原剂能保证TiO2的有效还原,降低合金中的氧含量以及夹杂物含量;Al还原TiO2反应的表观活化能为164.497kJ/mol,反应级数为0.414,Mg还原TiO2的表观活化能为383.235kJ/mol,反应级数为0.591;高钛铁由Al2O3、TiO2、Ti2O、Fe2TiO4、Ti9Fe3(Ti0.7Fe0.3)O3等复杂相组成,合金中氧含量高达12.20%.

采用铝热自蔓延法制备低氧高钛铁合金

以金红石、钛精矿和Al为原料采用铝热自蔓延法制备出低氧高钛铁合金。研究不同反应体系的相关热力学,考察配铝量对铝热自蔓延熔炼效果的影响,采用XRD,SEM以及化学分析等技术对高钛铁合金进行表征。研究结果表明:反应体系的绝热温度大于1 800 K,反应能自我维持进行;铝还原TiO2反应的单位质量热效应较低,铝还原铁氧化物反应的单位质量热效应较高;合金主要由TiFe2,Fe,TiO2和Al2O3等相组成,氧化物夹杂相的存在是合金中氧含量高以及合金微观缺陷存在的直接原因;合金中氧含量最低为2.62%;钛、铝、铁和硅质量分数分别为61.58～66.27%,4.05%～9.20%,16.15%～20.53%及2.78%～3.82%。

铝热还原制备高钛铁的热力学和动力学

对金红石、钛铁矿、铝粉体系热力学进行了计算。结果表明:以Al、Ca、Mg、Ba、Li、Na等金属做还原剂是可行的,标态下反应的吉布斯自由能变化都很负,可以选用这些金属的合金作为复合还原剂。DSC动力学分析结果表明:Al还原TiO_2、Fe_2O_3在1000℃左右开始进行,而Al还原TiO_2、Fe_2O体系中添加CaO,反应滞后,在1236℃左右发生反应。

真空-还原精炼法制备低氧高钛铁合金

针对铝热还原法制备的高钛铁中O含量高、夹杂多等缺点,提出了以铝热法高钛铁为原料进行真空还原精炼制备低O高钛铁的新思路。研究了精炼温度、精炼渣等因素对精炼效果的影响,采用XRD、SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了研究。结果表明,合适的精炼渣和较高的精炼温度对保证精炼效果十分重要;还原精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,O含量显著降低;2000℃时以CaO-Al2O3为精炼渣制备的高钛铁合金中钛含量为69.80%,铁含量为22.55%,铝含量为2.58%,硅含量为2.02%,O含量为2.60%,符合优质高钛铁合金的技术要求。

高钛铁制备研究进展

高钛铁具有熔点低、使晶粒细化等特殊的性质而得到广泛应用。本文简述了高钛铁的主要用途并着重介绍了制备高钛铁的主要方法及工艺,包括重熔法、金属热还原法及电解法,在此基础上分析了各方法的优缺点,提出以钛矿为原料制备优质高钛铁是高钛铁的发展方向。

铝热法冶炼高钛铁合金的试验研究

针对以金红石为原料采用铝热法生产含钛65％-70％高钛铁的冶炼工艺进行了实验研究，实验结果表明，铝热法生产高钛铁在技术上是可行的，影响冶炼效果的主要因素包括：还原剂的合理配比、单位炉料发热量、造渣剂的种类和配比及保温效果。

高钛铁的实验室研究

简述了实验室条件下用铝热法冶炼高钛铁(Ti>65%)的情况,讨论了影响钛回收率的主要素。

真空还原精炼法制备低氧高钛铁合金

针对铝热还原法制备的高钛铁中氧含量高、夹杂多等缺点,提出了以铝热法高钛铁为原料进行真空还原精炼制备低氧高钛铁的新思路.研究了精炼温度、精炼渣等因素对精炼效果的影响,采用XRD,SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了表征.结果表明:还原精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,氧含量急剧降低;2 000℃时以CaO-Al2O3为精炼渣制备的高钛铁合金中各元素的质量分数分别为钛74.5%,铁18.2%,铝2.17%,硅0.81%,氧3.20%,完全符合优质高钛铁的技术指标.

高钛铁中氧形成机理分析及脱氧实验

针对用铝热还原法生产高钛铁中的O残留量高和难以脱除的问题,通过系统地观察O在高钛铁中的微观组织结构,确定了O在高钛铁中的存在形态.分析了含氧相的形成机理,并对铝热还原法制备高钛铁的热力学过程进行了分析.提出采用铝热还原一精炼法制备低氧高钛铁的新方法.分析结果表明,O以Al_2O-3,Fe_2TiO_4,TiO_2,Ti_2O,钛氧固溶体等复杂形态存在,熔炼时难以去除,是高钛铁中O含量高的主要原因.采用铝热还原-精炼法制备高钛铁,加入适当的添加剂组成复配渣,所制合金由FeTi_2,FeTi,AlFe,Ti_4Fe_2O等相组成,氧化物夹杂相得到有效去除,使合金中O含量大大降低.采用该方法制备的高钛铁能够满足要求.

钛渣铝镁法冶炼高钛铁的研究

以钛渣为原料研究铝镁热法制备高钛铁的工艺,讨论了炉料单位热量及不同还原剂配方对冶炼效果的影响.实验结果表明,铝镁热法制备高钛铁在技术上是可行的,用铝镁做还原剂,炉料单位热量为2 950 kJ/kg时可制备钛含量为68.2!的钛铁合金,用镁代替10!的用铝量可使钛铁合金中的铝含量小于4!.

以金红石为原料研制65%～75%的高钛铁

采用铝热法，以金红石为原料研制 65％～ 75％的高钛铁，取得了最佳工艺技术条件和较好的指标，高钛铁含钛达 73. 77％，钛的回收率达 78. 83％。实践证明，采用金红石铝热法生产高钛铁在技术上是完全可行的。

铜试剂分离—EDTA容量法测定高钛铁合金中的铝

二乙基二硫代氨基甲酸钠(铜试剂,DDTC)在弱酸性溶液中能与一些金属阳离子形成难溶于水的络合物,达到分离干扰元素的目的。介绍了在pH5～6缓冲液中,采用EDTA络合滴定法测定新型冶金原材料高钛铁中铝元素含量的方法,结果表明,RSD为0.79%～1.84%,结果准确。

国内高钛铁受成本制约市场低迷

国内高钛铁市场生产成本受到原料价格较高的制约，而生产成交都比较低迷。

铝热自蔓延法制备低氧高钛铁合金及表征

以金红石、钛精矿、Al为原料采用铝热自蔓延法制备出低氧高钛铁。研究相关反应体系的热力学及动力学问题,考察配料比、熔渣类型、发热剂等对铝热自蔓延过程的影响,采用XRD,SEM以及化学分析等技术对高钛铁合金进行表征。结果表明:反应体系的绝热温度大于1800K,反应能自我维持进行;Al还原TiO2反应的表观活化能为93.676kJ.mol-1,反应级数为0.01,Al还原TiO2和Fe2O3的表观活化能为300.740kJ.mol-1,反应级数为1.20;合金主要由TiFe2、TiFe以及Fe2TiO0.13等钛铁低氧固溶体相组成,夹杂相存在是导致合金中氧含量高及微观缺陷存在的直接原因;合金中钛、铝、铁、硅含量分别为:60.0%～62%、7.0%～11.0%、21.0%～25.0%以及3.0%左右;合金中的氧被有效去除,最低为1.85%。

真空二次还原精炼法制备低氧高钛铁合金的研究

以铝热法生产的高钛铁为原料,以Al为还原剂进行真空还原精炼制备低氧高钛铁。研究了精炼温度、精炼时间等因素对精炼效果的影响,采用XRD、SEM及化学元素分析等手段对高钛铁合金进行了表征。结果表明:精炼后的高钛铁主要含有TiFe2、Fe2TiO5、TiO、Al2O3、TiAl、Fe0.942O等相,精炼后合金的微观结构均匀致密,夹杂物得到有效去除,氧含量大幅降低。但精炼温度过高,精炼时间过长,会恶化精炼效果。精炼后合金中钛含量(质量分数)为(69.00～71.00)%,铝含量低于2.50%,硅含量低于2.63%,氧含量低于3.52%,完全符合优质高钛铁的技术指标。

高钛钛铁中氮的滴定法测定

利用经典的滴定法,用0.005mol·L^(-1)H_2SO_4溶液吸收在强碱性条件下,用水蒸气蒸馏出的氨,并以0.01mol·L^(-1)NaOH标准溶液返滴定过量的H_2SO_4,测定样品中氮的含量,研究了测定的最佳条件,拟定了高钛钛铁中氮的测定方法,样品的加标回收率为94%～97%,方法用于测定高钛钛铁中的氮,测定下限可至0.04%,RSD<3.5%(n=5),且稳定性好,结果满意.

高钛钛铁中Al和Sn的联合测定

在强碱分离，ＥＤＴＡ络合滴定法测定冶金物料中Ａｌ的基础上，研究了测定高钛钛铁中Ａｌ和Ｓｎ的最佳条件，拟定了联合测定高钛钛铁中Ａｌ和Ｓｎ的方法，并对钛合金中Ｓｎ的国际测定方法进行了改进，提高了测定的可操作性和准确度。用拟定的方法进行加料回收实验，其各自的回收率分别为：Ａｌ：９７．１％－９９．６％，Ｓｎ：９６．１％－９８．５％。该方法也适用于纯钛，钛合金中Ａｌ和Ｓｎ的测定，方法简便，快速，结果满意。

高钛钛铁中微量磷的快速测定

本文报道了用硝酸──氟化铵溶解试样，过硫酸铵氧化，乙醚萃取磷钼蓝直接吸光光度法测定高钛钛铁中微量磷的方法，当试样中的磷的含量在０．００５—０．０２００％范围时，经与多种方法对比测试，本方法的重现性很好，准确度较高，适用于实际工业生产的样品分析。

铝热法生产高硅钛铁

该文主要介绍采用铝热法生产高硅钛铁合金的冶炼工艺原理、工艺技术条件及所制产品的技术经济指标．