一种微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，属于有色冶金
技术领域。
【背景技术】
[0002] 金红石是焊条药皮的优良原料，而天然金红石日益枯竭，人造金红石主要用于生 产氯化法二氧化钛且价格昂贵，所以还原钛铁矿在焊条生产中得到极大的重视，目前80% 以上的J442型焊条药皮采用还原钛铁矿作为原料，其主要成分为110 2和Fe，它既有金红石 改善电弧稳定性及再引弧性能、改善熔渣流动性及焊缝成形、减少飞溅的作用，又有铁粉提 高焊条熔敷性、改善药皮导电及再引弧性能的作用。目前应用于我国的煤基直接还原钛铁 矿的方法主要有：馒头窑、隧道窑法、回转窑法、转底炉法等。但这些工艺存在较多的问题， 主要表现在以下几个方面：①工艺复杂，还原时间长，能耗高，环境污染大；②对原料要求 高，只能处理FeO含量高的原料；③除碳不完全，除碳工艺复杂；④还原程度不够，FeO含量 高，产品质量低；⑤采用回转窑粉料直接还原易产生易结圈。
[0003] 专利申请号为200710066219. 1，名称为"一种钛铁矿制取电焊条用还原钛铁矿 生产的方法"提供了一种制备焊条药皮用还原钛铁矿生产的方法，该方法采用复合球团配 制-预氧化焙烧-复合球团碳热还原-冷却控制等工序，制得TiO 2S 54%，FeO < 5%，C < 0. 10%，S < 0. 020%和P < 0. 020%的电焊条用还原钛铁矿。此方法具有产品质量稳定、 对原料适用性强等优点，但是工序复杂，热效率不高，需要将原料球团化，还原时间长，成本 尚。
[0004] 专利申请号为95104658. 6,名称为"电焊条用还原钛铁矿粉的制取方法"，该方 法将钛精矿、焦炭粉、石灰石粉混合而成的还原剂分层相间隔的装入耐火材料罐体中，在 1200±100°C经20?30小时还原而成。该方法提高产品品质，但是还原时间非常长。
[0005] 专利申请号为2012100441081，名称为"一种工业微波窑炉生产还原钛铁矿的工艺 方法"将原料送入微波高温窑内依次进行预热、烧结和冷却，但是该方法中采用的还原剂为 煤灰还原剂，脱硫剂为石灰，依然存在常规还原剂成本高的缺点。
【发明内容】
[0006] 针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种微波复合还原剂还原钛铁 矿制备焊条药皮的方法。本方法采用复合还原剂，该复合还原剂针对现有技术中木炭还原 剂成本较高，煤粉还原剂的还原效果不好，本发明采用无烟煤和木炭按照特定的比例组合 形成复合还原剂，降低了成本且还原效果较好，其次本发明通过加入添加剂缩短了反应时 间，本发明通过以下技术方案实现。
[0007] -种微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，其具体步骤如下： 步骤1、首先将钛铁矿、复合还原剂、添加剂磨碎至粒度为-50目，然后将磨碎后的钛铁 矿、复合还原剂、添加剂混合均匀得到混合物料，其中复合还原剂为无烟煤和木炭，添加剂 为碳酸钠，加入的钛铁矿、无烟煤、木炭、碳酸钠控制质量比为100 :(9?11) :(2?4) :(0? 5)； 步骤2、将步骤1得到的混合物料置于微波高温反应器内，加热至1150°C还原75? IOOmin后，将还原后的产物在隔绝空气的环境中冷却至室温，冷却后的还原产物经破碎、去 碳、除杂后制备得到还原钛铁矿； 步骤3、将步骤2中得到的还原钛铁矿与各原料配料后混合均匀得到焊条药皮。
[0008] 所述步骤1中的钛铁矿主要成分为钛酸铁，包括以下质量百分比组分：Ti0243%? 46%，Fe 20314% ?16%，TFe34% ?37%。
[0009] 所述步骤1中的无烟煤中固定碳多77%、灰分< 10%，木炭中固定碳多75%，灰分 彡 0· 6%〇
[0010] 所述步骤2中的微波高温反应器微波功率为3KW，频率为2. 45GHz。
[0011] 上述步骤1中的碳酸钠纯度为99%。
[0012] 上述步骤2中的还原钛铁矿中氧化铁91%以上被还原成Fe，TiO2含量提高至 60%?65%，Ti0 2、FeO、C、S、P含量都符合制备焊条药皮原料标准。
[0013] 微波复合还原剂还原钛铁矿原理如下：
【主权项】
1. 一种微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，其特征在于具体步骤如下： 步骤1、首先将钛铁矿、复合还原剂、添加剂磨碎至粒度为-50目，然后将磨碎后的钛铁 矿、复合还原剂、添加剂混合均匀得到混合物料，其中复合还原剂为无烟煤和木炭，添加剂 为碳酸钠，加入的钛铁矿、无烟煤、木炭、碳酸钠控制质量比为100: (9?11) : (2?4) :(0? 5)； 步骤2、将步骤1得到的混合物料置于微波高温反应器内，加热至1150°C还原75? lOOmin后，将还原后的产物在隔绝空气的环境中冷却至室温，冷却后的还原产物经破碎、去 碳、除杂后制备得到还原钛铁矿； 步骤3、将步骤2中得到的还原钛铁矿与各原料配料后混合均匀得到焊条药皮。
2. 根据权利要求1所述的微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，其特征在 于：所述步骤1中的钛铁矿主要成分为钛酸铁，包括以下质量百分比组分：Ti0 243%?46%， Fe20314% ?16%，TFe34% ?37%〇
3. 根据权利要求1或2所述的微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，其 特征在于：所述步骤1中的无烟煤中固定碳多77%、灰分< 10%，木炭中固定碳多75%，灰分 彡 0? 6%〇
4. 根据权利要求1或2所述的微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，其特 征在于：所述步骤2中的微波高温反应器微波功率为3KW，频率为2. 45GHz。
【专利摘要】本发明涉及一种微波复合还原剂还原钛铁矿制备焊条药皮的方法，属于冶金新技术领域。首先将钛铁矿、复合还原剂、添加剂磨碎至粒度为-50目，然后混合均匀得到混合物料，其中复合还原剂为无烟煤和木炭，添加剂为碳酸钠；将得到的混合物料置于微波高温反应器内，加热还原后，冷却至室温，经破碎、去碳、除杂后制备得到还原钛铁矿；将得到的还原钛铁矿与各原料配料后混合均匀得到焊条药皮。本方法采用复合还原剂，该复合还原剂针对现有技术中木炭还原剂成本较高，煤粉还原剂的还原效果不好，本发明采用无烟煤和木炭按照特定的比例组合形成复合还原剂，降低了成本且还原效果较好，其次本发明通过加入添加剂缩短了反应时间。
【IPC分类】C21B15-00, B23K35-40, B23K35-365
【公开号】CN104526189
【申请号】CN201410791293
【发明人】朱红波, 李磊, 彭金辉, 张利波, 贾景岩, 吴奎霖, 代林晴
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月19日