钛铁冶炼工艺

一、 钛铁简介

钛铁合金是中间合金的一种，根据含钛量的不同可分为三种：含钛量为25%~35%的是低钛铁，含钛量为35%~45%的是中钛铁，含钛量为65%~75%的是高钛铁。

二、 钛铁用途

钛铁合金具有改善结晶组织、提高钢的强度、固定间隙元素、储氢的功能。

三、 钛铁冶炼工艺

钛铁冶炼的主要方法有重熔法、金属热还原法、电解法。 1、

重熔法

重熔法是目前制备高钛铁的主要方法，它是以废钛材或海绵钛为原料加铁重熔，主要使用感应炉和电炉。

钛氧化物还原反应△F一T关系图

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特点：采用适量的脱氧剂和碱性四元熔渣操作，工艺技术可行，且得到的高钛铁合金产品化学成分稳定，杂质含量低，但是其成本过高，而且受市场价格影响很大。

2、 金属热还原法

（1）铝热法

根据自由焓图可知，只有以生成的氧化物比钛的氧化物更稳定的金属还原剂才能生产出钛及其合金来。金属热还原法可在常压下进行，也可在真空下进行。该法具有原料广、生产成本低等有点，国内外对该方法进行了大量的研究，又由热力学计算可知，金属铝、镁、钙、钡、钠、锂都是二氧化钛理想的还原剂，考虑到还原剂成本的问题，主要采用铝为还原剂。

理论上，在高温范围内，铝能将TiO2还原成金属钛。实际上TiO2还原过程非常复杂。一部分TiO2被还原成金属钛，另一部分TiO2被还原成TiO，还生产一些其它的氧化物，使得用铝热法在生产钛铁的过程中，氧的残留量，过高的问题。因而严重影响产品的回收率及纯度。分析其热力学过程的出，提高钛的回收率，和降低氧含量主要有俩个方向，一是增加铝的含量。二是降低氧化铝的活度。

（2）复合还原剂法

为了得到低成本低氧的高钛铁，有研究人员采用复合还原剂

来制备高钛铁。复合还原剂主要有AI-Mg，AI-Ca，AI-Mg-Ca等，采用复合还原剂有如下好处：Mg，Ca都属于强还原剂，同时其生成物MgO，CaO都属于强碱性氧化物，较易与氧化铝结合，降低了氧化铝的活性，可以保证TiO2被充分还原。

3、 电解法

电解法是通过熔盐电解制备钛铁合金，是将钛的氧化物与铁及氧化物混合烧结制电极，在熔盐中进行电解还原制备合金。 综上所述

目前钛铁合金的冶炼主要是重熔法和金属热还原法。重熔法是