本发明属于焊接材料制备领域，具体涉及一种焊接用还原钛铁矿的制备方法。
背景技术：
焊接材料药皮中使用大量的钛系产品，主要起造渣作用，同时可以改善熔渣的流动性，促进焊缝金属还原产物的聚集并把它们排除到熔渣中。增加药皮中tio2相对含量会使渣壳容易脱落，有效地缩短熔渣凝固温度区间，使熔渣形成所谓的“短渣”，同时还具有一定的稳弧作用。早期的焊条中钛系产品主要以钛白粉和金红石为主，当前焊接材料药皮中加入的钛系产品主要有人造金红石、钛白粉、钛铁矿、还原钛铁矿四种。
其中，还原钛铁矿的加入具有还原性好、电弧稳定、熔池平静、增加熔敷效率、电弧柔和、焊缝成型美观、熔渣覆盖好等优良性能。另外，由于其来源稳定，价格适中，已成为普通钛钙型及高钛型焊条药皮的主要原材料。
传统还原钛铁矿生产工艺按其生产设备可分为隧道窑工艺、“馒头”窑工艺及回转窑工艺，其原理是将天然钛铁矿与还原剂、脱硫剂按一定比例分层置于专用陶罐内，通过外加热使罐内物料升温至1150℃左右发生氧化还原及脱硫等系列反应，将钛铁矿中的fe2o3及feo转化成fe，冷却后经破碎、筛分及磁选分离即为还原钛铁矿。但是传统还原钛铁矿生产工艺具有占地面积大、资源、能源消耗量大、产量小、且产品质量稳定性相对更低。
技术实现要素：
本发明提供了一种焊接用还原钛铁矿的制备方法。该方法包括以下步骤：将钛铁矿在800～900℃进行氧化反应，然后再在1050～1150℃进行还原反应2～3h，然后冷却至室温即可。
具体的，上述焊接用还原钛铁矿的制备方法中，所述钛铁矿为攀枝花地区钛铁矿。其中二氧化钛品位为40％左右。
优选的，上述焊接用还原钛铁矿的制备方法中，所述钛铁矿粒度为-40～+160目。
具体的，上述焊接用还原钛铁矿的制备方法中，所述氧化反应时间为20～30min。
优选的，上述焊接用还原钛铁矿的制备方法中，所用设备为流态化反应器。
进一步的，上述焊接用还原钛铁矿的制备方法中，所述氧化或还原时的流化气体流量为2～3m3/min。
本发明方法可采用攀枝花本地钒钛等杂质元素共生的钛铁矿为原料，通过设置氧化工序脱除钛铁矿中的杂质元素s，采用气基还原避免了传统还原钛铁矿生产时需要加入还原剂及脱硫剂造成的资源消耗且后期需脱碳等处理的弊端。本发明将流态化技术用于钛铁矿预氧化-还原工序，较现行还原钛铁矿生产工艺具有强化了反应传热、传质效率，提升了反应速度和工艺稳定性，自动化程度高，劳动强度小等诸多优点。本发明所生产的还原钛铁矿成本低、产量大、且成分稳定，对于市场现有还原钛铁矿而言，具有较大的经济效益和竞争优势；同时，对攀枝花地区钛铁矿的综合利用开辟了一条新途径，具有较大的社会效益。
具体实施方式
本发明主要是针对攀枝花地区钛铁矿的特性，采用氧化-还原相配合工艺技术，制备得到了焊接用还原钛铁矿，具体步骤如下：
1、选取攀枝花地区tio2品位为40％左右的钛铁矿(由于焊接材料要求s、p尽可能低，因此原料钛铁矿选取s、p含量尽可能低)；
2、对钛铁矿进行粒度筛分，选取钛铁矿粒度在-40～+160目之间；
3、将钛铁矿加入流态化反应器中，并向反应器中通入空气，氧化温度为800～900℃，氧化时间为20～30min；
4、用氮气将反应器中空气进行置换，随后通入co气体对钛铁矿进行还原处理，还原温度为1050～1150℃，还原时间为2～3h，还原温度和时间相互配合，获得满足标准的焊接用还原钛铁矿；
5、还原反应结束后，物料在反应器中空冷至室温。
本发明方法根据原料特性，先将钛铁矿进行预氧化，氧化过程中二价铁被氧化为三价铁，同时钛铁矿原有矿物结构被破坏，颗粒内部出现大量微孔，从而能够降低还原过程中气体在颗粒内部的传质阻力，强化气基还原过程。同时氧化过程可以有效地脱除钛铁矿中的s元素。所以钛铁矿预氧化可加快钛铁矿中铁的还原速率，提高还原产物铁的金属化率。
由于流态化反应器具有占地面积小，高的传质、传热效率，且氧化和还原操作可以随时切换，生产效率高。所以，优选流态化反应器作为本发明方法实施的设备。
如果氧化温度过高，易发生烧结；温度过低，氧化和脱硫效果又不佳。所以，控制氧化反应温度为800～900℃。
实施例1
称取粒度在-40～+160目的攀枝花钛铁矿200g，将钛铁矿加入流态化反应器中。在850℃的温度下氧化焙烧25min，通入氮气对空气进行置换处理。在1050℃温度下还原3h。将还原后物料冷却至室温。
本实施例经流态化氧化-还原后钛铁矿可得到tio2含量在50％左右、fe约30％左右、s约0.012％～0.014％左右的还原钛铁矿，可作为焊接用原料使用。
实施例2
称取粒度在-40～+160目的攀枝花钛铁矿200g，将钛铁矿加入流态化反应器中。在900℃的温度下氧化焙烧30min，通入氮气对空气进行置换处理。在1100℃温度下还原3h。将还原后物料冷却至室温。
本实施例经流态化氧化-还原后钛铁矿可得到tio2含量在50％左右、fe约30％左右、s约0.012％～0.014％左右的还原钛铁矿，可作为焊接用原料使用。