本發明涉及一種冶金技術領域，具體涉及一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法。
背景技術：
鎢鐵主要用在煉鋼上作為鎢元素的添加劑。鎢在鋼中能和其他元素結合成復雜的碳化物，使鋼的晶粒變細，且能提高鋼的紅硬性、耐磨性和沖擊強度。
鎢與鐵的親和力很小，WO3很容易被C、Si、Al所還原。用碳還原WO3按反應為：
2/3WO3+2C＝2/3W+2CO
用硅還原氧化鎢的反應為：
2/3WO3+Si＝2/3W+2SiO2
鎢與鐵可生成FeW2(含W量62.2％)和Fe7W6(含W量73.8％)的金屬化合物，這些化合物在高溫下是不穩定的。含鎢0-50％的鎢鐵熔點與純鐵熔點相近。含鎢33％的鎢鐵熔點為1813K。隨著鎢含量的增加，合金熔點隨之增高，當含鎢量大于70％時，合金的熔點超過2873K。從這些內容可以看出，鎢鐵合金的熔點很高，很難從爐內將其取出，為冶煉工藝帶來一系列問題。
含鎢70％-80％的鎢鐵的熔化溫度達2700-3000℃。用電爐法冶煉鎢鐵時，合金在爐內呈半熔的黏稠狀態，無法從爐內流出。因此，生產鎢鐵一般采用“積塊法”、“取鐵法”以及“爐外法”。積塊法生產鎢鐵是把鎢精礦和作為還原劑的瀝青焦、硅鐵，以及作為造渣劑的螢石、鎂砂加入到小型300-2500kVA碳或鎂質襯的單相或三相電爐內，進行還原而制得的，為方便地取出合金塊，采用可拆開的爐殼，并且爐體能從電極下面拉出來。為了在熔煉過程中放出爐渣，爐子應能傾動，其傾角為20-25°。取鐵法生產鎢鐵是在2500-3500kVA可傾動的三相礦熱爐內，采用瀝青焦和硅鐵作為還原劑、以間斷式的操作方法進行熔煉的，熔煉好的半熔態鎢鐵，用鑄鐵勺子并借助挖鐵機從爐內挖出。爐外法生產鎢鐵是以鋁粉或鋁粉和硅鐵粉作還原劑還原鎢精礦的，為了補充熱量，爐料中常加入適量鐵鱗或預熱爐料，我國不用這種方法生產鎢鐵。積塊法的工藝較為陳舊，產品含碳高，渣鐵分離不理想，精整時較為困難，質量差，目前很少采用。取鐵法生產工藝復雜，生產工藝要求連續性強，沒有數月的原料和輔助材料貯備，不能組織開爐生產，生產適應性太差。另外，上述幾種傳統工藝方法制備鎢鐵合金耗能高、污染嚴重，在實際生產中受到很大的限制。
技術實現要素：
本發明提供一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，相比傳統工藝具有無需澆鑄、直接水淬，具有獲取合金方便、簡單、快速的優點，另外還具有耗能低、污染小的優點。
為達到上述目的，本發明采用以下技術方案，
一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為85～95：6～10：8～13：10～15的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1350～1450℃；
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。
步驟a中研磨后，鎢精礦粉的目數為40～150，鐵精粉的目數為60～130，硅鐵粉的目數為70～130，蘭炭粉的目數為10～40。
步驟b中，配碳系數為理論需碳量的1.1～1.5。
步驟c中的壓球機的壓力為15～18Mpa，壓制時間為10min。
步驟c中壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形。
步驟d中烘干箱的烘干溫度為100～120℃，保溫時間1～3h。
本發明的有益效果是：
1.采用微波加熱，使物料本身成為發熱體，這樣能夠使物料在加熱過程中受熱均勻，避免了傳統加熱方式中存在的冷中心問題；加熱過程中，物質的原子和分子發生高速振動，從而為還原反應建立更為有利的環境，有利于還原反應的發生，進而降低能耗；加熱速度快、還原劑碳的還原能力增強；傳統的礦熱爐加熱生產1t鎢鐵合金消耗的電能是7000KW/h，而本發明采用微波加熱使物料迅速達到還原反應所需溫度，電力消耗低，生產1t鎢鐵合金消耗的電能是3500KW/h。
2.微波是一種高頻電磁波，微波對處于微波場下的物料發生作用，組成物料的原子和分子在電場作用下被電離而極化，形成極化分子，物料內的極化分子隨著微波電磁場的交替變化，發生高頻振蕩，由于是利用微波加熱物料，產生的污染很小。
3.無需澆鑄，直接水淬，獲取鎢鐵合金方便簡單。
4.產品質量高，生產出的鎢鐵合金中鎢含量為70-75％，含鐵20-28％，C、P、S等雜質含量極低。
具體實施方式
本發明提供一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；研磨后，鎢精礦粉的目數為40～150，鐵精粉的目數為60～130，硅鐵粉的目數為70～130，蘭炭粉的目數為10～40；
其中，鎢精礦的WO3含量≥37.97％，TFe含量≥7.45％；
鐵精礦的TFe含量≥61.88％，SiO2含量≤25.24％，Al2O3含量≤1.64％，CaO含量≥0.86％，MgO含量≥1.07％；
硅鐵的Si含量≥72％，Fe含量≥27％；
蘭炭的固定碳含量為86％，揮發分含量為4％，灰分含量為10％。
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為85～95：6～10：8～13：10～15的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；其中，配碳系數為理論需碳量的1.1-1.5。
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；壓球機的壓力為15～18Mpa，壓制時間為10min；壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形。
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；烘干溫度為100～120℃，保溫時間1～3h。
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1350～1450℃。
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。
本發明鎢鐵生產工藝中，采用硅鐵和蘭炭作為還原劑，利用WO3與還原劑反應，生成碳化鎢和CO。鐵精粉的作用是保證鎢鐵比，使最終產生的鎢鐵合金里面含有足夠的鐵。硅鐵和蘭炭作為鎢礦的還原劑，促進還原反應的發生。本發明生產工藝代替了傳統冶煉工藝中以硅鐵和鋁粒作還原劑，降低了冶煉還原反應溫度，有利于WO3的充分還原。
本發明制備的鎢鐵合金產品質量高，生產出的鎢鐵合金中鎢含量為70-75％，含鐵20-28％，C、P、S等雜質含量極低。
下面結合實施例對本發明進行詳細的描述。
實施例1
一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；其中，鎢精礦粉的目數為40～80，鐵精粉的目數為60～90，硅鐵粉的目數為70～100，蘭炭粉的目數為10～20；
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為90：6：10：10的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；配碳系數為理論需碳量的1.12；
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；其中，壓球機的壓力為17Mpa，壓制時間為10min；壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；烘干箱的烘干溫度為110℃，保溫時間2h；
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1350℃；
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金一起放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。
實施例2
一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；其中，鎢精礦粉的目數為80～150，鐵精粉的目數為90～130，硅鐵粉的目數為100～130，蘭炭粉的目數為20～40；
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為95：7：11：12的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；配碳系數為理論需碳量的1.14；
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；其中，壓球機的壓力為15Mpa，壓制時間為10min；壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；烘干箱的烘干溫度為100℃，保溫時間1.5h；
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1400℃；
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。
實施例3
一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；其中，鎢精礦粉的目數為40～80，鐵精粉的目數為60～90，硅鐵粉的目數為70～100，蘭炭粉的目數為10～20；
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為85：10：8：15的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；配碳系數為理論需碳量的1.25；
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；其中，壓球機的壓力為18Mpa，壓制時間為10min；壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；烘干箱的烘干溫度為115℃，保溫時間3h；
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1450℃；
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。
實施例4
一種微波加熱生產鎢鐵合金的方法，按照以下步驟進行：
a.研磨：將鎢精礦、鐵精礦、硅鐵和蘭炭分別放到球磨機中進行研磨，研磨成鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉；其中，鎢精礦粉的目數為80～150，鐵精粉的目數為90～130，硅鐵粉的目數為100～130，蘭炭粉的目數為20～40；
b.混勻：將步驟a中研磨成的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉按照重量份數配比為87：9：13：13的比例加入到混勻機中進行攪拌混勻；配碳系數為理論需碳量的1.22；
c.壓球：用壓球機將混勻的鎢精礦粉、鐵精粉、硅鐵粉和蘭炭粉壓制成球；其中，壓球機的壓力為16Mpa，壓制時間為10min；壓制的球為長40mm×寬30mm×厚15mm的橢圓形；
d.烘干：將步驟c中壓制的球放入到烘干箱中進行烘干；烘干箱的烘干溫度為120℃，保溫時間1h；
e.冶煉：將步驟d中烘干的球放進坩堝，然后將球和坩堝一起放入到微波爐中，熔煉2.5h，熔煉溫度為1370℃；
f.冷卻：采用直接水淬的方法，把坩堝和合金放到水里急冷，渣鐵分離后，制得鎢鐵合金。