專利名稱：氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法
技術領域：
本發明涉及黑色冶金技術領域，特別是一種硅鐵合金的冶煉方法。
背景技術：
鐵合金是鋼鐵工業的重要原材料之一，鐵合金的產量、質量、品種直接關系到鋼鐵及其產品的品質，在一定意義上講沒有鐵合金就沒有鋼鐵及其產品。
我國的鐵合金工業隨著鋼鐵工業的發展而發展。我國在建國初期的鋼產量15.8萬噸發展到現在的2億噸。鐵合金的總產量自1949年的年產量約900噸，發展到現在的600萬噸，約占世界總產量的22-25％，出口100多萬噸，創匯8億多美元。目前我國已經成為世界第一鐵合金生產和出口大國。如此之大的鐵合金產量，每年將消耗近200萬噸鋼屑及相關的材料。
從“七五”以來，我國鐵合金工業的發展速度已經超過了鋼鐵工業的發展速度，鐵合金產量除去國內消耗和出口之外還有不少數量的富裕，并且年年積壓庫存、出口量降低、成本太高，品質達不到國際要求，成份不合乎質量標準，企業之間的無序競爭等等，都不利于鐵合金行業降低消耗，優化工藝提高質量、降低成本、提高效益，擴大市場之目的。
根據鐵合金生產和現狀，我國每年用于加工鐵合金的鋼屑用量在200萬噸左右，目前我國每年產出的鋼屑量約180萬噸，每年鋼屑缺口20萬噸。
我國鋼鐵生產行業每年廢棄的氧化鐵皮(氧化鐵鱗)約300萬噸，除少量氧化鐵鱗加工陶瓷材料、復蓋劑、氧化劑等產品之外，其余全部作為廢棄物被填溝或者埋掉。一些鐵合金企業相繼開展用氧化鐵皮作為冶煉鐵合金的主要金屬原材料的研究應用，有關用氧化鐵皮生產鐵合金產品的工藝技術也有報道。但生產出的硅鐵質量不穩定，表面氧化、粉化、掉粉嚴重，使硅鐵的品質降低，達不到國家標準和出口產品的質量要求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，該方法生產的硅鐵合金產品質量穩定，品質好，該冶煉方法能降低硅鐵合金的生產成本、降低能耗、提高熔爐的使用壽命。
本發明的一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，包括如下步驟1、篩選原料硅石、蘭碳或焦碳、氧化鐵皮；將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用或將焦碳破碎、篩粉備用；2、根據原料的成分含量與所要生產的硅鐵合金品種，按照硅石200kg、蘭碳或焦碳120～130kg、氧化皮38～65kg的比例配料、混料；3、按照步驟2所述的比例連續配料、混料攪拌均勻后入礦熱爐、按常規冶煉條件和操作進行冶煉；加料操作時，使氧化鐵皮位于電爐的三角部位或者爐料的上部；4、出爐澆注；制得硅鐵合金。
上述步驟可用如下工藝流程表示 或者 本發明的一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，所用原料的質量標準如下硅石SiO2≥98％、AL2O3≤0.5％、Fe2O3≤0.5％、CaO≤0.3％、粒度50-120mm；蘭碳灰份≤10％、揮發份≤7％、固定碳≥80％、水份≤8％、粒度5-15mm；氧化鐵皮FeO≥65％、Fe2O3≥37％、S≤0.23％、P≤0.04％、C≤0.5％、Fe≥72％。
本發明的反應機理1)T開＝1726℃2)T開＝1771℃3)T開＝810℃4)通過上述反應來看，利用超過6000℃以上的熱力條件，定量加入過量Fe元素，必然能夠將爐內粘料積渣和需2545℃以上方能融化分解SiC降低到810℃即可分解還原。從另一方面看移出鋼屑這是取消0-1700℃區域料層中的導體，這時增大爐料電阻，I電極＝I料+I焙，實際上I料電阻減少，增大了I焙有利于電極深插而消除爐底上漲。反應過程增加了爐料的透氣性。在爐料中移出了Fe元素生成FeSi的反應過程，取消爐料達到1500-1700℃的燃結層中心初生硅鐵，這無疑是減少了此溫度帶粘料料層的壓力，增加爐內上升氣流逸出爐外的性能，減少坩堝區的壓力，增加了料面燜燒性能。同時根據具體爐況，制度合理的供電制度，結合相電壓表的應用指導用電，合理的運用弧光2000～6000℃差距溫度，結合爐內合金產生大量的物理熱走一條降耗之路，相電壓表一致時工作電流向爐內輸送才能一致，這樣不但避免了電極偏行帶來不利后果，而且可以保持三相電極周圍的坩堝一致，有利于增加產量，降低能耗，進一步破壞爐底產生SiC。
本發明生產硅鐵是在常規冶煉條件下，利用硅石、蘭碳或焦碳、氧化鐵三種原料生產硅鐵。是利用氧化鐵皮與爐口逸出含90％CO氣體進行有機結合，將FeO變成Fe元素直接進入爐內熔池底部依靠7600℃弧光的過熱的熱力條件，促使SiC進行劇烈的還原反應。增加了爐料的透氣性，消除熔池底部SiC和SiO2以及難溶物質而擴大坩堝冶煉的氣態化反應空間，為電極的深插、擴大坩堝創造了有利條件。
本發明經過在1800KVA、6300KVA和12500KVA礦熱爐3年多的生產實踐驗證，生產各種牌號的硅鐵合金，質量穩定，完全符合國家標準要求并達到出口標準；硅鐵合金產品已經在不同冶金企業應用；與現有技術相比具有如下有益效果1.降低生產成本本發明采用氧化鐵皮替代鋼屑冶煉鐵合金硅鐵產品，簡化了工序，取消了鋼屑破碎工序，直接混合配料入爐冶煉，減輕了工人的勞動強度，可降低生產成本4-5％；每噸硅鐵的生產成本下降了120元人民幣；2.遏制爐底上漲提高爐膛使用壽命傳統工藝采用加入CaO來解決爐底上漲，破壞爐底SiC的形成，但這種技術的缺點是由Ca元素的活潑性，易于破壞爐墻，擊穿爐壁，且產品雜質含量較高，容易使硅鐵產生粉化現象；本發明省去了傳統方法直接加入CaO的工序，有效地防止爐壁容易擊穿的缺陷；直接阻止爐底SiC的形成，擴大坩堝冶煉區域，有利于電極的深插，抑制電極上揚，防止爐底上漲，保護了礦熱爐爐底，從而提高了礦熱爐的使用壽命，本發明可使礦熱爐爐膛的使用壽命提高5-10年；3.可提高產量2-3％；4.解決了鋼屑供給矛盾彌補鋼屑缺口，使氧化鐵皮廢物利用；保證各種牌號硅鐵產品的正常生產；5.用氧化鐵皮代替鋼屑能生產出高質量的65#FeSi、68#FeSi、72#FeSi、75#FeSi等多種牌號的硅鐵合金產品，產品質量穩定，達到國家標準和國際標準要求。
具體實施例方式
實施例1 65#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用；氧化鐵皮備用；按照硅石200Kg、蘭碳123Kg、氧化鐵皮50Kg的比例配料，混料；24小時投硅石10.8噸、蘭碳6.65噸、氧化鐵皮2.75噸；連續投料、混料攪拌均勻后入1800KVA礦熱爐、按常規冶煉條件和操作進行冶煉；投料操作時，使氧化鐵皮位于電爐的三角部位或者爐料的上部；出爐澆注；制得65#FeSi5.5噸。對所制出的65#FeSi產品分析，Si66％，Al1.85％，C0.18％，P0.038％，S0.02％，Ca0.42％；符合國標GB2272-87；單耗7950度/噸。
實施例2 68#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將焦碳破碎、篩粉備用；氧化鐵皮備用；按照硅石200Kg、蘭碳130Kg、氧化鐵皮45Kg的比例配料，混料；24小時投硅石37.86噸、蘭碳23.96噸、氧化鐵皮9.2噸；連續投料、混料攪拌均勻后入6300KVA礦熱爐；制得68#FeSi20.48噸。對所制出的68#FeSi產品分析；Si68.8％，Al1.8％，C0.19％，P0.036％，S0.018％，Ca0.49％；符合國標GB2272-87；單耗8155度/噸。其余同于實施例1。
實施例3 72#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用；氧化鐵皮備用；
按照硅石200Kg、蘭碳128Kg、氧化鐵皮39Kg的比例配料、混料；24小時投硅石39噸、蘭碳23.2噸、氧化鐵皮7.7噸；連續投料、混料攪拌均勻后入6300KVA礦熱爐；制得72#FeSi19.8噸。對所制出的72#FeSi產品分析；Si72.8％，Al1.66％，C0.18％，P0.035％，S0.019％，Ca0.48％；符合國標GB2272-87；單耗8658度/噸。其余同于實施例1。
實施例4 75#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將焦碳破碎、篩粉備用；氧化鐵皮備用；按照硅石200Kg、焦碳125Kg、氧化鐵皮35Kg的比例配料、混料；24小時投硅石38噸、蘭碳22.8噸、氧化鐵皮6.72噸；連續投料混料攪拌均勻后入6300KVA礦熱爐；制得75#FeSi19.2噸。對所制出的75#FeSi產品分析；Si76.1％，Al1.16％，C0.16％，P0.033％，S0.016％，Ca0.46％；符合國標GB2272-87。單耗8865度/噸。其余同于實施例1。
實施例5 68#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用；氧化鐵皮備用；按照硅石200Kg、蘭碳126Kg、氧化鐵皮49Kg的比例配料、混料；24小時投硅石64噸、蘭碳40.7噸、氧化鐵皮16.9噸；連續投料混料攪拌均勻后入12500KVA礦熱爐；制得68#FeSi34.5噸。對所制出的68#FeSi產品分析；Si68.5％，Al1.45％，C0.16％，P0.035％，S0.019％，Ca0.38％；符合國標GB2272-87。單耗8454度/噸。其余同于實施例1。
實施例6 75#FeSi將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用；氧化鐵皮備用；按照硅石200Kg、蘭碳123Kg、氧化鐵皮35Kg的比例配料連續投料混料攪拌均勻，24小時投硅石65噸、蘭碳39.2噸、氧化鐵皮11.62噸；投入12500KVA礦熱爐；制得75#FeSi33.2噸。對所制出的75#FeSi產品分析；Si75.6％，Al1.38％，C0.145％，P0.030％，S0.017％，Ca0.45％；符合國標GB227-87。單耗8780度/噸。其余同于實施例1。
權利要求
1.一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，其特征是包括如下步驟(1)篩選原料硅石、蘭碳或焦碳、氧化鐵皮；將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳或焦碳破碎、篩粉備用；(2)根據原料的成分含量與所要生產的硅鐵合金品種，按照硅石200kg、蘭碳或焦碳120～130kg、氧化皮38～65kg的比例配料、混料；(3)按照步驟(2)所述的比例連續配料、混料攪拌均勻后入礦熱爐、按常規冶煉條件和操作進行冶煉；加料操作時，使氧化鐵皮位于電爐的三角部位或者爐料的上部；(4)出爐澆注制得硅鐵合金。
2.如權利要求1所述的一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，其特征是所述硅鐵合金是65#FeSi、68# FeSi、72# FeSi、75#FeSi。
3.如權利要求1所述的一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，其特征是所述的硅石質量標準是SiO2≥98％、AL2O3≤0.5％、Fe2O3≤0.5％、CaO≤0.3％、粒度50-120mm；所述的蘭碳質量標準是灰份≤10％、揮發份≤7％、固定碳≥80％、水份≤8％、粒度5-15mm；所述的氧化鐵皮質量標準是FeO≥65％、Fe2O3≥37％、S≤0.23％、P≤0.04％、C≤0.5％、Fe≥72％。
4.如權利要求1至3所述的一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，其特征是所述的礦熱爐是1800KVA礦熱爐、6300KVA礦熱爐和12500KVA礦熱爐。
全文摘要
本發明涉及一種氧化鐵皮冶煉硅鐵合金的方法，包括如下步驟1.篩選原料硅石、蘭碳或焦碳、氧化鐵皮；將硅石破碎、清洗備用；將蘭碳篩粉備用或焦碳破碎、篩粉備用；2.根據原料的成分含量與所要生產的硅鐵合金品種，按照硅石200kg、蘭碳或焦碳120～130kg、氧化皮38～65kg的比例配料、混料；3.按照步驟2所述的比例連續配料、混料攪拌均勻后入礦熱爐、按常規冶煉條件和操作進行冶煉；加料操作時，使氧化鐵皮位于電爐的三角部位或者爐料的上部；4.出爐澆注制得硅鐵合金。本發明可冶煉65#FeSi、68#FeSi、72#FeSi、75#FeSi。本發明生產的硅鐵合金產品質量穩定，品質好，本發明能減輕工人的勞動強度，可降低生產成本4－5％；降低能耗、提高熔爐的使用壽命。
文檔編號C22C29/00GK1814833SQ20051005229
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月4日 優先權日2005年2月4日
發明者王維東, 高富榮, 景俊林, 何芳蘭, 李愛琴 申請人:甘肅省電力工業局白銀供電局