礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝的製作方法
2023-06-26 21:52:16 1
專利名稱：礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及鐵合金生產技術領域，特別涉及一種矽鐵合金生產 原料的預處理技術領域。
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背景技術：
矽鐵廣泛地用於金屬冶煉中，是煉鋼過程中重要的脫氧劑之一，是輕金屬冶煉業 中重要的還原劑之一，是冶金工業不可缺少的重要原料。由於它屬於高能耗產品，所以世界 上矽鐵的生產絕大多數是在發展中國家及欠發達地區進行，並且要有電力、煤炭及礦產資 源的充分供應保證。目前矽鐵生產的原料主要是矽石、蘭炭和氧化鐵皮，冶煉時以塊狀入爐，其中原料 矽石要求二氧化矽含量必須在96%以上，粒度為30-180mm，蘭炭要求固定碳含量在80%以 上，粒度為5——18mm,氧化鐵皮要求三氧化二鐵含量在70%以上，對粒度無要求，這三種原 料可根據各自不同的配比，生產出各種不同牌號的矽鐵。國內冶煉生產主要還是沿用這種 老方法生產，為了確保冶煉過程中的透氣性和溫度均勻性，要求原料必須有一定的粒度。矽石是自然界裡儲量最多的礦產資源之一，也是世界上最難還原的一種礦石，必 須在高溫條件下才能實現，在常壓下其還原溫度高達1700°C以上，這樣矽石中的氧才能與 蘭炭中的碳發生化學反應，產生的一氧化碳溢出燃燒；矽石中的矽才能與氧化鐵皮中的鐵 化合反應，生成矽鐵合金這種產品。為了達到這麼高的還原溫度，必須採用電極加熱。目前 的冶煉工藝，一般情況下，平均每生產一噸矽鐵需耗電9000度左右。中國專利200910022809.公開了一種用矽石粉、焦粉和氧化鐵皮壓塊生產矽鐵合 金的方法，但是存在如下缺點1、冶金焦粉在目前沒有一家冶煉企業使用，其原因是導電性 能差，灰分高，不適合作矽鐵的原料；2、廢矽石粉不能保證二氧化矽的含量；3、根據其公開 的原料粒度，是難以壓製成型的。
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發明內容
本發明的目的是降低冶煉成本，增加產品的利潤和競爭力，為發展低碳經濟做貢 獻。本發明是這樣實現的，將購進的原料矽石破碎成粒度小於30mm的碎塊，再破碎到 粒度小於IOmm的顆粒，然後粉磨成粒度< 0. 063mm的粉面；再將購進的原料蘭炭和氧化鐵 皮(< 5mm)直接粉磨成粒度< 0. 063mm的粉面。將上述三種料粉以及從除塵器中回收的 微矽粉混合，混合前按配方比例分別過磅，各種料粉的配方比例如下(重量百分比)矽石粉(含二氧化矽93-99 % ) 45-55 %，蘭炭粉(含固定碳80-84 % ) 25_35 %，氧 化鐵皮粉(含三氧化二鐵70 %以上)10-20 %，矽微粉(含二氧化矽70 %以上)3-5 %，原料 粉總量為100%。將稱重好的上述各種粉料一同放入攪拌機，攪拌1到3分鐘，再加入一定量的粘合 劑和水以後繼續攪拌，直到用手可以捏成團為止。將攪拌混合好的上述粉料放入成型機壓製成型，料坯的大小可根據礦熱爐爐型來決定，料坯的形狀可以是球形、鴨蛋形或其它體型，其目的是在冶煉過程中能保持料坯之間 有良好的透氣性和滑動性，以及良好的易加熱性及溫度均勻性，一般以料坯直徑為30—— 80mm的扁球狀為好。為了使料坯在入爐冶煉時具有良好的抗壓、抗爆裂強度，料坯的成型 壓強應達到1. 20-2. OMp/cm2,而且料坯在入爐前要保持一定的乾燥度(料坯含水量應小於 3% )，當然，料坯含水量越低越好，這有利於更好地節能。在氣溫高時，自然晾曬就可以，除 在冬季需要將料坯放入烘乾爐中烘乾外，其它季節均可直接送入原料場地堆放進行自然幹
O在本發明的生產工藝中，蘭炭除主要作為還原劑和導電體外，它還起一個輔助加 熱的作用。由於本發明的工藝要求粉料粒度細0.063mm)，料坯成型壓強大，原料結合 緊密，從而加快了原料間的化合反應速度，這樣不僅可節電20% -30%，而且可節省蘭炭 15% _25%，同時大量減少了二氧化碳的排放，從而保護了環境，減少了大氣汙染，具有較 好的經濟效益和社會效益。雖然在原料的壓製成型工藝過程中每噸矽鐵的生產成本增加 了 100元左右，但是在入爐冶煉工藝中每噸矽鐵卻可以節電2000-3000度，以每度電0. 48 元計算，單節電一項每噸矽鐵即可降低生產成本960-1450元；而且每噸矽鐵還可節約蘭炭 200-300公斤，以每噸蘭炭1100元計算，又可降低生產成本220-330元，每噸矽鐵實際可以 降低成本1060-1680元，這不僅改寫了高能耗冶煉矽鐵的歷史，而且大大降低了矽鐵的生 產成本，提高了矽鐵的市場競爭力，同時節約了能源，減少了三廢汙染，保護了環境。
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圖1為本發明的工藝流程圖。
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具體實施例方式以下結合附圖和申請人給出的實施例對本發明的具體實施方式
作進一步的說明。首先，將購進的粒度為30_180mm的成分合格的原料矽石，放入顎式破碎機破碎 至粒度30mm以下，再放入錘式破碎機破碎至粒度IOmm以下，然後裝進雷蒙磨粉磨至粒度 ^ 0. 063mm的粉面，放入獨立的料倉。再將購進的粒度為5_18mm的蘭炭，直接進入雷蒙磨磨 至粒度0. 063mm以下的粉面，也進入獨立的料倉。將購進的氧化鐵皮進行篩分，粒度5mm以 上的直接進入獨立的料倉，用於臨時配製低品位矽鐵時按配方計重後直接入爐，將粒度5mm 以下的直接進雷蒙磨磨至粒度0. 063mm以下的粉面，進入獨立的料倉。將矽鐵冶煉除塵設 備中除下的矽微粉直接儲備在配料車間。按照75#矽鐵的成分要求，將上述四種原料粉的 配方比例確定後，再根據輪碾式攪拌機的容量，按每次攪拌600公斤的重量來分別過磅配 料，即矽石粉(SiO2含量為96-98% )300公斤，蘭碳粉(固定碳含量為81-83% ) 180公斤， 氧化鐵皮(Fe2O3含量為71% )90公斤，作為粘合劑之一的矽微粉30公斤，過磅計量後全部 倒入輪碾式攪拌機，幹攪1-3分鐘，然後加適量清水和2%的水玻璃，繼續攪拌3-5分鐘，用 手可以捏成團即可，拌勻後送入對輥式壓球機(成型機)壓球，料球的成型壓強1. 3Mp/cm2, 料球形狀為鴨蛋形，料球的長*寬*厚=50mm*40mm*30mm，將壓好的料球用皮帶輸送機送入 原料場地堆放，晾曬到料球含水量在2%以下時，入爐冶煉。通過在12500KVA礦熱爐冶煉試驗，本發明礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝縮短 了冶煉時間，增加了產量；用原來的原料處理工藝平均每天可以冶煉30噸75#矽鐵，平均耗電9100度/噸；採用本發明的原料處理工藝，平均每天可冶煉40. 8噸75#矽鐵，平均耗電 將近6700度/噸，平均每噸節電2400度以上，節電率近26. 4%。通過實施例證明，本發明 的原料處理工藝提高了爐況的穩定性，降低了工人的勞動強度，減少了廢氣排放量，節能效 果顯著，有較好的經濟效益和社會效益。
權利要求
一種礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝，其特徵在於原料由矽石、蘭炭、氧化鐵皮及矽微粉組成，將原料矽石分級破碎成粒度小於30mm的碎塊和粒度小於10mm的顆粒，然後粉磨成粒度≤0.063mm的粉面；將原料蘭炭直接粉磨成粒度≤0.063mm的粉面；將氧化鐵皮篩分，小於5mm的直接粉磨成粒度≤0.063mm的粉面，將它們與矽微粉按矽石粉45 55％，蘭炭粉25 35％，氧化鐵皮粉10 20％，矽微粉3 5％，料粉總量為100％的配方重量百分比混合，分別過磅稱重後一同放入攪拌機，攪拌1到3分鐘，再加入一定量的粘合劑和水，繼續攪拌3 5分鐘，混合均勻後壓製成料坯，料坯的成型壓強1.2 2.0Mp/cm2。
2.根據權利要求1所述的一種礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝，其特徵在於原料矽石 含二氧化矽93-99%，原料蘭炭含固定碳80-84%，原料氧化鐵皮含三氧化二鐵70%以上， 原料矽微粉含二氧化矽70%以上。
3.根據權利要求1所述的一種礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝，其特徵在於料坯的大 小根據礦熱爐爐型來決定，料坯的形狀可以是球形、鴨蛋形或其它體型，以料坯直徑30—— 80mm的扁球狀為好。
4.根據權利要求1所述的一種礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝，其特徵在於料坯入爐 前要乾燥，其含水量應小於3 %。
全文摘要
礦熱爐冶煉矽鐵的原料處理工藝，屬於鐵合金生產技術領域，原料主要由含二氧化矽93-99％的矽石、含固定碳80-84％的蘭炭、含三氧化二鐵70％以上的氧化鐵皮組成，將它們分別粉磨成粒度≤0.063mm的粉面後，與含二氧化矽70％以上的矽微粉按以下重量百分比混合矽石粉45-55％，蘭炭粉25-35％，氧化鐵皮粉10-20％，矽微粉3-5％，稱重後攪拌，然後壓製成料坯，料坯的成型壓強1.2--2.0Mp/cm2，其大小根據爐型決定，料坯入爐前要乾燥，其含水量應小於3％，用上述原料處理工藝，可使冶煉節電20％-30％，節省蘭炭15％-25％。本發明具有工藝簡單，明顯縮短冶煉時間，效率高，汙染小，節能效果顯著，經濟效益和社會效益好的特點。
文檔編號C22B1/242GK101906534SQ20101024751
公開日2010年12月8日 申請日期2010年8月9日 優先權日2010年8月9日
發明者張先明 申請人:張先明