鐵鈣鋁渣及其製備方法

2023-12-06 22:58:21

專利名稱：鐵鈣鋁渣及其製備方法
技術領域：
本發明涉及冶金合成渣，是一種新的冶金澆注保護材料，本發明產品主要由鐵、鈣、鋁的氧化物組成，作為煉鋼、煉鐵過程中的助熔劑，是一種替代螢石的理想材料。
在煉鐵煉鋼過程中，螢石作為助熔材料，是一種不可缺少的原材料，也是爐後脫硫、脫磷合成渣的重要組成材料。煉鋼煉鐵所需要的大量螢石，經高溫熔融後，形成大量有害氣體和灰塵進入大氣中，或溶解於水中，造成周邊地區不同程度的空氣和水的氟汙染。進幾年來，隨著人們環境意識的逐漸增強，環境保護在人類生活中的位置日益提高，氟汙染已經開始引起人們的高度重視。解決煉鐵煉鋼過程中氟汙染的重要途徑就是尋求螢石的安全替代物。鐵鈣鋁渣就是我們在探索過程中發明的一種理想材料。
本發明的目的就是通過製備一種鐵鈣鋁渣，來替代煉鐵煉鋼過程中所使用的螢石，從根本上消除氟汙染。
本發明產品鐵鈣鋁渣的主要組成成份(重量百分比)為CaO10-60Al2O310-60Fe2O310-35為了製備含有這些組份的鐵鈣鋁渣，本發明採用含有這些組份或能夠在燒制過程中參加反應能轉化成這些組份的礦物為原料，例如用鋁礬土礦和鐵鋁礬土礦提供Al2O3；方解石(或石灰石)提供CaO；鐵鋁礬土礦和鐵礦石(或鐵精粉)提供Fe2O3等。本發明使用的原料及配方(重量百分比)為
名稱 組分含量重量配比(％)鋁礬土Al2O3≥70 0-50鋁土礦(鋁礬土原礦)Al2O3≥50 0-60鐵鋁礬土(或原礦) Al2O3≥30 0-70Fe2O3≥5方解石(或石灰石) CaO ≥45 10-80鐵礦石(或鐵精粉) Fe2O3≥45 0-50焦炭(或煤塊) 發熱量≥5000卡 0-60本發明人經過大量的研究發現，可以通過上述原材料的不同組合和不同配比，通過不同的生產工藝，生產出具有相同或相近組成成份的鐵鈣鋁渣，幾個典型的配方如下原料名稱典型配方(重量％)1 2 34鋁礬土(鋁土礦) 11-44 0-3416-620-40鐵鋁礬土(或原礦) 14-5518-67方解石(或石灰石) 16-53 14-55 25-7418-67鐵礦石(或鐵精粉) 8-37 0-281-45 0-34焦炭(或煤) 10-48 9-50按照上述配方1和配方2，可以用冶金豎窯，採用焦炭(或煤)燒制，生產產品鐵鈣鋁渣，具體生產工藝為將所有原材料粉碎至粒徑10釐米以下的顆粒，按比例加入冶金豎窯，用焦炭(或煤)加熱至物料熔融流出，不斷添加完物料。流出產物經自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，可以用池窯，採用燃氣加熱，生產產品鐵鈣鋁渣，具體生產工藝為將所有原材料粉碎至粒徑2毫米以下的顆粒或粉狀，按比例加入池窯，用燃氣加熱至物料熔融流出，不斷添加完物料後，流出產物經自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，也可以用電弧爐，採用電加熱，生產產品鐵鈣鋁渣，具體生產工藝為將所有原材料粉碎至粒徑40毫米以下的顆粒或粉狀，按比例加入電弧爐，用電加熱，隨著物料熔化不斷添加物料，使物料保持在電爐上邊沿附近合適的水平線上，直至全部熔化；或邊加料，邊將熔化物料放出，直至物料加完。產品經自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，還可以用混拌壓型法生產產品鐵鈣鋁渣，具體生產工藝為將所有原材料粉碎至粒徑1毫米以下的顆粒或粉狀，按比例投入混合機中混勻，經壓力機強壓壓製成類球型，球模按要求規格製成，一般為直徑20-50毫米。乾燥後，即得產品鐵鈣鋁渣。
本發明產品鐵鈣鋁渣，生產工藝簡單可行，原材料易得。產品用做冶金煉鋼、煉鐵爐料，對於替代螢石，消除氟汙染，具有重大的經濟效益和社會效益，具有推廣價值。
以下用實例對本法做進一步的描述。
以一種鐵鈣鋁渣為例，其主要成份標準(重量百分比)為Al2O333-39，CaO 33-39，Fe2O323-29，可以用不同的原材料和不同的生產工藝進行生產。
實例1用冶金豎爐生產。取石灰石500kg，鋁礬土290kg，鐵礦石210kg，焦炭300kg，原料粒度要求為2-8釐米，混勻後備用。將豎爐引柴點燃，底焦燃燒後，把備好的原料適量加入，原料熔化後從窯下方水眼放出，隨著產品流出逐步加入原料。產品出爐後自然冷卻，破碎成要求粒度，化驗，包裝。
產品主要組份為Al2O335.6％，CaO 35.9％，Fe2O325.3％實例2用電爐生產。取石灰石470kg，鐵鋁礬土495kg，鐵礦石35kg，粉碎成0-4釐米的顆粒混合均勻後，加入電弧爐中，通電加熱，隨著物料熔化陸續加料，使物料保持在電爐上邊沿附近合適的水平線上，直至全部熔化。停電，撤爐；或隨著物料的熔化，邊加料，邊將熔化物料放出，直至物料加完，提出電極。待產品自然冷卻後，撤掉爐體。按要求粒度破碎，化驗，包裝。
產品主要組份為Al2O334.2％，CaO 34.3％，Fe2O325.2％實例3用池窯生產。取方解石粉440kg，鐵鋁礬土礦粉530kg，鐵礦石粉30kg，粉碎成小於2毫米的顆粒混合均勻後備用。將池窯用燃氣加熱至合適的溫度後加料，隨著物料的不斷熔化，陸續加料，熔融後的產品從池窯的水眼中流出，產品經自然冷卻後，破碎，化驗，包裝。
產品主要組份為Al2O334.3％，CaO 34.6％，Fe2O323.5％實例4混拌壓型法生產。取方解石粉450kg，鋁礬土粉360kg，精鐵粉190kg，粉碎成小於1毫米的顆粒，按比例配製後，投入混合機中混勻，經壓力機強壓壓製成類球型，球模按要求規格製成，一般為直徑20-50毫米。產品經乾燥後，即得成品鐵鈣鋁渣。
產品經去除燒失量後，主要組份為Al2O334.51％，CaO 35.35％，Fe2O324.07％
權利要求
1.一種鐵鈣鋁渣，其特徵為含有如下組分(重量百分比)CaO 10-60Al2O310-60Fe2O310-35
2.如權利要求1所述的鐵鈣鋁渣，其特徵為用於冶金煉鋼煉鐵過程中替代螢石作助熔劑。
3.如權利要求1所述的鐵鈣鋁渣，其特徵為用做冶金爐料的脫硫、脫磷劑。
4.一種鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所用原料的配比(重量百分比)為名稱 組分 含量 配比(％)鋁礬土Al2O3≥70 0-50鋁土礦(鋁礬土原礦)Al2O3≥50 0-60鐵鋁礬土(或原礦) Al2O3≥30 0-70Fe2O3≥5方解石(或石灰石) CaO≥45 10-80鐵礦石(或鐵精粉) Fe2O3≥45 0-50焦炭(或煤塊) 發熱量≥5000卡 0-60其生產工藝為按產品所需各組分之比例要求計算上述各原料用量，分別粉碎至粒徑在10釐米以下顆粒，混勻加入爐窯中加熱至物料熔化流出，經自然冷卻、粉碎篩分而成；或將原料粉碎至粒徑在1毫米以下顆粒，混勻加壓製成直徑為20-50毫米的類球型，乾燥即得產品。
5.如權利要求4所述的鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所用原料的重量配比(％)為鋁礬土(或鋁土礦) 11-44石灰石(或方解石) 16-53鐵礦石8-37焦炭(或煤塊) 10-48
6.如權利要求4所述的鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所用原料的重量配比(％)為鐵鋁礬土(或原礦) 14-55石灰石(或方解石) 14-55鋁礬土(或原礦)0-34鐵礦石0-28焦炭(或煤塊) 9-50
7.如權利要求4所述的鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所用原料的重量配比(％)為鋁礬土(或原礦)16-62石灰石(或方解石) 25-74鐵礦石(或鐵精粉) 1-45
8.如權利要求4所述的鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所用原料的重量配比(％)為鐵鋁礬土(或原礦) 18-67石灰石(或方解石) 18-67鋁礬土(或原礦)0-40鐵礦石(或鐵精粉) 0-34
9.如權利要求4所述的鐵鈣鋁渣的製法，其特徵為所述爐窯為冶金豎窯、電弧爐、或池窯；加熱熱源為焦炭(或煤塊)、電、或燃氣(包括天然氣、煤氣和液化氣)。
全文摘要
一種鐵鈣鋁渣,含有鐵、鈣、鋁等元素的氧化物,是用鋁礬土礦、鐵鋁礬土礦、方解石、鐵礦石等原料,經粉碎、混合而後投入爐窯中,加熱至熔化流出,流出的產物經自然冷卻,粉碎篩分即得成品;或將粉碎的原料加壓製成球型即得產品。這種鐵鈣鋁渣作為冶金爐料,用於煉鋼、煉鐵中,是一種替代螢石的理想材料。
文檔編號C21C7/04GK1374407SQ0111150
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月14日 優先權日2001年3月14日
發明者張夢顯, 門兆嚴 申請人:張夢顯, 門兆嚴