用礦石直接生產矽鋁鋇鈣鐵合金的方法
2024-02-20 06:42:15 2
專利名稱：用礦石直接生產矽鋁鋇鈣鐵合金的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑的矽鋁鋇鈣鐵合金的生產方法。
矽鋁鋇鈣鐵合金作為煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑已被廣泛應用。但是生產矽鋁鋇鈣鐵合金目前仍採用兩步法，即第一步先用礦石在工礦爐中生產出矽鋇鐵合金，第二步用中頻感應電爐將矽鋇鐵合金與純鋁進行冶煉而獲得成品。採用上述二步法生產工藝，具有能耗高、工序複雜、成本高，產品成份不穩定等缺點。
本發明的目的是提供一種用礦石直接生產矽鋁鋇鈣鐵合金的方法。
本發明的目的是這樣實現的a)採用以下原料鋁土礦要求含Al2O340--60％，SiO220--30％，R0＜1％，FeO≤2％，TiO2≤1％，粒度≤2mm；石英砂要求含SiO298.9％，粒度0.25--1.5mm；粘土要求含Al2O340--60％，SiO240--50％，粒度0.25--1mm；煤要求固定碳≥80％，粒度0.2--2mm；重晶石要求含BaSO4≥80％，粒度0.25--1mm；紙漿SiO2≥40％；b)按以下重量比例配料造球鋁土礦100份，石英砂12--20份，粘土25--30份，煤50份，重晶石13份，紙漿5--10份；c)造球方法是混合→壓球→烘乾；d)按造球時鋁土礦用量的40％準備鋼屑爐料；e)在礦熱爐中按以下出鐵成份要求控制冶煉過程Al30±2％，Si20±2％，Ba:5±1％，Ca:1±0.2％，餘量為Fe；f)冶煉時配電採用48-52V電壓；g)冶煉操作先按常規方法冶煉2至3爐45#矽鐵，使爐況正常；然後用c)步造出的團球以整個爐料的30％量開始逐步全部替代原來生產矽鐵的原料，鋼屑按常規方法加入，整個換料過程在24小時完成；進入正常冶煉過程後應根據所出鐵合金成份，調整團球的配方，使冶煉出的鐵合金達到e)步給出的成份要求。
本發明的目的還可以下述方式實現按c)步造球時，首先對鋁土礦、石英砂、重晶石和煤在乾燥情況下混合20至30分鐘至均勻後，加粘土、紙漿和適量水混合20分鐘；再分兩次在煤球機中壓製成團球，團球強度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％；最後團球在250℃烘乾14至16小時。
本發明與現有二步法生產技術相比，具有如下優點和積極效果1)工序簡單，產品成份穩定。由於將兩次冶煉過程合併成一次，工藝步驟減少，成份控制相對容易(影響成份不穩定的因素減少、冶煉過程縮短)，因而使得最終獲得的產品成份穩定。2)能耗少，成本低。由於用兩步法需二次冶煉，耗電多，另加入成品鋁錠本身也是需要耗能的，因而能耗非常高。採用本發明一次冶煉出成品使得耗能大大減少，據測算，採用本發明每生產1噸矽鋁鋇鈣鐵合金比用現有技術二步法可節電1萬千瓦時。根據中國年產鋼量9千萬噸計算，每生產1噸鋼用矽鋁鋇鈣鐵合金1公斤，每年用量為9萬噸，年可節電9億千瓦時，經濟效益相當可觀。另據綜合成本核算，採用二步法生產1噸矽鋁鋇鈣鐵合金成本為9300元，而採用本發明生產1噸矽鋁鋇鈣鐵合金成本僅為6000元，每噸可節約3300元。即生產成本可降低35％，而且減少設備投資近二分之一，減少勞力投入五分之二。
下面結合實施例對本發明作詳細說明(一)礦石(金屬氧化物，簡稱MO)用碳還原成金屬(M)的理論依據。
在氧化物生成反應標準自由焓變化與溫度的關係圖上(簡稱△G°—t圖)C--CO直線和M--MO直線的交點就是金屬氧化物(Mo)被碳還原的開始溫度，由M--Mo直線的斜率和C--CO直線的斜率符號相反，所以兩條直線總會相交。也就是說，隨著溫度的升高，所有的金屬與氧的親合力愈來愈小，而碳與氧的親合力愈來愈大。超過某一溫度，碳與氧的親合力比金屬與氧的親合力大，原則上碳就能還原任何金屬氧化物。如Al--Al2O3直線與C--CO直線交於2000℃，即超過2000℃碳就能還原Al2O3而產生出鋁金屬。其反應式為因此從理論上講，只要採用恰當的工藝措施，足夠高的溫度，直接用礦石一步冶煉出矽鋁鋇鈣鐵合金是完全可行的。
此外，發明人為氣功學者，長期修煉法輪大法，經用法輪大法的方法直接觀測鐵水內的物化反應，發現還存在如下反應方程
同時在氣相中發現有SiO、Al2O、Al的氣體分子逸出和目前科技界尚未發現的Al3O分子存在。
(二)原料選擇與配料目前國家尚無統一的矽鋁鋇鈣鐵合金的標準，根據1990年7月全國煉鋼連鑄會議上冶金部科技司在會上向參加會議的全國55個鋼鐵廠宣布的資料中公布，經冶金部部級鑑定通過，矽鋁鋇鈣鐵合金的成份為Si20±2％，Al30±2％，Ba5±1％，Ca1±0.2％，餘量為Fe，或按用戶要求配方。
根據以上成份標準，選用原料成份及粒度要求如下鋁土礦含Al2O340--60％，SiO220--30％，RO＜1％，FeO≤2％，TiO2≤1％，粒度≤2mm，RO為鹼性氧化物包括Na2O、K2O；石英砂含SiO298.9％，粒度0.25--1.5mm；粘土含Al2O340--60％，SiO240--50％，粒度0.25--1mm；煤固定碳≥80％，粒度0.2--2mm；重晶石含BaSO4≥80％，粒度0.25--1mm；紙漿SiO2≥40％例如，選鋁土礦經化驗實際成份為含Al2O356.80％。SiO226.60％ FeO1.86％，TiO2及RO未化驗。石英砂實際成份為含SiO298.9％；粘土經化驗實際成份為Al2O354.5％，SiO245％；煤固定碳實際含量為84.2％；重晶石實際含BaSO484％，紙漿實際成份SiO240％。經配料計算得出團球配方如下(以每批鋁土礦100kg為比例基準)。
鋁土礦100kg，粘土25--30kg，石英砂12--20kg，煤50kg，重晶石13kg，紙漿10kg；另需配入鋼屑40kg。
由於各種原料的成份波動，不可能根據一、二次化驗就可以精確配準料，必須煉出成品經化驗成份後進行調整以達到標準規格。
(三)造球工藝1、各種原料按粒度要求在粉碎機內進行破碎並過篩後分別存放，保持清潔、乾燥。
2、混料先將鋁土礦、石英砂、重晶石和煤乾燥情況下在混料機中混合20分鐘，如不均勻可再混10分鐘，然後進入第二個混料機中，加粘土、紙漿和適量的水再混合20分鐘，而後在煤球機中分二次壓球，即第一次壓出球後再回至煤球機中第二次壓球。團球強度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％。
3、烘乾在烘乾爐內進行，溫度為250℃，時間為14-16小時，烘乾後團球內水份應＜1％，烘乾溫度不得＞250℃以防止球氧化。
(四)冶煉工藝操作1、在熱礦爐中進行，先煉45#矽鐵，煉2—3爐，使爐況正常後，按整個爐料30％加入團球，再煉2爐後，依次按整個爐料的50％、80％直至100％加入團球，整個換料過程在24小時完成，轉入正常矽鋁鋇鈣鐵合金冶煉過程後應根據出鐵成份調整團球配方，使所出鐵最終達到矽鋁鋇鈣鐵合金標準規格。
2、配電要求，二次電壓48—52V，以最大電流操作。
3、冶煉過程要不停電操作，通過高料位，深埋弧保持高爐溫，並勤出鐵水。
權利要求
1.一種用於煉鋼脫氧劑、脫硫劑和變性劑的直接用礦石生產矽鋁鋇鈣鐵合金的方法，其特徵在於a)採用以下原料鋁土礦要求含Al2O340--60％，SiO220--30％，R0＜1％，FeO≤2％，TiO2≤1％，粒度≤2mm；石英砂要求含SiO298.9％，粒度0.25--1.5mm；粘土要求含Al2O340--60％，SiO240--50％，粒度0.25--1mm；煤要求固定碳≥80％，粒度0.2～2mm；重晶石要求含BaSO4≥80％，粒度0.25--1mm；紙漿SiO2≥40％；b)按以下重量比例配料造球鋁土礦100份，石英砂12--20份，粘土25--30份，煤50份，重晶石13份，紙漿5--10份；c)造球方法是混合→壓球→烘乾；d)按造球時鋁土礦用量的40％準備鋼屑爐料；e)在礦熱爐中按以下出鐵成份要求控制冶煉過程Al30±2％，Si20±2％，Ba5±1％，Ca1±0.2％，餘量為Fe；f)冶煉時配電採用48-52V電壓；g)冶煉操作先按常規方法冶煉2至3爐45#矽鐵，使爐況正常；然後用c)步造出的團球以整個爐料的30％量開始逐步全部替代原來生產矽鐵的原料，鋼屑按常規方法加入，整個換料過程在24小時完成；進入正常冶煉過程後應根據所出鐵合金成份，調整團球的配方，使冶煉出的鐵合金達到e)步給出的成份要求。
2.根據權利要求1所述的直接用礦石生產矽鋁鋇鈣鐵合金的方法，其特徵在於按c)步造球時，首先對鋁土礦、石英砂、重晶石和煤在乾燥情況下混合20至30分鐘至均勻後，加粘土、紙漿和適量水混合20分鐘；再分兩次在煤球機中壓製成團球，團球強度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％；最後團球在250℃烘乾14至16小時。
全文摘要
本發明公開了一種用礦石直接生產矽鋁鋇鈣鐵合金(煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑)的方法。採用鋁土礦、石英砂、粘土、重晶石、煤、紙漿作原料，經配料後造球、烘乾，然後以48-52V低電壓大電流在礦熱爐中冶煉以獲得成分為Al30±2％、Si20±2％、Ba5±1％、Ca1±0.2％、餘量為Fe的矽鋁鋇鈣鐵合金。本發明工序簡單，生產出的產品成分穩定，生產成本比現有技術的二步法可降低35％，減少設備投資近二分之一，減少勞力投入五分之二。
文檔編號C22C33/04GK1160085SQ9610329
公開日1997年9月24日 申請日期1996年3月18日 優先權日1996年3月18日
發明者景佔義 申請人:景佔義