一種痕量級高純矽鐵的生產工藝的製作方法
2024-02-07 04:50:15
專利名稱：一種痕量級高純矽鐵的生產工藝的製作方法
技術領域：
本發明是一種高純矽鐵的生產工藝。其生產的痕量級高純矽鐵，主要用於冶煉IF鋼(無間隙原子鋼)、轎車用鋼、高級電工鋼等。
現有生產高純矽鐵的方法較多，如中國專利87104601A、931173418、941148963、941165701等。但是按照這些方法生產出來的高純矽鐵，尚不能滿足冶煉IF鋼(無間隙原子鋼)、轎車用鋼、高純電工鋼等的需要。在鋼中存在著的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等金屬和非金屬雜質，若超過了規定的標準，則對鋼的強度、深衝性能，電磁性能產生嚴重的影響，而作為鋼的脫氧劑、合金劑而加入的矽鐵，是鋼中雜質的主要來源之一。
本發明的目的，就是針對現有技術所生產的高純矽鐵尚不能滿足冶煉IF鋼(無間隙原子鋼)、轎車用鋼、高級電工鋼的需要的問題，而提供一種新的高純矽鐵的生產工藝，使矽鐵中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等雜質無素的含量都處在痕量級，以供冶煉IF鋼(無間隙原子鋼)、轎車用鋼、高級電工鋼之用。
本發明的要點之一是在控制還原劑帶入矽鐵的雜質的基礎上(即選用石油焦作還原劑)，進一步控制自焙電極帶入的雜質量。綜合考慮自焙電極、石油焦的灰分含量及其在冶煉過程中各自的用量，通過計算可知，由自焙電極帶入矽鐵中的雜質量是由石油焦帶入矽鐵中的雜質量的3～10倍，由於本發明嚴格控制了自焙電極帶入的雜質量，因而使所得到的原液態矽鐵的雜質含量，較現有技術有了大幅度的下降。本發明的另一要點是對上述雜質含量本來就很微的原液態矽鐵，進行進一步的雙向雙氣強化精煉。即壓縮空氣經透氣磚從臺包底部導入液態矽鐵，氯氣(或氧氣)經石墨管從臺包頂部導入液態矽鐵，二者同時對液態矽鐵實施精煉。最終使矽鐵中Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等雜質元素的含量達到痕量級。
本發明的優點在於可以大批量地穩定地生產痕量級的高純矽鐵。其中Ti＜0.008％、C＜0.008％、Al＜0.002％、Ca＜0.001％、S＜0.002％、Mg＜0.001％、V＜0.002％、B＜0.002％、Pb＜0.001％、Zr＜0.001％，完全滿足冶煉IF鋼(無間隙原子鋼)、轎車用鋼、高級電工鋼時對矽鐵純度的要求。
本發明的詳細實施過程是這樣的首先嚴格控制入爐的電極糊的質量，尤其是它的灰分的含量。電極糊在運輸、保管和使用過程中不得汙染。本發明所選用的電極糊的灰分，一般小於5％，大多在2.7～3.5％之間。這就確保了出爐的原液態矽鐵的質量，這是後來通過強化精煉達到痕量級的最重要的基礎，因為Ti雜質在矽鐵液中通過氧化去除的比例是相當有限的。對於已進入液態矽鐵中的雜質，則通過雙向雙氣強化精煉而進一步去除。通過透氣磚從臺包底部吹入壓縮空氣。壓縮空氣由空氣壓縮機供給，空氣壓力由控制閥調節。開始壓力調至0.1～0.2MPa，以矽鐵液不強烈飛濺為度；5分鐘後臺包內已積存了一定量的液態矽鐵，空氣壓力可調至0.2～0.3MPa,15分鐘後再調至0.3～0.4MPa；供氣時間為60～120分鐘/噸矽鐵。氯氣(或氧氣)由石墨管從臺包頂部導入液態矽鐵中，氯氣(或氧氣)由氯氣鋼瓶(或氧氣鋼瓶)供給，其壓力通過控制閥調整到0.2～0.4MPa，通氣時間為45～100分鐘/噸矽鐵。精煉完成後，將液態矽鐵液注入錠模中鑄錠、冷卻，取樣分析，精整破碎，包裝入庫。
實施例在6300KVA礦熱爐中冶煉。礦石主要成分為二氧矽含量98.8％；鋼屑選用矽鋼屑廢料，石油焦主要成分灰分為0.2％，揮發分為13％，固定炭為86％；電極糊的主要成分為灰分為3.2％，揮發分為13％，固定炭84％；入爐冶煉後，出爐的原矽鐵的化學成分如表(一)，經雙向雙氣精煉後，最終矽鐵的化學成分如表(二)。
表(一)原矽鐵液化學成分(％)
表(二)精煉處理後矽鐵的化學成分(％)
權利要求
1.一種痕量級高純矽鐵的生產工藝，是以石英石、鋼屑、石油焦為原料在礦熱爐中冶煉，其特徵是控制自焙電極所帶入爐內的雜質量，使所得原液態矽鐵雜質含量甚微；對此原液態矽鐵進行雙向雙氣強化精煉，使矽鐵中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等雜質含量達到痕量級。
2.根據權利要求1所述的痕量級高純矽鐵的生產工藝，其特徵是嚴格控制作為自焙電極原料的電極糊的質量，尤其是電極糊中灰分的含量，一般要求灰分含量小於5％，大多在2.7～3.5％之間。
3.根據權利要求1所述的痕量級高純矽鐵的生產工藝，其特徵是雙向雙氣強化精煉，即壓縮空氣經透氣磚從臺包底部導入液態矽鐵，氯氣(或氧氣)經石墨管從臺包頂部導入液態矽鐵，二者同時對液態矽鐵實施精煉。
全文摘要
本發明是一種高純矽鐵的生產工藝。它是以石英石、鋼屑、石油焦為原料,在礦熱中冶煉。控制自焙電極帶入爐內的雜質量,得到雜質含量甚微的液態矽鐵;然後對此液態矽鐵進行雙向雙氣強化精煉,使矽鐵中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、P
文檔編號C22C33/00GK1321786SQ0111258
公開日2001年11月14日 申請日期2001年4月11日 優先權日2001年4月11日
發明者謝作楨, 肖跟祖 申請人:湖北省京山縣山塔鐵合金有限公司