專利名稱：一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法及組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到冶金生產(chǎn)高純硅鐵的生產(chǎn)方法及組合物。
背景技術(shù)：
隨著我國硅鋼技術(shù)的快速發(fā)展，高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼逐步成為我國硅鋼 市場的主流產(chǎn)品，其對(duì)生產(chǎn)所必需的高純硅鐵的要求也越來越高，需求量也越來越大。傳統(tǒng) 的高純硅鐵生產(chǎn)方法均全部采用石油焦作為還原劑，主要原因是由于石油焦的灰分低、雜 質(zhì)含量低，可以使得原液態(tài)硅鐵中的雜質(zhì)含量甚微，再對(duì)其進(jìn)行吹氣精煉可以得到高純硅 鐵。如專利ZL96120093. 6實(shí)施例1和實(shí)施例2中，均全部采用石油焦作為還原劑。專利 ZL01112586. 1中，不僅使用全部石油焦作為還原劑，而且還通過控制自焙電極帶入爐內(nèi)的 雜質(zhì)量，以控制原液態(tài)硅鐵雜質(zhì)含量達(dá)到較低水平，然后通過精煉后得到高純度硅鐵合金。但石油焦作為硅鐵冶煉的還原劑與焦炭相比，其缺點(diǎn)非常明顯1、石油焦的反應(yīng)性很差，因此使用石油焦作為還原劑生產(chǎn)硅鐵產(chǎn)量低、電耗高；2、石油焦比電阻小，電極難以深插，導(dǎo)致刺火嚴(yán)重，爐況難以掌握，職工勞動(dòng)強(qiáng)度 大；3、石油焦易石墨化，會(huì)進(jìn)一步降低其反應(yīng)性，同時(shí)石墨化的碳元素遺留在液態(tài)硅 鐵中，難以通過延長精煉時(shí)間予以去除，導(dǎo)致產(chǎn)品合格率降低，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證。4、石油焦屬石油加工的副產(chǎn)品，市場價(jià)格遠(yuǎn)高于焦炭，同時(shí)其價(jià)格隨石油價(jià)格的 波動(dòng)大，對(duì)高純硅鐵產(chǎn)品的成本影響很大。但由于焦炭的灰分遠(yuǎn)高于石油焦，其用于硅鐵冶煉生產(chǎn)的還原劑時(shí)，會(huì)帶入一定 量的雜質(zhì)，必須采用一定的工藝方法予以去除，才能得到合格的高純硅鐵。通常石油焦的灰 分約為0. 3%至0. 5%左右，焦炭的灰分為9%至11%，前者是后者的二十五分之一。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)石油焦和焦炭的上述不足，我們發(fā)明了一種利用焦炭代替石油焦生產(chǎn)高純硅 鐵的新技術(shù)，以焦炭為主要還原劑，穩(wěn)定、大批量地生產(chǎn)出用于高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅 鋼的高純硅鐵。一種生產(chǎn)高純硅鐵的組合物，由硅石、焦炭、石油焦和鋼屑組成。硅石焦炭石 油焦鋼屑=190-210kg 70-80kg 30-20kg 2448kg重量比例進(jìn)行配料。硅石的粒度為20-80mm，所述焦炭的粒度為3_10mm，所述石油焦的粒度為0-15mm。一種高純硅鐵的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a將一定重量的硅石、焦炭、石油焦、鋼屑混合進(jìn)行配料；b將上述混合料加入礦熱爐，按照硅鐵冶煉的常規(guī)方法進(jìn)行冶煉，得到液態(tài)硅鐵原 液；c將臺(tái)包底部吹入富含氧氣的壓縮空氣，打開礦熱爐爐嘴，液態(tài)硅鐵原液自然流入 臺(tái)包中；
d當(dāng)臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液深度達(dá)到約200-400毫米時(shí)，用石墨管從臺(tái)包頂部通 入氯氣或氧氣，并逐步加入可燃疏松物；e精煉完成后將臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液倒入錠模中冷卻，即形成大塊的高純硅鐵。硅石焦炭石油焦鋼屑=190-210kg 70-80kg 30_20kg 2448kg 重量 比例進(jìn)行配料。富含氧氣的壓縮空氣的吹入壓力為0. 2兆帕-0. 6兆帕；富含氧氣的壓縮空氣以瓶裝氧氣和空氣壓縮機(jī)用三通予以連接，并單獨(dú)設(shè)置調(diào)節(jié) 閥。吹氣精煉的時(shí)間為190-M0分鐘。由于延長了爐外精煉時(shí)間，氧氣的助燃作用，不但去除了液態(tài)硅鐵原液中的碳、 鈣、鋁等各種雜質(zhì)，而且氧化作用不斷放出的熱量維持了吹氣精煉的熱量損失，可以確保達(dá) 到工藝要求的吹氣精煉時(shí)間?？扇际杷晌锟梢允堑静?、谷殼、鋸末等。本技術(shù)利用焦炭代替石油焦生產(chǎn)高純硅鐵的新技術(shù)，可以焦炭為主要還原劑，穩(wěn) 定、大批量地生產(chǎn)出用于高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼的高純硅鐵，其碳、鋁和鈦含量均低 于0. 010%、錳含量低于0. 040%，其他元素的含量也達(dá)到了客戶的采購要求。按目前石油焦和焦炭的市價(jià)，使用該技術(shù)每噸高純度硅鐵合金可以節(jié)約生產(chǎn)成本 600-1200多元，經(jīng)濟(jì)效益顯著，我國是焦炭生產(chǎn)大國，用焦炭替代石油焦增強(qiáng)了企業(yè)控制 成本的能力。具體實(shí)施方案實(shí)施例1 采用的設(shè)備為9300KVA礦熱爐，原料配比為硅石焦炭石油焦鋼屑 =195kg 70kg 30kg 24kg，其中焦炭和石油焦的重量為扣除水分后的凈重，硅石的二 氧化硅含量為98. 87%，粒度為20-80mm ；焦炭的固定碳含量為84. 82%，灰分為8. 85%，粒 度為3-10mm ；石油焦的固定碳含量為87. 21%,灰分為0. 32%，粒度為0_15mm。將上述混合 料加入礦熱爐，按照硅鐵冶煉的常規(guī)方法進(jìn)行冶煉，得到液態(tài)硅鐵原液。將臺(tái)包底部投入富 含氧氣的壓縮空氣，打開礦熱爐爐嘴，液態(tài)硅鐵原液自然流入臺(tái)包中。富含氧氣的壓縮空氣 的吹入壓力為0. 2兆帕，隨著液態(tài)硅鐵原液的流入逐步調(diào)大吹入壓力，直至達(dá)到0. 6兆帕。 富含氧氣的壓縮空氣以瓶裝氧氣和空氣壓縮機(jī)用三通予以連接，并單獨(dú)設(shè)置調(diào)節(jié)閥。當(dāng)臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液深度達(dá)到約200-400毫米時(shí)，用石墨管從臺(tái)包頂部通入 氯氣或氧氣，并逐步加入稻草或鋸末。稻草或鋸末燃燒后形成草灰覆蓋層，主要作用是防止 吹入氣體導(dǎo)致的液態(tài)硅鐵原液的飛濺。吹氣精煉的時(shí)間為210-240分鐘，精煉完成后將臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液倒入錠模 中冷卻，即形成大塊的高純硅鐵。由于氧氣的助燃作用，不但去除了液態(tài)硅鐵原液中的碳、 鈣、鋁等各種雜質(zhì)，而且氧化作用不斷放出的熱量維持了吹氣精煉的熱量損失，可以確保達(dá) 到工藝要求的吹氣精煉時(shí)間。按照上述方法得到硅鐵經(jīng)化驗(yàn)后的化學(xué)成分為硅76.2%，鋁0.007 %，碳 0. 008%，鈦0. 009%，磷0. 008%，錳0. 014%，鈣0. 012%，硫0. 003%，完全可以滿足用于生
產(chǎn)高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼的要求。實(shí)施例2 采用的設(shè)備為9300KVA礦熱爐，原料配比為硅石焦炭石油焦鋼屑=205kg 80kg 20kg 25kg，其中焦炭和石油焦的重量為扣除水分后的凈重，硅石的二 氧化硅含量為98. 50%，粒度為20-80mm ；焦炭的固定碳含量為84. 24%，灰分為9. 15%，粒 度為3-10mm ；石油焦的固定碳含量為86. 51%，灰分為0. 34%，粒度為0_15mm。將臺(tái)包底部投入富含氧氣的壓縮空氣，打開礦熱爐爐嘴，液態(tài)硅鐵原液自然流入 臺(tái)包中。富含氧氣的壓縮空氣的吹入壓力為0. 2兆帕，隨著液態(tài)硅鐵原液的流入逐步調(diào)大 吹入壓力，直至達(dá)到0. 6兆帕。富含氧氣的壓縮空氣以瓶裝氧氣和空氣壓縮機(jī)用三通予以 連接，并單獨(dú)設(shè)置調(diào)節(jié)閥。當(dāng)臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液深度達(dá)到約200-400毫米時(shí)，用石墨管從臺(tái)包頂部通入 氯氣或氧氣，并逐步加入稻草或鋸末。稻草或鋸末燃燒后形成草灰覆蓋層，主要作用是防止 吹入氣體導(dǎo)致的液態(tài)硅鐵原液的飛濺。吹氣精煉的時(shí)間為190-210分鐘，精煉完成后將臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液倒入錠模 中冷卻，即形成大塊的高純硅鐵。由于氧氣的助燃作用，不但去除了液態(tài)硅鐵原液中的碳、 鈣、鋁等各種雜質(zhì)，而且氧化作用不斷放出的熱量維持了吹氣精煉的熱量損失，可以確保達(dá) 到工藝要求的吹氣精煉時(shí)間。按照上述冶煉方法的得到硅鐵經(jīng)化驗(yàn)后的化學(xué)成分為硅76. 1%，鋁0. 008%，碳 0. 0086%，鈦 0. 010%，磷 0. 008%，錳 0. 017%，鈣 0. 013%，硫 0. 004%，完全可以滿足用于 生產(chǎn)高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼的要求。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高純硅鐵的組合物，由硅石、焦炭、石油焦和鋼屑組成。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其特征為所述硅石焦炭石油焦鋼屑=190-21 Okg 70-80kg 30-20kg 24-28kg 重量比例進(jìn)行配料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的組合物，其特征為所述硅石的粒度為20-80mm，所述焦炭 的粒度為3-10mm，所述石油焦的粒度為0_15mm。
4.一種高純硅鐵的生產(chǎn)方法，包括如下步驟a將一定重量的硅石、焦炭、石油焦、鋼屑混合進(jìn)行配料；b將上述混合料加入礦熱爐，按照硅鐵冶煉的常規(guī)方法進(jìn)行冶煉，得到液態(tài)硅鐵原液； C將臺(tái)包底部吹入富含氧氣的壓縮空氣，打開礦熱爐爐嘴，液態(tài)硅鐵原液自然流入臺(tái)包中；d當(dāng)臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液深度達(dá)到約200-400毫米時(shí)，用石墨管從臺(tái)包頂部通入氯 氣或氧氣，并逐步加入可燃疏松物；e精煉完成后將臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液倒入錠模中冷卻，形成高純硅鐵。
5.如權(quán)利要求4所述生產(chǎn)方法，其特征為所述硅石焦炭石油焦鋼屑=190-21 Okg 70-80kg 30-20kg 24-28kg 重量比例進(jìn)行配料。
6.如權(quán)利要求4所述生產(chǎn)方法，其特征為所述富含氧氣的壓縮空氣的吹入壓力為0.2 兆帕-0.6兆帕。
7.如權(quán)利要求4或5所述生產(chǎn)方法，其特征為所述富含氧氣的壓縮空氣以瓶裝氧氣 和空氣壓縮機(jī)用三通予以連接，并單獨(dú)設(shè)置調(diào)節(jié)閥。
8.如權(quán)利要求4所述生產(chǎn)方法，其特征為所述的吹氣精煉的時(shí)間為190-240分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了利用焦炭代替石油焦生產(chǎn)高純硅鐵的新技術(shù)，以焦炭為主要還原劑，穩(wěn)定、大批量地生產(chǎn)出用于高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼的高純硅鐵。用硅石∶焦炭∶石油焦∶鋼屑＝190-210kg∶70-80kg∶30-20kg∶24-28kg重量比例進(jìn)行配料；將臺(tái)包中的液態(tài)硅鐵原液吹入壓力為0.2兆帕-0.6兆帕的富含氧氣的壓縮空氣，富含氧氣的壓縮空氣以瓶裝氧氣和空氣壓縮機(jī)用三通予以連接，并單獨(dú)設(shè)置調(diào)節(jié)閥；精煉的時(shí)間為190-240分鐘。得到高純硅鐵完全可以滿足用于生產(chǎn)高牌號(hào)無取向硅鋼和取向硅鋼的要求。
文檔編號(hào)C22C38/02GK102146545SQ201010106128
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者陳開森, 陳炬 申請(qǐng)人:湖北森泰科技開發(fā)有限公司