專利名稱：用礦石直接生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑的硅鋁鋇鈣鐵合金的生產(chǎn)方法。
硅鋁鋇鈣鐵合金作為煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑已被廣泛應(yīng)用。但是生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金目前仍采用兩步法，即第一步先用礦石在工礦爐中生產(chǎn)出硅鋇鐵合金，第二步用中頻感應(yīng)電爐將硅鋇鐵合金與純鋁進(jìn)行冶煉而獲得成品。采用上述二步法生產(chǎn)工藝，具有能耗高、工序復(fù)雜、成本高，產(chǎn)品成份不穩(wěn)定等缺點。
本發(fā)明的目的是提供一種用礦石直接生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金的方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的a)采用以下原料鋁土礦要求含Al2O340--60％，SiO220--30％，R0＜1％，F(xiàn)eO≤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→烘干；d)按造球時鋁土礦用量的40％準(zhǔn)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％，余量為Fe；f)冶煉時配電采用48-52V電壓；g)冶煉操作先按常規(guī)方法冶煉2至3爐45#硅鐵，使?fàn)t況正常；然后用c)步造出的團(tuán)球以整個爐料的30％量開始逐步全部替代原來生產(chǎn)硅鐵的原料，鋼屑按常規(guī)方法加入，整個換料過程在24小時完成；進(jìn)入正常冶煉過程后應(yīng)根據(jù)所出鐵合金成份，調(diào)整團(tuán)球的配方，使冶煉出的鐵合金達(dá)到e)步給出的成份要求。
本發(fā)明的目的還可以下述方式實現(xiàn)按c)步造球時，首先對鋁土礦、石英砂、重晶石和煤在干燥情況下混合20至30分鐘至均勻后，加粘土、紙漿和適量水混合20分鐘；再分兩次在煤球機(jī)中壓制成團(tuán)球，團(tuán)球強(qiáng)度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％；最后團(tuán)球在250℃烘干14至16小時。
本發(fā)明與現(xiàn)有二步法生產(chǎn)技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點和積極效果1)工序簡單，產(chǎn)品成份穩(wěn)定。由于將兩次冶煉過程合并成一次，工藝步驟減少，成份控制相對容易(影響成份不穩(wěn)定的因素減少、冶煉過程縮短)，因而使得最終獲得的產(chǎn)品成份穩(wěn)定。2)能耗少，成本低。由于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。采用本發(fā)明一次冶煉出成品使得耗能大大減少，據(jù)測算，采用本發(fā)明每生產(chǎn)1噸硅鋁鋇鈣鐵合金比用現(xiàn)有技術(shù)二步法可節(jié)電1萬千瓦時。根據(jù)中國年產(chǎn)鋼量9千萬噸計算，每生產(chǎn)1噸鋼用硅鋁鋇鈣鐵合金1公斤，每年用量為9萬噸，年可節(jié)電9億千瓦時，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。另據(jù)綜合成本核算，采用二步法生產(chǎn)1噸硅鋁鋇鈣鐵合金成本為9300元，而采用本發(fā)明生產(chǎn)1噸硅鋁鋇鈣鐵合金成本僅為6000元，每噸可節(jié)約3300元。即生產(chǎn)成本可降低35％，而且減少設(shè)備投資近二分之一，減少勞力投入五分之二。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細(xì)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(jù)。
在氧化物生成反應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)自由焓變化與溫度的關(guān)系圖上(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直線交于2000℃，即超過2000℃碳就能還原Al2O3而產(chǎn)生出鋁金屬。其反應(yīng)式為因此從理論上講，只要采用恰當(dāng)?shù)墓に嚧胧?，足夠高的溫度，直接用礦石一步冶煉出硅鋁鋇鈣鐵合金是完全可行的。
此外，發(fā)明人為氣功學(xué)者，長期修煉法輪大法，經(jīng)用法輪大法的方法直接觀測鐵水內(nèi)的物化反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)還存在如下反應(yīng)方程
同時在氣相中發(fā)現(xiàn)有SiO、Al2O、Al的氣體分子逸出和目前科技界尚未發(fā)現(xiàn)的Al3O分子存在。
(二)原料選擇與配料目前國家尚無統(tǒng)一的硅鋁鋇鈣鐵合金的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)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(jīng)冶金部部級鑒定通過，硅鋁鋇鈣鐵合金的成份為Si20±2％，Al30±2％，Ba5±1％，Ca1±0.2％，余量為Fe，或按用戶要求配方。
根據(jù)以上成份標(biāo)準(zhǔn)，選用原料成份及粒度要求如下鋁土礦含Al2O340--60％，SiO220--30％，RO＜1％，F(xiàn)eO≤2％，TiO2≤1％，粒度≤2mm，RO為堿性氧化物包括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(jīng)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(jīng)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(jīng)配料計算得出團(tuán)球配方如下(以每批鋁土礦100kg為比例基準(zhǔn))。
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。
由于各種原料的成份波動，不可能根據(jù)一、二次化驗就可以精確配準(zhǔn)料，必須煉出成品經(jīng)化驗成份后進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。
(三)造球工藝1、各種原料按粒度要求在粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行破碎并過篩后分別存放，保持清潔、干燥。
2、混料先將鋁土礦、石英砂、重晶石和煤干燥情況下在混料機(jī)中混合20分鐘，如不均勻可再混10分鐘，然后進(jìn)入第二個混料機(jī)中，加粘土、紙漿和適量的水再混合20分鐘，而后在煤球機(jī)中分二次壓球，即第一次壓出球后再回至煤球機(jī)中第二次壓球。團(tuán)球強(qiáng)度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％。
3、烘干在烘干爐內(nèi)進(jìn)行，溫度為250℃，時間為14-16小時，烘干后團(tuán)球內(nèi)水份應(yīng)＜1％，烘干溫度不得＞250℃以防止球氧化。
(四)冶煉工藝操作1、在熱礦爐中進(jìn)行，先煉45#硅鐵，煉2—3爐，使?fàn)t況正常后，按整個爐料30％加入團(tuán)球，再煉2爐后，依次按整個爐料的50％、80％直至100％加入團(tuán)球，整個換料過程在24小時完成，轉(zhuǎn)入正常硅鋁鋇鈣鐵合金冶煉過程后應(yīng)根據(jù)出鐵成份調(diào)整團(tuán)球配方，使所出鐵最終達(dá)到硅鋁鋇鈣鐵合金標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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，并勤出鐵水。
權(quán)利要求
1.一種用于煉鋼脫氧劑、脫硫劑和變性劑的直接用礦石生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金的方法，其特征在于a)采用以下原料鋁土礦要求含Al2O340--60％，SiO220--30％，R0＜1％，F(xiàn)eO≤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→烘干；d)按造球時鋁土礦用量的40％準(zhǔn)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％，余量為Fe；f)冶煉時配電采用48-52V電壓；g)冶煉操作先按常規(guī)方法冶煉2至3爐45#硅鐵，使?fàn)t況正常；然后用c)步造出的團(tuán)球以整個爐料的30％量開始逐步全部替代原來生產(chǎn)硅鐵的原料，鋼屑按常規(guī)方法加入，整個換料過程在24小時完成；進(jìn)入正常冶煉過程后應(yīng)根據(jù)所出鐵合金成份，調(diào)整團(tuán)球的配方，使冶煉出的鐵合金達(dá)到e)步給出的成份要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接用礦石生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金的方法，其特征在于按c)步造球時，首先對鋁土礦、石英砂、重晶石和煤在干燥情況下混合20至30分鐘至均勻后，加粘土、紙漿和適量水混合20分鐘；再分兩次在煤球機(jī)中壓制成團(tuán)球，團(tuán)球強(qiáng)度要求自1米高度自由落下破碎率＜5％；最后團(tuán)球在250℃烘干14至16小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用礦石直接生產(chǎn)硅鋁鋇鈣鐵合金(煉鋼脫氧劑、脫硫劑、變性劑)的方法。采用鋁土礦、石英砂、粘土、重晶石、煤、紙漿作原料，經(jīng)配料后造球、烘干，然后以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％、余量為Fe的硅鋁鋇鈣鐵合金。本發(fā)明工序簡單，生產(chǎn)出的產(chǎn)品成分穩(wěn)定，生產(chǎn)成本比現(xiàn)有技術(shù)的二步法可降低35％，減少設(shè)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(yōu)先權(quán)日1996年3月18日
發(fā)明者景占義 申請人:景占義