CN107429306A

CN107429306A - 铁‑硅‑铝合金的生产方法及其用途

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Publication number: CN107429306A
Application number: CN201680019568.5A
Authority: CN
Inventors: V·S·什科利尼克; A·A·扎尔梅诺夫; M·Z·托里别科夫; S·O·贝萨诺夫; N·A·纳扎尔巴耶夫
Original assignee: Meg Alois Joint-Stock Co
Current assignee: Meg Alois Joint-Stock Co
Priority date: 2015-03-30
Filing date: 2016-03-23
Publication date: 2017-12-01
Also published as: JP2018513921A; CA2980499A1; AU2016239262A1; PL3075869T3; EA201792150A1; KR20170126000A; EA037656B1; EP3075869B1; ZA201706390B; US20180371562A1; BR112017020659A2; EP3075869A1; WO2016155873A1

Abstract

生产FeSiAl合金的方法，其中以炉料成分的预设比例混合灰分含量>50％至<65％的碳质岩与石英岩、含铁材料以及如果需要的话木屑、高挥发性煤，并且将均质化的炉料装载至熔炼炉中用于熔化FeSiAl合金，装载的碳质岩在矿物部分(灰分)中可以含有以下化学组成：Fе₂О₃ 1.5‑4.5％SiO₂ 55‑65％Аl₂О₃ 25‑35％，特别地32‑34％СаО 0.3‑3％MgO 0.3‑2％TiO₂多达1.5％S>0‑0.4％，特别地0.01‑0.06％P 0.01‑0.05％。

Description

铁-硅-铝合金的生产方法及其用途

技术领域

本发明涉及用于生产铁-硅-铝母合金的方法。

背景技术

硅铁是特别任选地与其他材料(例如铝)一起用于钢和铸铁生产的母合金。硅铁的密度和熔点显著取决于硅的含量。硅含量(质量％)越高，硅铁的密度越低。通常，标准的硅铁合金例如FeSi 45、FeSi 65和FeSi 75用来掺杂钢合金。所述母合金属于很早以前用于还原和掺杂钢合金的成熟的初始材料。根据合金钢或还原钢所需的品质，将另一种掺杂元素-铝-加入至熔体中。

DE 22 23 974 B2描述了用于还原和掺杂钢的掺杂合金的生产方法，该方法使用碳质岩作为将其熔化成碳合金的原始材料，所述碳质岩具有40至50质量％的灰分含量、15至25质量％的挥发性物质、15至25质量％的化合碳和2至6质量％的硫，发热量为1.500至2.000kcal/kg，所述碳合金含有25-50质量％的Si、10-40质量％的铝、2-10质量％的钙、0.5-2.5质量％的钛，余量的铁和符合技术规格的各种掺合物，以及如果需要的话钒和硼的微掺合物。

在现有技术(DE 28 53 007 A1)中已知含硅铁合金的生产方法，其包括将碳质还原剂的混合物进行造粒，引导所得合金的元素矿石外加接收炉料的石英岩使其进入熔炼炉，并且在随后的连续单阶段中回收所得合金元素。

RU 2251586 C2公开了使用具有15-35％碳的碳质岩作为含硅铝材料并且额外装载焦炭和/或石英岩从而生产铁-硅-铝合金的方法。通过这种方式进行铝含量为5至35％的铝硅合金的熔化。

EP 2 295 614 B1描述了用于还原和掺杂钢的合金，其具有以下组成(质量％)：

EA 201100824 A1描述了一种熔化铁-硅-铝合金的方法。碳质岩、石英岩、金属废料和木屑用作原料。将炉料筛分至<20mm的尺寸，由此将75％的炉料装载至炉外围设备。

UA 6198 U描述了复合脱氧剂(还原剂)，特别是铁-硅-铝合金的生产方法。这些还原剂优选用于静熔钢和沸腾钢(用于钢熔化)。该方法的原料是金属废料。

CN 102839257 A公开了一种用于钢生产的FeSiAl基还原剂，其具有以下组成(质量％)：48-54％Al、18-22％Si、0.06-0.6％C、0.006-0.05％S、0.01-0.05％P、0.17-0.6％Cu、余量-Fe。

CN 102839292 A中描述了类似的合金，其具有以下组成(质量％)：20-30％Al、45-55％Si、22-28％Fe。以下元素可作为掺合物存在：<0.008％C、<0.02％P、<0.02％S、<0.05％Cu、<0.005％Ti、<1.0％Mn、<0.05％N。

反映FeSiAl生产方法的已知现有技术的明显之处在于炉渣中大量碳化物的形成，这对FeSiAl生产具有负面影响。结果熔炼炉变得不能使用或者在下一次操作中必须挑出，这是非常昂贵的。

发明内容

本发明的目的是由简单且廉价的原料有效且低成本地生产FeSiA1母合金，而在熔化过程中熔体中不形成碳化物。

此外，应该提供一个机会来替代用于还原和掺杂钢的合金，例如早期单独应用的硅铁和铝。

通过生产FeSiAl合金的方法实现该目的，其中以炉料成分的预设比例混合灰分含量>50％至<65％的碳质岩与石英岩、含铁材料以及如果需要的话木屑、高挥发性煤，并且将均质化的炉料装载至熔炼炉中用于熔化FeSiAl合金，装载的碳质岩在矿物部分(灰分)中可以含有以下化学组成：

所要求保护的方法的有利改进可以在相应的从属方法权利要求中进行审查。

炉料优选在熔炼炉的外部进行混合和均质化，由此圆锥式地加载至具有电极的熔炼炉中，然后熔化FeSiAl合金。

与现有技术相反，该方法能够使用廉价的原料(碳质岩、石英岩、含铁材料)生产FeSiAl母合金，同时替代普通的硅铁合金和如果需要加入的铝。

与已知现有技术不同，所要求保护的方法允许避免使用焦炭。通过计算含铁材料的添加，可以有效地防止熔体中不期望的碳化硅的形成，或者将碳化硅的形成显著地减少至最少。由于最终减少了碳化物的形成，得到整体致密的母合金，所述母合金可用于钢的脱氧和掺杂以及用于镁的还原。

例如在颚式或滚压式破碎机以及类似的研磨机中进行碳质岩的制备。具体地，优选使用在20mm和80mm之间的颗粒尺寸装载至熔炼炉中。

对于碳质岩，专家们理解为灰分含量为50％至65％的含煤岩石。碳质岩是煤层之间的低热量高灰分层。

不同沉积物中的碳质岩具有不同的定性属性和含量。对于要求保护的方法，优选使用具有较高岩石电阻的碳质岩。优选电阻范围在10^-6Ω和10^-1Ω之间。岩石的电阻越高，能够越好地控制炉温。

装载的灰分含量>50％至<65％的碳质岩在矿物部分(灰分)中可以含有以下化学组成：

如果合适可以加入石英岩，或者在适当的研磨机中破碎的碳质岩，而优选的颗粒尺寸为25mm至60mm。通常石英岩包括97-98％SiO₂和1-2％Al₂O₃。

赤铁矿和各种铁矿石和精矿形式的铁屑、燃烧铁鳞和含铁氧化物可用作含铁材料。优选为铁屑。

铁屑以5至50mm的尺寸进行添加。铁屑可以至少部分氧化，而氧化膜厚度不应超过0.7mm。铁屑可以源自金属加工生产(例如研磨机、切割机等)的常见废物。因此，切屑可以被认为是优选具有大的可氧化表面的小尺寸的铁碎片。

适当时，可以将一定量的木屑或高挥发性煤加入至配料中。颗粒尺寸优选为50mm至100mm。

如果需要，类似地，将具有>50％挥发物的木屑加入至主要材料中。

如果例如使用高挥发性煤代替木屑，高挥发性煤必须具有大于40％的挥发性物质。

如上所述，焦炭不用作主要材料。焦炭不具有足够的挥发性物质或根本没有挥发性物质，并且不利于炉料足够的孔隙率。在木屑或高挥发性煤的情况下，这是不同的，因为它们具有高百分比的挥发性物质。

具有所需颗粒尺寸的主要原料(碳质岩、石英岩和含铁材料)分别储存在料斗中。如果需要添加木屑或高挥发性煤，则它们也储存在单独的料斗中。

基于熔炼炉的容量，将原料-碳质岩、石英岩和铁屑以及如果需要的话木屑或高挥发性煤优选在熔炼炉外部以限定的份额比例进行混合并装载至优选配置有电极的熔炼炉。

优选的产品应为具有以下组成(质量％)的FeSiAl母合金：

根据所要求保护的方法操作的设备包括具有至少一个电极的熔炼炉，用于至少储存含有Si和Al氧化物的碳质岩、石英岩以及含铁材料的各种料斗，如果需要的话用于木屑或高挥发性煤的料斗，如果需要的话至少用于碳质岩和如果必要用于石英岩的制备和粉碎单元，用于配料的混合和计量装置，以及用于在炉电极周围进料特别均匀混合的炉料的进料单元。

所要求保护的设备的有利改进可以在相应的从属权利要求中进行审查。

如上所述，炉配置有数个电极，因此特别地，混合的均质炉料圆锥式地加载在一个或多个电极周围。此处使用位于一个或多个电极周围的特殊装料管道。如果普通炉料进料不能达到期望的圆锥形，则使用特殊的机械刮刀。

经熔化的FeSiAl材料可以有利地用于钢的脱氧和掺杂。

可替代地，也可以在制造镁合金的方法中使用另一品质的FeSiAl例如作为还原剂。

此外，使用FeSiAl合金生产各种精炼级铁合金是切实可行的。

表1a示出了可用于钢生产的熔化FeSiAl母合金的实施例。

表1a

合金等级	FeSiAl 45/15	FeSiAl 55/20	FeSiAl 65/15
				硅Si	45％	55％	65％
铝Al	15％	20％	15％
				铁Fe	38％	23％	18％
钛Ti	1％	1％	1％
				比密度	4.5g/cm³	4.0g/cm³	3.8g/cm³

*)大约1质量％的总杂质Ca、P、S、Mn、Cr可以忽略。

表1b示出了每1吨FeSiAl合金消耗石英岩和铁的实施例。

表1b

总铁含量百分比包括：

-来自碳质岩的铁的比例

-来自铁屑的铁的比例(铁屑也被称为含铁材料)

-来自熔化电极的铁的比例。

在钢的生产过程中，熔体上存在通常<3.5g/cm³的薄炉渣层。

根据表1a，铁屑的添加对于达到每种FeSiAl合金的指定密度具有相当大的技术重要性。Fe总量/来自铁屑的Fe的比例应在1.1和1.35之间，更具体在1.2和1.3之间。

由于上述密度，FeSiAl合金(表1a)不会飘浮在炼钢炉渣的表面而是渗入炼钢炉渣，从而履行其使命，即：钢的脱氧或掺杂。

铝的密度为2.2g/cm³。在FeSi+Al的传统组合中可能发生铝不渗入钢体积中而是漂浮在炼钢炉渣的表面上。由于铁屑的添加造成密度增加，FeSiAl合金不会发生这种情况。

表2a示出了可用于镁生产的FeSiAl合金的实施例。

表2a

合金类型	FeSiAl 75/10	FeSiAl 80/7
			硅Si	75％	80％
铝Al	<10％	<10％
			铁Fe	13％	<10％
钛Ti	<1％	<1％
			比密度	3.5g/cm³	3.3g/cm³

*)大约1质量％的总杂质Ca、P、S、Mn、Cr可以忽略。

表2b示出了每3吨碳质岩消耗石英岩和铁的实施例。

表2b

在熔化FeSiAl合金的过程中，含铁材料(更具体地铁屑)与具有高电阻(更具体地10^-6Ω至10^-1Ω)的碳质岩以及石英岩的结合，如果需要，首次添加木屑或高挥发性煤，使得有机会大大减少碳化硅的形成。在这种情况下，可以使用廉价的原料：代表传统原料FeSi+Al的更经济的替代品的碳质岩、石英岩和铁屑。特别有目的地添加铁屑会增加熔化FeSiAl母合金的密度，从而可以达到在钢和镁的生产中应用这种母合金的上述优点。

对于使用的碳质岩，其可以含有高达1.5％的钛，这不影响钢的脱氧和掺杂或镁的还原的过程。

钢屑表面上的氧化铁(FeO)破坏了碳化硅(SiC)，并防止了在FeSiAl生产过程中碳化物的形成过程。

如已经提到的，有时可以添加预先测量的量的木屑和可替代的高挥发性煤，从而这些材料仅用作炉料的充气剂，以避免在炉口上烧结并实现反应气体的均匀排放。

如今在世界市场上，在钢或镁的生产中存在普遍与添加的铝结合使用的FeSi65和FeSi75的标准合金。

根据所要求的方法制备的FeSiAl合金代替上述合金FeSi75(+Al)和FeSi65(+Al)。

由于在FeSiAl熔化的过程中期望地避免了碳化物形成，制备了作为母合金的致密合金，其有助于各种钢等级和镁等级的更好的品质。

根据钢和镁的后续组成，铁屑的含量为主要材料总质量的5至20％。最好的方法是加入具有大表面的铁屑，因此线圈碎屑的长度可能高达50-60mm。

含铁材料的过量减少了基本元素-铝和硅的浓度，而含铁材料的缺乏导致熔体中不期望的碳化物的形成并有损于母合金的熔化过程。

碳质岩和石英岩的炉料颗粒尺寸必须>20-80mm。

已知的方法采用配置有所谓的电极(由碳和钢壳体制成)的熔炼炉。碳与加载的炉料缓慢反应，并且部分作为脱氧剂。来自电极壳体的非常少量的铁转变进入母合金熔体。

如果需要，可以使用氧化铁皮、赤铁矿、铁矿石和精矿代替铁屑，但是这些材料不能与铁屑一样有效防止碳化物形成。另一个优点是应用本发明的主题允许满足不同客户的要求。因此，例如如果需要，可以将例如钡、钒、钙等以矿石或类似物的形式单一或组合地加入至炉料和熔化的其它主要氧化物元素。

下表显示如果需要的话添加的氧化物成分：

附图说明

本发明的实施方案的实施例如下所示：

图1至图3：原料、碳质岩、石英岩和铁屑的处理和加工图；

图4和图5：具有数个电极的熔炼炉的不同视角的图。

具体实施方式

图1-图3示出原料、碳质岩、石英岩和铁屑的处理和加工图；

图1和图2具有相似的结构，因此图1表示碳质岩的破碎和筛选，图2表示石英岩的破碎和筛选。

提供的碳质岩1被供给至连接到振动送料机3或类似装置的料仓(料斗)2。通过唯一显示的传送机4，碳质岩1进入破碎机5，例如颚式破碎机。以这种方式，将破碎的碳质岩1用筛网6筛选至颗粒尺寸为0至20mm和>20至80mm。>20至80mm的颗粒尺寸进一步在炉料中使用。

图2表示也被供给至料仓(料斗)8的石英岩7的处理。将石英岩从振动送料机9和传送带10运输至破碎机单元11(如果需要的话，另一个颚式破碎机)，然后通过筛网12筛选至颗粒尺寸为0至25mm以及>25至60mm。>25至60mm的尺寸进一步用于生产。如果石英岩7在现场没有破碎/筛选，则可以传送已经破碎的石英岩。

在进一步的加工阶段，通过传送机将各自的混合物(碳质岩>20至80mm，石英岩>25至60mm)供给至料斗13、14(图3)。

另一个料斗15还包含尺寸在5至100mm之间，优选5至50mm的所需主要材料-铁屑15a。通过计量应变计衡器16、17、18，将碳质岩1(料斗13)、石英岩7(料斗14)以及铁屑15a(料斗15)的预设部分运输到带式传送机19，从而均质化主要材料1、7、15a。

如果需要，另一个料斗B可以供给尺寸为50-100mm的木屑H，其与包括碳质岩1、石英岩7和铁屑15a的炉料混合。如前所述，可以使用高挥发性煤代替木屑Н。

通过之后的运输设备/装置20(此处示出为带式传送机)，将包括碳质岩1、石英岩7和铁屑15a(如果需要的话，木屑H)的制备的均质化炉料排放至炉(此处未示出)中。如果需要，可以在进入炉(此处未示出)的途中进行诸如螺杆混合或类似的进一步均质化步骤。

图4和图5表示包含数个电极21的熔炼炉23的简化图。箭头表示包括碳质岩1、石英岩7和铁屑15a以及如果需要的话木屑H的均质化炉料的排出方向，所述均质化炉料仅在电极21周围以指定的圆锥形22加载。如果不能达到圆锥形，则使用特殊的机械辅助装置如刮刀等以实现这种圆锥形。

此外，在实施例中更详细地描述了本发明的主题：

例如：使用以下均质化炉料来生产FeSiAl 65/15：

A.碳质岩，3吨，灰分含量50-55％，颗粒尺寸>20-80mm

灰分化学分析

B.石灰岩，0.4-1.3吨，颗粒尺寸25-60mm

SiO₂>97％

Al₂O₃ 1.0％

Fe₂O₃+CaO+MgO+P₂O₃≈2％

С.铁屑>0-0.5％。

1.原料

碳质原料(灰分含量为45-50％的高灰分煤，灰分含量为55-65％的碳质岩)的特征在于灰分含量、挥发物和湿度不同。例如，一批碳质原料可能含有具有不同灰分含量的块状物。因此，将所提供批量的碳质原料的组合物混合是非常重要的。这可以通过在破碎和筛选的过程中以及在其储存期间的充分混合来实现。

传送已经筛选的石英岩。有效的筛选尺寸为25-60mm。

铁屑以破碎至5-50mm的筛选尺寸进行传送。50–100mm的超大尺寸不应超过10％。铁屑可以氧化。氧化物膜厚度不应超过0.7mm。

1.1.原料的破碎和筛选

炉料处理单元包括一组标准的颚式破碎机和筛网-破碎筛选单元(CSU)。该组件包含带有振动送料机的料仓(料斗)，其中运输加载机加载碳质原料。原料从堆的不同部分运输至料仓(料斗)。原料从料仓(料斗)成比例地均匀地移动至破碎机并且破碎机颚之间的距离为100mm。破碎后，将碳质原料运输至具有20mm网眼的筛网，其中原料筛选成0至20mm和>20至80mm的两种尺寸。>20至80mm的尺寸是生产所需的有效尺寸并且进行储存。

1.2.碳质原料的储存

破碎后，有效尺寸的碳质原料以多个平坦的层储存在整个限定的表面上。这是通过使用具有分离器的横向传送机或直接由运输加载机来实现的。因此得到一堆3-4层的碳质原料。在将层混合的同时，碳质原料从堆的末端进料至称重料仓(料斗)。

在将碳质原料破碎、堆放和装料至称重料仓(料斗)的过程中，以这种方式将原料批料进行混合和掺合。

1.3.原料的称重

使用包括20–60m³分配料仓(料斗)、振动送料机、带状或料仓类型的张力秤、可逆梭子带的常用配料单元进行称重。应存在至少三个用于碳质原料的配料单元，1-2个用于石英岩的单元，1个用于铁屑的单元。用于碳质原料的三个配料单元指定用于具有不同灰分含量的不同批次的配料。因此，可以以不同比例混合灰分含量为45％和65％的碳质材料或灰分含量为30％的煤和灰分含量为65％的碳质岩，从而获得熔化一种或另一种合金等级需要的所需灰分含量。

取决于其他原料运输称重的速度，基本配料单元是用于碳质原料的称重料仓(料斗)中的一个。称重后，所有的原料都供给至一个可逆梭子带。原料逐层放置在可逆梭子带上。从而达到碳质原料、石英岩和铁屑的均匀分布。此外，炉料混合物从可逆梭子带排出至倾斜带式传送机，倾斜带式传送机将炉料混合物在炉仓(料斗)上作标记供给至熔化车间。

1.4.炉仓(料斗)和炉浴装料

炉料从倾斜带式传送机通过料斗机构到达在炉浴作标记的炉仓(料斗)上运行的倾斜带式传送机。炉仓(料斗)依次通过炉料进料。如果需要，来自炉仓(料斗)的炉料通过装料管道排放至炉浴中，并且取决于其在炉浴中熔化的速度。有十个装料管道，即每个电极附近有三个，电极之间的中心有一个装料管道。炉料稳定地供给至电极。如果需要，用特殊的钢刮刀(用于至多5MVA的小型电炉)或特殊的炉料分布装置(用于10-33MVA的电炉)将炉料刮至电极，在电极周围产生300-600mm高的炉料圆锥体。这改善气态低氧化硅(SiO)和低氧化铝(Al₂O)的烟气沉降。

硅铁铝熔化过程可根据不同反应的温度和优选行为分为三个区间。

T＝1,400-1,500℃的温度区间/范围的特征在于反应混合物中莫来石浓度的主动降低。根据在该温度区间/范围内加热炉料的方式，在该温度区间/范围内进行以下反应：

SiO_2,固体+C_固体＝{SiО}+CO (1)

SiO_2,固体+2C_固体+Fe＝SiFe+2CO (2)

[Si]+C_固体＝SiC (3)

SiO+C_固体＝Si_液体+CO (4)

{SiO}+2C_固体＝SiC_固体+CO (5)

SiO_2固体-->SiO+1/2O₂ (6)

SiO_2固体+CO＝{SiO}+CO₂ (7)

Al₂O+C_固体＝2Al_液体+CO (8)

其中最大的产品产量仅由导致形成碳化硅的反应产生。反应混合物中其量的变化的特征在于从温度>1,550℃开始迅速爆发。

在温度上升之后在1,650-2,050℃的温度区间/范围内，以下反应开始进行：

SiO_2,固体+Si_液体＝2SiO (9)

SiO_气体+SiC_固体＝2Si_液体+CO (10)

SiO₂+SiC＝SiO+Si+CO (11)

随着温度进一步升高(1,800°С以上)，进行以下反应：

2Al₂O_3固体+9C_固体＝Al₄C_3固体+6CO (12)

2Al₄C_3固体+3SiO₂＝8Al_液体+3Si_液体+6CO (13)

2/3Al₂O₃+2SiC+Fe＝2SiFe+4/3AlFe+2CO (14)

Al₂O_3固体+2C＝Al₂O+2CO (15)

Al₂O_3固体+3C＝2Al_l+3CO (16)

Al₂O₃+SiC＝Al₂O+SiO+CO (17)

该温度区间/范围的具体特征是碳化铝的形成，所述碳化铝易于在余量的二氧化硅中被中和形成硅铁铝。

在超过2,050°С的温度下，炉料中碳化硅的含量大幅下降，金属中的硅和铝的浓度升高。由此，碳化硅主要因为与氧化铝，低氧化硅和低氧化铝的相互作用而被消耗，形成硅铝合金：

2Al₂O₃+SiC_固体＝4Al_液体+SiO_气体+CO (18)

Al₂O_气体+SiC_固体＝2Al_液体+Si_液体+CO (19)

Al_液体-->Al_气体 (20)

但同时形成>2,100℃的温度水平，铝的蒸发增加。

实施例1：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加锰作为氧化物材料。

具有锰的FeSiAl合金

А.碳质岩2.99吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 53.4％；

挥发性物质(干质量) 18.3％

湿度 4.0％

灰分组成：

B.石灰岩-0.126吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.09吨，尺寸5-30mm

Fe_总量 98.6％

Si、Al、C 余量

D.锰矿石0.457吨，尺寸10-60mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有锰的FeSiAl合金：

实施例2：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加钡作为氧化物材料。

具有钡的FeSiAl

А.碳质岩3.03吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 55.2％

挥发性物质(干质量) 18.7％

湿度 5.1％

灰分组成：

B.石灰岩-0.397吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.091吨，尺寸5-30mm

Fe_总量 98.6％

Si、Al、C -余量

D.钡矿石-0.306吨，尺寸10-50mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有钡的FeSiAl合金：

实施例3：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加钙作为氧化物材料。

具有钙的FeSiAl合金

А.碳质岩3.17吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 55.2％

挥发性物质(干质量) 18.7％

湿度 4.5％

灰分组成：

B.石灰岩-0.42吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.11吨，尺寸5-30mm

Fe_总量 98.6％

Si、Al、C -余量

D.石灰-0.143吨，尺寸10-30mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有钙的FeSiAl合金：

实施例4：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加铬作为氧化物材料。

具有铬的FeSiAl合金

А.碳质岩3.0吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 50.1％

挥发性物质(干质量) 18.4％

湿度 4.1％

灰分组成：

B.石灰岩-0.455吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.1吨，尺寸5-30mm

Fe_总量 98.6％

Si、Al、C 余量。

D.铬矿石0.325吨，尺寸8-50mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有铬的FeSiAl合金：

实施例5：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加钒作为氧化物材料。

具有钒的FeSiAl合金

А.碳质岩2.93吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 53.4％

挥发性物质(干质量) 18.1％

湿度 4.7％

灰分组成：

B.石灰岩-0.54吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.118吨，尺寸5-30mm

Fe_总量–98.6％

Si、Al、C-余量

D.五氧化二钒压块(V₂O₅)0.15吨，尺寸10-30mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有钒的FeSiAl合金：

实施例6：

该实施例提供了一种硅铁铝合金，在其炉料中除了碳质岩、石英岩和铁屑(如果需要的话木屑)之外，添加钛作为氧化物材料。

具有钛的FeSiAl合金

А.碳质岩2.88吨，尺寸>20-80mm

灰分含量(干质量) 53.7％

挥发性物质(干质量) 17.5％

湿度 4.2％

灰分组成：

B.石灰岩-0.36吨，尺寸25-60mm

С.铁屑-0.129吨，尺寸5-30mm

Fe_总量-98.6％

Si、Al、C-余量

D.富含钛的炉渣-0.26吨，尺寸10-40mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的具有钛的FeSiAl合金：

实施例7：

该实施例提出了一种精炼的铬铁(FeCr)合金，在其炉料中除了铬矿石和石灰之外，添加FeSiAl合金作为还原材料。

A.铬矿石2.29吨，尺寸5-15mm

B.石灰-1.3吨，尺寸10-25mm

C.FeSiAl-0.5吨，尺寸5-10mm

在熔化过程结束时，得到具有以下平均组成(质量％)的FeCr合金：

实施例8

以下实施例提供使用FeSiAl合金作为还原剂来生产一吨镁金属的方法。该方法的开始包括破碎的煅烧白云石(煅烧灰质白云石)和尺寸为0.1-5mm的FeSiAl的压块。还原过程在1,200°С，真空度为10^-2atm的反应罐中运行8小时。

A.煅烧白云石-1.7吨，尺寸0.1至2.0mm

B.FeSiAl-0.25吨，尺寸0.1-5mm

在熔化过程结束时，得到纯镁金属(99.9％)和炉渣。

标记列表

1 碳质岩

2 料仓(料斗)

3 振动送料机

4 传送机

5 破碎机

6 筛网

7 石灰岩

8 料仓(料斗)

9 振动送料机

10 传送带

11 破碎机单元

12 筛网

13 料斗

14 料斗

15 料斗

15a 铁屑

16 计量应变计衡器

17 计量应变计衡器

18 计量应变计衡器

19 带式传送机

20 运输设备

21 电极

22 圆锥体

23 熔炼炉

B 料斗

H 木屑

Claims

1.生产FeSiAl合金的方法，其中以炉料成分的预设比例混合灰分含量>50％至<65％的碳质岩(1)与石英岩(7)、含铁材料(15a)以及如果需要的话木屑(H)、高挥发性煤，并且将均质化的炉料装载至熔炼炉(23)中用于熔化FeSiAl合金，装载的碳质岩(1)在矿物部分(灰分)中含有以下化学组成：

2.根据权利要求1所述的方法，其中将炉料在熔炼炉(23)的外部进行混合和均质化，然后将均质化的炉料圆锥式地计量加载至配置有电极(21)的熔炼炉(23)中，然后熔化FeSiAl合金。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中碳质岩(1)的尺寸>20至80mm，石英岩(7)的尺寸为25至60mm，含铁材料(15a)的尺寸为5至100mm，特别是5至50mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中木屑(H)或高挥发性煤的尺寸为50-100mm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中在使用木屑(Н)时，原料具有>50％的挥发性物质。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在使用高挥发性煤时，原料具有>40％的挥发性物质。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中炉料碳质岩(1)、石英岩(7)和含铁材料(15a)、如果需要的话木屑(Н)或高挥发性煤储存在具有所需分数尺寸的分开的料仓(料斗)(13、14、15、B)中，并且根据熔炼炉(23)的容量，以预设比例混合，并计量加载至配置有电极(21)的熔炼炉(23)中。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中使用具有高电阻，特别是10^-6Ω和10^-1Ω之间的电阻的碳质岩(1)作为原料。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中如果需要的话，将含有Mn、Ca、Ba、Cr、V、Ti的以下氧化物材料分别加入至炉料中。

10.根据权利要求9所述的方法，其中如果需要的话，向炉料组合物中加入的氧化物材料的量确保炉料具有以下组成：

11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中具有以下化学组成(质量％)的FeSiAl合金在熔炼炉(23)中熔化：

12.根据权利要求9或10中任一项所述的方法，其中如果需要的话，将锰以氧化物材料的形式加入至炉料中，由此具有以下化学组成的FeSiAl合金在熔炼炉(23)中熔化：

并且如果需要的话，以相同的方式将Ca、Ba、V、Ti和Cr以氧化物材料的形式加入，以确保这些元素中每种元素的含量分别符合权利要求10。

13.由权利要求1至12中任一项所述的方法生产的FeSiAl合金用于还原和掺杂钢的用途。

14.由权利要求1至12中任一项所述的方法生产的FeSiAl合金用于生产镁的用途。

15.由权利要求1至12中任一项所述的方法生产的FeSiAl合金用于生产精炼级铁合金的用途。