CN100365145C - 铝硅铁合金制造工艺 - Google Patents

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Abstract

发明公开了一种铝硅铁合金制造新工艺，1、将氧化铝、铁屑及碳质还原剂破碎并烘干；2、按成品合金中铝、硅、铁成分含量计算出所需氧化铝、硅石、铁及碳质还原剂重量；3、将粉碎并烘干之氧化铝、铁屑、碳质还原剂按计算量搅拌均匀备用；4、将混合原料经双辊轧制机轧制成球团，球团粒度要求为3～5cm，原料准备完毕备用；5、将球团与硅石、铁屑及碳质还原剂按比例配制均匀后，均一投入炉内，不可发生原料偏析，可同时投入木炭或苞米棒芯，保持熔解过程中的透气性；6、视现场情况而定，熔炼2～3小时即可出炉，先放入带有保温功能的台包车中，待出炉完毕后，倒入铸模中铸成铝硅铁合金锭成品。

Description

铝硅铁合金制造工艺
技术领域
本发明涉及一种铝硅铁合金制造工艺，属于冶炼技术领域。
背景技术
目前，硅铝铁合金的生产方法是：将金属铝、工业硅及铁屑进行再次重熔，生产顺序是：首先将金属铝在炉内熔化后，再投入金属硅及铁屑熔解混合，做成合金，最后将合金熔液注入铸模制造成铝硅铁合金，此种方法多出一道炼铝工艺，需花费二次成本，属典型的以牺牲资源和环境为代价的生产方式，在能源紧缺的今天，传统的耗能工艺急待改进。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种铝硅铁合金制造工艺，它既能简化生产工艺节省能源，降低冶炼成本，又能提高产品的技术含量和附加值，从而提高市场竞争能力。
本发明之任务是按如下方式完成的：
1、将氧化铝、铁屑及碳质还原剂分别破碎成10mm以下，用磨磨制成粒度为55～65目的粉末，通过烘干机烘干备用。
2、按成品铝硅铁合金中铝、硅、铁各成分含量要求，分别计算生产中所需氧化铝(Al2O3)、硅石(SiO2)、铁(Fe)及碳质(C)还原剂的重量，计算方法如下：
氧化铝粉重量＝mAl/(Al2O3％×54/102+Al％)/0.9
式中：mAl----成品铝硅铁合金中铝的含量
Al2O3％----氧化铝粉中氧化铝的有效含量
54/102----Al2的分子量/Al2O3的分子量
Al％----氧化铝粉中单质铝的有效含量
0.9----氧化铝的利用率；
硅石的重量＝msi/(SiO2％×28/60)/0.9
式中各数据意义与上面相同；
铁屑重量＝mFe/0.96，0.96为铁的利用率；
碳质还原剂的用量是根据其与氧化铝、硅石进行还原反应的不同消耗量分别计算如下：
用于氧化铝之碳量＝(氧化铝粉重量×Al2O3％×36/102)÷0.8
式中：(氧化铝粉重量×Al2O3％)----氧化铝的重量
36/102----反应式中氧化铝中含3个氧，需3个碳，即36为3个碳的分子量，102为氧化铝的分子量
0.8----还原剂中固定碳的含量为80％，根据实际情况，综合还原剂(石油焦\煤焦等)固定碳的含量为80％；
用于硅石之碳量＝(硅石重量×SiO2％×24/60)÷0.8
式中各数据意义与上面相同。
3、将上述经粉碎并烘干之氧化铝、铁屑、碳质还原剂按计算量投入搅拌机搅拌均匀备用，其中铁屑投入量按等比分配留出与硅石熔化量。
4、将上述搅拌混合之原料经双辊轧制机轧制成球团，球团粒度要求为3～5cm，强度为一米落地2～4瓣以下，原料准备完毕备用。
5、将球团与硅石、铁屑及碳质还原剂按比例配制均匀后，均一投入炉内，不可发生原料偏析，可同时投入木炭或苞米棒芯，保持熔解过程中的透气性；
化学反应式：
Al2O3+SiO2+C+Fe→Al+Si+Fe+CO↑。
6、视现场情况而定，熔炼2～3小时即可出炉，先放入带有保温功能的台包车中，待出炉完毕后，倒入铸模中铸成铝硅铁合金锭成品。
本发明充分利用我国丰富的铝硅矿产资源优势，一改传统二次冶炼工艺，使用碳素还原剂，将氧化铝、硅石、铁屑一次性加工成合金，节能效果明显，降低生产成本，用改进生产工艺、提高技术含量来增加产品的附加值，使其更具市场竞争力，同时对建立节约型社会、经济的可持续发展具有重要意义。
具体实施方式
以生产含铝40％、硅40％、铁20％之铝硅铁合金1000Kg为例：
1、计算：
氧化铝粉重量＝400Kg/(0.6×54/102+0.15)/0.9＝950Kg
硅石的重量＝400Kg/(0.996×28/60)/0.9＝956Kg
铁＝200Kg/0.96＝208Kg
用于氧化铝之碳量＝(950Kg×0.6×36/102)÷0.8＝252Kg
用于硅石之碳量＝(956Kg×0.996×24/60)÷0.8＝476Kg。
2、将氧化铝、铁屑及煤焦还原剂分别破碎成10mm以下，用磨磨制成粒度为55～65目的粉末，通过烘干机烘干备用。
3、将上述经粉碎并烘干之氧化铝950Kg、铁屑104Kg、煤焦还原剂252Kg投入搅拌机搅拌均匀备用，其中铁屑投入量按等比分配留出与硅石熔化量104Kg。
4、将混合原料经双辊轧制机轧制成球团，球团粒度要求为3～5cm，强度为一米落地2～4瓣以下，原料准备完毕备用。
5、将球团与硅石956Kg、铁屑104Kg及煤焦还原剂476Kg配制均匀后，均一投入炉内，不可发生原料偏析，同时投入木炭或苞米棒芯，保持熔解过程中的透气性。
6、熔炼2.5小时即可出炉，先放入带有保温功能的台包车中，待出炉完毕后，倒入铸模中铸成5Kg或10Kg铝硅铁合金锭成品出厂。

Claims (1)

1.一种铝硅铁合金制造工艺，其特征在于：
(1)将氧化铝、铁屑及煤焦还原剂分别破碎成10mm以下，用磨磨制成粒度为55～65目的粉末，通过烘干机烘干备用；
(2)按成品铝硅铁合金中铝、硅、铁各成分含量要求，分别计算生产中所需氧化铝、硅石、铁及煤焦还原剂的重量，计算方法如下：
氧化铝粉重量＝mAl/(Al2O3％×54/102+Al％)/0.9
式中：mAl----成品铝硅铁合金中铝的含量
Al2O3％----氧化铝粉中氧化铝的有效含量
54/102----Al2的分子量/Al2O3的分子量
Al％----氧化铝粉中单质铝的有效含量
0.9----氧化铝的利用率，
硅石的重量＝msi/(SiO2％×28/60)/0.9
式中各数据意义与上面相同，
铁屑重量＝mFe/0.96，0.96为铁的利用率，
煤焦还原剂的用量是根据其与氧化铝、硅石进行还原反应的不同消耗量分别计算如下：
用于氧化铝之还原剂量＝(氧化铝粉重量×Al2O3％×36/102)÷0.8
式中：氧化铝粉重量×Al2O3％----氧化铝的重量
36/102----反应式中氧化铝中含3个氧，需3个碳，即36为3个碳的分子量，102为氧化铝的分子量
0.8-----还原剂中固定碳的含量为80％，根据实际情况，煤焦还原剂固定碳的含量为80％，
用于硅石之还原剂量＝(硅石重量×SiO2％×24/60)÷0.8
式中各数据意义与上面相同；
(3)将上述经粉碎并烘干之氧化铝、铁屑、煤焦还原剂投入搅拌机搅拌均匀备用，其中氧化铝和煤焦还原剂按计算量投入，铁屑按计算量的一半投入；
(4)将上述搅拌混合之原料经双辊轧制机轧制成球团，球团粒度要求为3～5cm，强度为一米落地4瓣以下，原料准备完毕备用；
(5)将球团与硅石、剩下的一半铁屑及煤焦还原剂按比例配制均匀后，均一投入炉内，不可发生原料偏析，同时投入木炭或苞米棒芯，保持熔解过程中的透气性，
化学反应式：
Al2O3+SiO2+C+Fe→Al+Si+Fe+CO↑；
(6)熔炼2～3小时即可出炉，先放入带有保温功能的台包车中，待出炉完毕后，倒入铸模中铸成铝硅铁合金锭成品。
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