CN101560614A

CN101560614A - 一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产硅铁合金的方法

Info

Publication number: CN101560614A
Application number: CNA2009100228093A
Authority: CN
Inventors: 巨建涛; 张朝晖; 杨双平; 俞景禄
Original assignee: Xian University of Architecture and Technology
Current assignee: Xian University of Architecture and Technology
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2009-06-03
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2029-06-03
Also published as: CN101560614B

Abstract

本发明公开了一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产硅铁合金的方法，生产的硅铁合金由以下原料及其重量百分比组成：含SiO₂ 97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％，膨润土：2％～5％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％，石灰：1％～2％，上述原料的百分比之和为100％，其中，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm。本发明采用废弃的硅石粉代替硅石，废弃的焦粉代替兰炭或冶金焦，用氧化铁皮代替钢屑，通过压块来生产硅铁，不仅加快了硅铁合金的冶炼速度，缩短了硅铁合金的冶炼时间，还节约了电能，节省了约15％的冶炼成本；而且使冶炼具有良好的炉况和操作条件，改善了工人工作环境，减轻了工人劳动强度。

Description

一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产硅铁合金的方法

技术领域

本发明涉及铁合金生产领域，特别涉及一种利用废弃物硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产硅铁合金的方法。

背景技术

一般硅铁生产原料为：硅石、冶金焦或兰炭和钢屑，并对原料粒度有一定的要求，其中硅石的粒度要求一般为30～100mm；冶金焦或兰炭的粒度要求一般为10～18mm。在正常生产中，硅石破碎时会产生约10％～15％的粒度小于30mm不符合冶炼要求的硅石粉，目前硅石粉没有很好的利用方法，只能废弃堆积；而冶金企业在炼焦过程中会产生粒度小于8mm，约占焦炭量10％左右的焦粉。焦粉也没有找到有效的成型办法，只能当作低级燃料廉价处理。这些废弃的资源不能再利用，不仅造成了大量资源浪费，生产成本上升，经济效益下降，更为重要的是废弃硅石粉、焦粉露天堆积占用耕地，风吹日晒，四处飞扬，对环境造成严重的粉尘污染，直接影响到生产厂区及周围居民的工作和生活环境，危害人体健康。因此，开展对硅石粉、焦粉的应用研究具有十分重要的现实意义。我国每年用于硅铁合金生产的钢屑量在200万吨左右，而产出量只有180万吨左右。在轧钢过程中产生的氧化铁皮占所处理钢材的3％～5％，其w(Fe)高达80％～90％，如应用于硅铁合金生产来代替钢屑，不但使资源得到循环利用，降低生产成本，而且符合节能降耗的清洁生产理念。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产硅铁的方法。由于硅铁合金的生产需要大量的硅石、碳质还原剂、钢屑等原料，为实现对废弃物再利用，该方法以废弃的硅石粉代替硅石，废弃的焦粉代替兰炭或冶金焦，用氧化铁皮代替钢屑，通过压块来生产硅铁合金。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案：

一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产的硅铁合金，其特征在于，生产的硅铁合金由以下原料及其重量百分比组成：含SiO₂为97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％，膨润土：2％～5％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％，石灰：1％～2％，上述原料的百分比之和为100％，其中，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm。

上述用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产的硅铁合金，其特征在于，该方法选用废弃硅石粉、焦粉和氧化铁皮为主要原料，并加入膨润土、石灰，工业糖浆、水玻璃以及水作为粘结剂，具体包括下列步骤：

选择含SiO₂为97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％作为主要原料，其中，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm；

以膨润土：2％～5％，石灰：1％～2％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％与适量水混合作为粘结剂，与上述主要原料进行混合，均匀搅拌，然后压成块度为符合入炉标准的压块，在100℃～120℃下烘干6小时～8小时，最后入炉冶炼，得到符合标准要求的硅铁合金。

本发明与现有技术相比具有如下特点：

按照本发明的方法制备的生产硅铁合金的压块原料，符合硅铁生产要求：即烘干后抗压强度为1500～1800N；经2m高处跌落实验，大于40mm所占的比例＞70％；入炉后未见爆裂。

由于本发明所用原料块度非常均匀，因此，炉料透气性很好，料面火苗均匀，大大减轻了扎眼和捣炉的劳动强度。由于焦炭粒度小，使相同数量的焦炭颗粒增多，即比表面积增大，从而对Si和SiO的吸附能力增强；而且硅石粒度也小，且与焦炭接触均匀、紧密，接触面积大大增加。所以，反应速度大大加快。

对本发明来说，焦粒在炉料中的分布是均匀的，即炉内电阻分布均匀，因此电流变化相对平稳。硅铁合金的正常冶炼则难以做到焦粒分布均匀，若遇上加偏料，对电流稳定性的影响就更大。同等条件下，经试验表明，本发明比硅铁合金正常生产冶炼更有利于电极深插，因为炉料的电阻主要决定于焦炭，而压块的细粒焦比通常使用的大焦粒具有更高的电阻率。

另外，经试验表明，本发明与硅铁合金正常冶炼对比发现：硅石消耗量和[Si]回收率基本接近；兰炭与焦粉烧损基本相当；而电极消耗要少约10％～15％。

在硅铁合金生产中，电费约占总成本的65％～70％，所以冶炼电耗是一项举足轻重的指标。通过对比发现，本发明要比硅铁合金正常冶炼节约10％左右。按照本发明制备硅铁合金之所以节能，是因为：有利于提高电阻率，且使炉内电阻分布均匀，故能较好地实现电极平稳深插，从而提高了炉内的热效率，并且有利于加快反应的进行，缩短冶炼时间。

总之，本发明不仅加快了硅铁合金的冶炼速度，缩短了硅铁合金的冶炼时间，还节约了电能，节省了约15％的冶炼成本；而且使冶炼具有良好的炉况和操作条件，改善了工人工作环境，减轻了工人劳动强度。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

以下结合附图和发明人给出的实施例对本发明作进一步详细的分析说明。

具体实施方式

按照本发明的技术方案，利用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产的硅铁合金由以下原料及其重量百分比组成：含SiO₂为97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％，膨润土：2％～5％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％，石灰：1％～2％，上述原料的百分比之和为100％，其中，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm。

以下是发明人给出的具体实施例，需要说明的是，这些实施例是本发明较优的例子，本发明不限于这些实施例。

实施例1：

根据生产75硅铁合金的成分要求，取含SiO₂为98％的废弃硅石粉：58％，碳含量为85％的焦粉：28％，，氧化铁皮：8％，膨润土：2％，工业糖浆：1.0％，水玻璃：1.5％，石灰：1.5％。其中，硅石粉粒度为小于28mm，焦粉粒度为小于10mm，氧化铁皮粒度为小于15mm；

制备方法是：

将废弃硅石粉、焦粉和氧化铁皮作为主原料；

将配方量的膨润土、石灰、工业糖浆，水玻璃与适量水混合，作为粘结剂，与上述主原料进行混合，均匀搅拌，然后压成块度为符合入炉标准的压块，在120℃下烘干6小时，最后入炉冶炼，即可得到符合要求的75硅铁合金。

实施例2：

本实施例与实施例1所不同的是，配方和烘干条件有所调整，其余同实施例1。

根据生产75硅铁合金的成分要求，取含SiO₂为97％的废弃硅石粉：60％，碳含量为90％的焦粉：25％，氧化铁皮：7％，膨润土：4％，工业糖浆：1％，水玻璃：1％，石灰：2％。

烘干条件为100℃，烘干8小时。即可得到符合要求的75硅铁合金。

实施例3：

根据生产75硅铁合金的成分要求，取含SiO₂为99％的废弃硅石粉：55％，碳含量为84％的焦粉：32％，氧化铁皮：7％，膨润土：3％，工业糖浆：1％，水玻璃：1％，石灰：1％。

烘干条件为110℃，烘干7小时。即可得到符合要求的75硅铁合金。

实施例4：

根据生产75硅铁合金的成分要求，取含SiO₂为99％的废弃硅石粉：55％，碳含量为87％的焦粉：28.2％，氧化铁皮：10％，膨润土：4％，工业糖浆：0.8％，水玻璃：1％，石灰：1％。

烘干条件为120℃，烘干7小时。即可得到符合要求的75硅铁合金。

根据申请人的实验表明，只要在本发明的配方范围以及按照本发明的生产方法的工艺参数，均能够得到合格的75硅铁合金。

申请人通过在长安特钢厂180kVA矿热炉上具体生产效果来看，用本发明的技术方案生产的75硅铁合金，完全可以达到75硅铁正常生产的质量标准，硅铁中含硅量范围为74.2％～75.9％。而且电耗降低约10％，炉况正常，周围工作环境良好，工人劳动强度较低，在整个冶炼过程中，没有出现非正常情况。每吨硅铁可直接降低成本50元以上。

在180kVA矿热炉上，用压块占原料30％，与正常生产相结合进行生产的效果来看，产品质量未受任何影响，均符合质量标准。电耗与原生产方法相比节约近5％，炉况有所改善，“刺火”明显减少，工人劳动强度明显降低。工作环境污染有所减轻。在整个冶炼过程中，没有出现非正常情况。每吨硅铁可直接降低成本20元以上。

Claims

1、一种用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产的硅铁合金，其特征在于，生产的硅铁合金由以下原料及其重量百分比组成：含SiO₂为97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％，膨润土：2％～5％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％，石灰：1％～2％，上述原料的百分比之和为100％，其中，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm。

2、权利要求1所述的用硅石粉、焦粉和氧化铁皮压块生产的硅铁合金，其特征在于，该方法选用废弃硅石粉、焦粉和氧化铁皮为主要原料，并加入膨润土、石灰，工业糖浆、水玻璃以及水作为粘结剂，具体包括下列步骤：

选择含SiO₂为97％～99％的废弃硅石粉：55％～60％，碳含量为84％～90％的废弃焦粉：25％～32％，氧化铁皮：7％～10％作为主要原料，硅石粉粒度为3mm～30mm，焦粉粒度为3mm～10mm，氧化铁皮粒度为5mm～15mm；

以膨润土：2％～5％，石灰：1％～2％，工业糖浆：0.8％～1.5％，水玻璃：1％～2％与适量水混合作为粘结剂，与上述主要原料进行混合，均匀搅拌，然后压成块度为符合入炉标准的压块，在100℃～120℃下烘干6小时～8小时，最后入炉冶炼，得到符合要求的硅铁合金。