CN101906534A

CN101906534A - 矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺

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Publication number: CN101906534A
Application number: CN 201010247516
Authority: CN
Inventors: 张先明
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2030-08-09
Also published as: CN101906534B

Abstract

矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺，属于铁合金生产技术领域，原料主要由含二氧化硅93-99％的硅石、含固定碳80-84％的兰炭、含三氧化二铁70％以上的氧化铁皮组成，将它们分别粉磨成粒度≤0.063mm的粉面后，与含二氧化硅70％以上的硅微粉按以下重量百分比混合：硅石粉45-55％，兰炭粉25-35％，氧化铁皮粉10-20％，硅微粉3-5％，称重后搅拌，然后压制成料坯，料坯的成型压强1.2--2.0Mp/cm²，其大小根据炉型决定，料坯入炉前要干燥，其含水量应小于3％，用上述原料处理工艺，可使冶炼节电20％-30％，节省兰炭15％-25％。本发明具有工艺简单，明显缩短冶炼时间，效率高，污染小，节能效果显著，经济效益和社会效益好的特点。

Description

矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺

1.所属技术领域：本发明涉及铁合金生产技术领域，特别涉及一种硅铁合金生产原料的预处理技术领域。

2.背景技术：

硅铁广泛地用于金属冶炼中，是炼钢过程中重要的脱氧剂之一，是轻金属冶炼业中重要的还原剂之一，是冶金工业不可缺少的重要原料。由于它属于高能耗产品，所以世界上硅铁的生产绝大多数是在发展中国家及欠发达地区进行，并且要有电力、煤炭及矿产资源的充分供应保证。

目前硅铁生产的原料主要是硅石、兰炭和氧化铁皮，冶炼时以块状入炉，其中原料硅石要求二氧化硅含量必须在96％以上，粒度为30-180mm，兰炭要求固定碳含量在80％以上，粒度为5——18mm，氧化铁皮要求三氧化二铁含量在70％以上，对粒度无要求，这三种原料可根据各自不同的配比，生产出各种不同牌号的硅铁。国内冶炼生产主要还是沿用这种老方法生产，为了确保冶炼过程中的透气性和温度均匀性，要求原料必须有一定的粒度。

硅石是自然界里储量最多的矿产资源之一，也是世界上最难还原的一种矿石，必须在高温条件下才能实现，在常压下其还原温度高达1700℃以上，这样硅石中的氧才能与兰炭中的碳发生化学反应，产生的一氧化碳溢出燃烧；硅石中的硅才能与氧化铁皮中的铁化合反应，生成硅铁合金这种产品。为了达到这么高的还原温度，必须采用电极加热。目前的冶炼工艺，一般情况下，平均每生产一吨硅铁需耗电9000度左右。

中国专利200910022809.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，但是存在如下缺点：1、冶金焦粉在目前没有一家冶炼企业使用，其原因是导电性能差，灰分高，不适合作硅铁的原料；2、废硅石粉不能保证二氧化硅的含量；3、根据其公开的原料粒度，是难以压制成型的。

3.发明内容：

本发明的目的是降低冶炼成本，增加产品的利润和竞争力，为发展低碳经济做贡献。

本发明是这样实现的，将购进的原料硅石破碎成粒度小于30mm的碎块，再破碎到粒度小于10mm的颗粒，然后粉磨成粒度≤0.063mm的粉面；再将购进的原料兰炭和氧化铁皮(＜5mm)直接粉磨成粒度≤0.063mm的粉面。将上述三种料粉以及从除尘器中回收的微硅粉混合，混合前按配方比例分别过磅，各种料粉的配方比例如下(重量百分比)：

硅石粉(含二氧化硅93-99％)45-55％，兰炭粉(含固定碳80-84％)25-35％，氧化铁皮粉(含三氧化二铁70％以上)10-20％，硅微粉(含二氧化硅70％以上)3-5％，原料粉总量为100％。

将称重好的上述各种粉料一同放入搅拌机，搅拌1到3分钟，再加入一定量的粘合剂和水以后继续搅拌，直到用手可以捏成团为止。

将搅拌混合好的上述粉料放入成型机压制成型，料坯的大小可根据矿热炉炉型来决定，料坯的形状可以是球形、鸭蛋形或其它体型，其目的是在冶炼过程中能保持料坯之间有良好的透气性和滑动性，以及良好的易加热性及温度均匀性，一般以料坯直径为30——80mm的扁球状为好。为了使料坯在入炉冶炼时具有良好的抗压、抗爆裂强度，料坯的成型压强应达到1.20-2.0Mp/cm²，而且料坯在入炉前要保持一定的干燥度(料坯含水量应小于3％)，当然，料坯含水量越低越好，这有利于更好地节能。在气温高时，自然晾晒就可以，除在冬季需要将料坯放入烘干炉中烘干外，其它季节均可直接送入原料场地堆放进行自然干燥。

在本发明的生产工艺中，兰炭除主要作为还原剂和导电体外，它还起一个辅助加热的作用。由于本发明的工艺要求粉料粒度细(≤0.063mm)，料坯成型压强大，原料结合紧密，从而加快了原料间的化合反应速度，这样不仅可节电20％-30％，而且可节省兰炭15％-25％，同时大量减少了二氧化碳的排放，从而保护了环境，减少了大气污染，具有较好的经济效益和社会效益。虽然在原料的压制成型工艺过程中每吨硅铁的生产成本增加了100元左右，但是在入炉冶炼工艺中每吨硅铁却可以节电2000-3000度，以每度电0.48元计算，单节电一项每吨硅铁即可降低生产成本960-1450元；而且每吨硅铁还可节约兰炭200-300公斤，以每吨兰炭1100元计算，又可降低生产成本220-330元，每吨硅铁实际可以降低成本1060-1680元，这不仅改写了高能耗冶炼硅铁的历史，而且大大降低了硅铁的生产成本，提高了硅铁的市场竞争力，同时节约了能源，减少了三废污染，保护了环境。

4.附图说明：

图1为本发明的工艺流程图。

5.具体实施方式：

以下结合附图和申请人给出的实施例对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

首先，将购进的粒度为30-180mm的成分合格的原料硅石，放入腭式破碎机破碎至粒度30mm以下，再放入锤式破碎机破碎至粒度10mm以下，然后装进雷蒙磨粉磨至粒度≤0.063mm的粉面，放入独立的料仓。再将购进的粒度为5-18mm的兰炭，直接进入雷蒙磨磨至粒度0.063mm以下的粉面，也进入独立的料仓。将购进的氧化铁皮进行筛分，粒度5mm以上的直接进入独立的料仓，用于临时配制低品位硅铁时按配方计重后直接入炉，将粒度5mm以下的直接进雷蒙磨磨至粒度0.063mm以下的粉面，进入独立的料仓。将硅铁冶炼除尘设备中除下的硅微粉直接储备在配料车间。按照75#硅铁的成分要求，将上述四种原料粉的配方比例确定后，再根据轮碾式搅拌机的容量，按每次搅拌600公斤的重量来分别过磅配料，即硅石粉(SiO₂含量为96-98％)300公斤，兰碳粉(固定碳含量为81-83％)180公斤，氧化铁皮(Fe₂O₃含量为71％)90公斤，作为粘合剂之一的硅微粉30公斤，过磅计量后全部倒入轮碾式搅拌机，干搅1-3分钟，然后加适量清水和2％的水玻璃，继续搅拌3-5分钟，用手可以捏成团即可，拌匀后送入对辊式压球机(成型机)压球，料球的成型压强1.3Mp/cm²，料球形状为鸭蛋形，料球的长*宽*厚＝50mm*40mm*30mm，将压好的料球用皮带输送机送入原料场地堆放，晾晒到料球含水量在2％以下时，入炉冶炼。

通过在12500KVA矿热炉冶炼试验，本发明矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺缩短了冶炼时间，增加了产量；用原来的原料处理工艺平均每天可以冶炼30吨75#硅铁，平均耗电9100度/吨；采用本发明的原料处理工艺，平均每天可冶炼40.8吨75#硅铁，平均耗电将近6700度/吨，平均每吨节电2400度以上，节电率近26.4％。通过实施例证明，本发明的原料处理工艺提高了炉况的稳定性，降低了工人的劳动强度，减少了废气排放量，节能效果显著，有较好的经济效益和社会效益。

Claims

1.一种矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺，其特征在于原料由硅石、兰炭、氧化铁皮及硅微粉组成，将原料硅石分级破碎成粒度小于30mm的碎块和粒度小于10mm的颗粒，然后粉磨成粒度≤0.063mm的粉面；将原料兰炭直接粉磨成粒度≤0.063mm的粉面；将氧化铁皮筛分，小于5mm的直接粉磨成粒度≤0.063mm的粉面，将它们与硅微粉按硅石粉45-55％，兰炭粉25-35％，氧化铁皮粉10-20％，硅微粉3-5％，料粉总量为100％的配方重量百分比混合，分别过磅称重后一同放入搅拌机，搅拌1到3分钟，再加入一定量的粘合剂和水，继续搅拌3-5分钟，混合均匀后压制成料坯，料坯的成型压强1.2--2.0Mp/cm²。

2.根据权利要求1所述的一种矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺，其特征在于原料硅石含二氧化硅93-99％，原料兰炭含固定碳80-84％，原料氧化铁皮含三氧化二铁70％以上，原料硅微粉含二氧化硅70％以上。

3.根据权利要求1所述的一种矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺，其特征在于料坯的大小根据矿热炉炉型来决定，料坯的形状可以是球形、鸭蛋形或其它体型，以料坯直径30——80mm的扁球状为好。

4.根据权利要求1所述的一种矿热炉冶炼硅铁的原料处理工艺，其特征在于料坯入炉前要干燥，其含水量应小于3％。