CN1037114C

CN1037114C - 高电阻高活性矿热电炉炉料的制造方法

Info

Publication number: CN1037114C
Application number: CN93110666A
Authority: CN
Inventors: 唐贤容; 杨华明
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-04-16
Also published as: CN1094449A

Abstract

高电阻高活性矿热电炉炉料的制造方法属于化工、冶金电炉熔炼生产领域。本发明是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，经压制成型为综合团矿，干燥后用于电炉熔炼，综合团矿粒度均匀，料层透气性好，比电阻大，机械强度高，热稳定性好，粒度均匀，可有效地防止电炉发生刺火塌料，与现有技术相比，操作电压可提高20%以上，电极插入深度增加3～8倍，节电20～40%，产量提高一倍以上，提高产品质量，节约原材料消耗。本发明适用于矿热炉、电弧炉熔炼金属、铁合金属、铝合金、工业硅以及黄磷等。

Description

高电阻高活性矿热电炉炉料的制造方法

本发明属于化工、冶金电炉熔炼生产领域。

电炉熔炼是以电能为热能能源，用炭作还原剂，将矿石还原而生产金属、合金等。到目前为止，不论是矿热炉、还是电弧炉，人们对电炉的供电设备和电炉的结构研究较多，而对炉料的结构则涉及很少，炉料通常采用天然富块矿、烧结矿或加压成型或滚动成型的单一团矿，还原剂为焦炭、熔剂为天然块矿，接一定比例混合而成炉料，炉料粒度一般为5～40mm，其中焦炭粒度较小，矿物粒度较大；日本用废渣作粘结剂，用碳酸化养生法生产加炭球团冶炼硅锰合金，但不是高电阻高活性的炉料，其目的在于解决粉料利用；采用上述炉料进行熔炼，存在有以下缺陷：由于炉料某些组分比电阻偏小，且各组分的电阻相差悬殊，如30～5mm块焦，比电阻为10～50Ω.cm，而生产铁合金用的金属铁屑比电阻更低，且化学活性差、反应速度慢；由于炉料各组分粒度、比重不一，加上混合不均，产生偏析，从而造成料层短路，电炉熔池积炭，导致操作电压降低，减少电极插入深度；炉料各组分粒径级差大，料层透气性不均，常发生刺火塌料，而且粒径小于5mm的粉末不能直接利用，电炉熔炼电耗较大、热效率低，反应效率低。

为了解决以上问题，本发明提供一种高电阻高活性的矿热电炉炉料。

本发明提供的矿热电炉炉料，是将含水份小于4％的矿物原料、还原剂和熔剂充分混匀后添加1～3％(干基计)的有机复合粘结剂，混合后，经加压成型为30×25×20mm的团矿，或者当矿物原料粒度60％以上小于0.075mm时，可用圆盘造球机造成15～20mm的球形团矿。团矿经150～200℃烘干或自燃风干(水份小于1％)即可。高电阻有机复合粘结剂是用含30％以上的腐殖酸的泥煤、褐煤或风化煤粉碎至粒径小于1mm，在20％的NaOH溶液中，搅拌30～40分钟制得，搅拌温度为90～100℃，并保温使用。为了提高炉料的电阻，在综合团矿中内配高电阻还原剂，如无烟煤、半焦、木炭等代替低电阻还原剂焦炭对干矿物原料、还原剂、熔剂及添加剂，将其粉碎至粒度小于3mm，以增加其接触电阻和比表面积，并且粒度越细，比电阻越高；对于原料的混合，采用高电阻原料与低电阻原料相互结合使用的方法，以形成相互嵌布的综合体，从而提高比电阻和化学活性。

采用本发明的高电阻高活性矿热电炉炉料熔炼，具有以下特点：

1.炉料中矿物原料、还原剂、添加剂粒度小：接触面积大：比电阻高：较现有炉料提高5～1000倍以上，因而化学活性高、反应速度快；2.炉料中焦炭电阻相应提高到大于9×10⁵Ωcm，3.用高电阻还原剂代替低电阻还原剂焦炭，并且加入高电阻的有机复合粘结剂，组成为多孔团聚的高阻炉料体系，炉料料层比电阻可以通过团矿的物理性能加以调整：4.综合团矿粒度均匀，料层透气性好，可有效地防止电炉发生刺火塌料，有利于提高产品质量；5.与现有技术相比，操作电压可提高20％以上，电极插入深度增加3～8倍，可抑制未熔化区一支路电流损耗，扩大坩埚区熔化范围，提高熔化温度，并能防止熔池积炭，因而可节电20～40％，单炉产量提高一倍以上，节约原材料消耗。

本发明适用于矿热炉、电弧炉熔炼金属、铁合金属、铝合金以及黄磷等。

实施例：

1.以铁屑或氧化铁皮、硅石为矿物原料，用电炉、冶炼硅铁。将原料、还原剂破碎至粒径小于3mm，按配料比配料，配合料初混后加入占配料量重的2％左右腐殖酸盐溶液，经混合均匀后在辊式团压机上制成30×20×25mm的团矿，再经180℃的温度干燥后即得成品炉料。原始单一团矿比电阻为315.113Ω.cm(块矿比电阻为59.20Ω.cm)，团矿内配50％的无烟煤代替焦粉配量作还原剂，综合团矿的比电阻为86.88×10⁵Ω.cm，900℃高温时团矿比电阻为(0.4～1)×10⁵Ω.cm。成品炉料入炉粒度均匀，水份＜1％，机械强度好(抗压强度＞80公斤/cm²，落下强度＞10次/米)，热稳定性高，比电阻大(＞10⁵Ω.cm)。然后均匀合理布入电炉，必要时补加少量15～20mm的硅石或还原剂调整，操作电压可相应提高20％以上，电极插入深度由原来100mm左右增加到400～800mm，达到节电、高效、低耗、经济的目的。

2.将电炉生产黄磷的原料、磷精矿、硅石和还原剂均破碎粒度＜3mm，按配料比配料，初混后加入自制腐殖酸盐水溶液粘结剂(有效成分于基用量2～3％)，混匀后在造球机上制成15～20mm的球团。湿团矿经180℃温度干燥后得成品综合炉料。制备的综合黄磷团矿比电阻为p＝22.232×10⁵Ω.cm，采用50％的无烟煤粉代替焦粉配量作还原剂，团矿比电阻为p＝102.314×10⁵Ω.cm。黄磷电炉应用高比电阻、高活性的综合团矿熔炼，同样可以提高操作电压20％以上，增加电极插入深度3～8倍，节电30％，还可以提高磷酸盐的还原率，增加单炉产量和提高产品质量。

Claims

1.一种高电阻高活性矿热电炉炉料的制造方法，是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，加压成型或滚动成型综合团矿，经干燥后用于电炉还原熔炼或还原挥发熔炼，其特征在于：

a.所述的有机复合粘结剂是用含30％以上的腐殖酸的泥煤、褐煤或风、化煤制得的腐殖酸盐溶液，按干基配料比计算，添加量为1～3％；

b.所述的矿物原料、还原剂、熔剂的粒度小于3mm，按重量百分比所含水分少于4％；

c.所述的综合团矿是按上述要求配料并充分混匀后，经对辊团压机加压成为30×25×20mm的团矿，湿团矿经150～200℃烘干或自然风干至水份小于1％。

2.根据权利要求1所述的矿热电炉炉料的制造方法，其特征在于，当矿物原料粒度60％以上小于0.075mm时，团矿的成型用圆盘造球机制成15～20mm的球形团矿。

3.根据权利要求1或2所述的矿热电炉炉料的制造方法，其特征在于，所述的有机复合粘结剂是用含30％以上的腐殖酸的泥煤、褐煤或风化煤粉碎至粒径小于1mm，在20％的NaOH溶液中，搅拌30～40分钟制得，搅拌温度为90～100℃，并保温使用。

4.根据权利要求1或2所述的矿热电炉炉料制造方法，其特征在于，所述的综合团矿内配还原剂为无烟煤、半焦、木炭。