CN1042750C - 超低碳硅铁的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种超低碳硅铁的生产方法，包括把按常规方法生产的硅铁水倒入带有附加保温层的中间包中，在保温条件下通入氯气20-180分钟，通气量为15-60kg/T(硅铁)，停止通气后，用疏松物将浇口堵住，盖上中间包盖，待出铁时将疏松物打开一个小口以让硅铁水流出而将浮渣截留在中间包中。将冷却后的硅铁破碎并筛取3-80mm的颗粒，用压缩空气将产品附着的粉尘和3mm以下的颗粒吹去。该方法能稳定地生产出C＜0.010%的硅铁，工艺步骤简单，成本低廉。
Description
本发明涉及冶金领域，更具体地说，涉及超低碳硅铁的生产方法。
低碳硅铁通常泛指碳含量在0.04％以下的硅铁，它主要用于生产无取向硅钢。现有特殊硅铁或高纯硅铁的生产方法是将熔融硅铁注入中间包内，然后往中间包内通入氯气，由于氯与碳、钛、钙等杂质的反应而使硅铁中的碳降低至0.04％以下，钛降低至0.03-0.05％，钙降低至0.05-0.07％。然而这种硅铁不能用来生产高级无取向硅钢，因为碳是影响冷轧无取向硅钢片电磁性能的主要杂质之一。如果碳含量过高，则在生产硅钢片时，为了降低硅钢中的碳含量就要在后续的真空炉脱碳退火工序中放慢机组速度，延长脱碳退火时间，从而增加了生产成本，影响了经济效益。所以硅铁中含碳量越低越好。但如果对碳含量要求过低，又会增加硅铁的生产成本，所以从整个生产的经济平衡考虑，一般要求用于生产高级无取向硅钢的超低碳硅铁中的碳含量在0.015％以下，优选在0.010％以下。
中国专利CN1003604B说明书中称按其方法生产的硅铁含碳量为0.05-0.003％。但在其全部3个实施例的产品中，只有一个实施例产品的碳含量等于0.015％，其他两个实施例产品的碳含量为＜0.05％，因此不能稳定地达到碳含量在0.015％以下的最低要求。而且至今尚未见碳含量＜0.015％的硅铁产品问世。
本发明的目的是要提供一种能够克服现有的技术的缺点，能够稳定地生产出碳含量在0.015％以下，优选在0.010％以下甚至更低碳含量的超低碳硅铁的生产方法。
为了达到上述目的，本发明人进行了深入的研究，结果发现，按现有技术生产的硅铁中的碳含量没有达到＜0.015％的原因有如下几点：(1)没有进行炉外精炼。因为在高温下的液态硅铁与作为还原剂的碳直接接触，由于高温下碳在液态硅铁中的溶解度较高，因此不进行炉外精炼绝对不能使碳含量降低到＜0.015％；(2)即使在护外采用氯气或氯氧混合气鼓泡精炼，但由于通常的中间包没有采取附加的保温措施，所以通氯气的时间不能太长，否则会使硅铁由于温度降低太多而粘结在中间包上无法倒出。从上述现有技术看，其通氯气的时间只有20-40分钟，这对于使用中等规模的中间包(约1至2吨)进行炉外精炼生产超低碳硅铁来说一般是不够的，只有在使用较小的中间包时，可以将通氯气的时间适当缩短；(3)在将硅铁水从中间包往外浇铸时没有采取渣铁分离的措施。由于渣和硅铁水一起从中间包倒出，如果分离不干净，会导致硅铁中夹渣，使精整困难，并因此使硅铁中的碳和其他杂质的含量增加，从而使硅铁中的碳含量达不到超低碳硅铁的要求。由于找到了这些不利于碳含量降低的原因，从而完成了本发明。
从而，本发明提供了一种超低碳硅铁的生产方法，其构成如下：
1、一种超低碳硅铁的生产方法，其特征在于，把按照常规方法生产的硅铁水倒入带有附加保温层的中间包中，在使用可燃疏松物保温的条件下鼓泡通入氯气或氯氧混合气，氯气或氯氧混合气的通入量为15-60kg/T(硅铁)，优选为25-50kg/T(硅铁)，通气时间为20-180分钟，优选为30-140分钟，更优选为90-120分钟，在停止通气后，用一种疏松物将浇口堵住，盖上中间包盖，待出铁时将所述疏松物通开一个10-40mm的小口，开口的大小以能让硅铁水顺利地流出并能将浮渣截留在中间包内为准，然后将硅铁水浇入常规的容器中。
2、上述中间包附加保温层的厚度在1cm以上，优选为2-10cm。
3、上述中间包附加保温层的材料为石棉或硅酸铝纤维。
4、在上述硅铁凝固冷却后，进一步将硅铁破碎，筛取3-80mm，优选4-60mm，更优选5-20mm的颗粒，并用压缩空气将产品上附着的粉尘和3mm以下的颗粒吹去。
下面对本发明的方法进行较详细的解释。
在上述第1点中所说的可燃硫松物的作用是给中间包中的硅铁水表层保温，以免由于冷却作用而出现固体硬壳。所说可燃疏松物没有特制限制，只要能有效地保温即可。其例子有：稻草、麦秸、野草、玉米杆、树叶、谷壳、木屑、木刨花等。
上述用于堵住浇口的疏松物不要求起保温作用，因此可以是不燃的，也可以是可燃的。如果是可燃的，为了避免很快烧掉，可先用水打湿，然后再用其堵住浇口。之所以要求有一定疏松度，为的是在出铁时能较容易地用钢钎通开一个出铁口。优选的用于堵浇口的疏松物有浸湿的稻草、麦秸、野草、木刨花等。
上述第4点所述用压缩空气将3mm以下的颗粒吹去的目的是为了进一步降低碳的含量，因为碳在硅铁中集中在晶界处，所以在硅铁破碎后，粉尘或细颗粒中的碳含量就相对地提高，因此最好用压缩空气将其吹去。这些被除去的含碳量较高的细颗粒可以返回前面的冶炼工序中或作为对碳含量要求不太严格的硅铁使用。
与现有技术的低碳硅铁生产方法相比，本发明的方法能稳定地使硅铁中的碳含量降低至0.015重量％以下，也可根据用户的需要，稳定地将碳含量降低至0.010重量％以下甚至0.003重量％以下，并且本发明的方法的工艺步骤简单，成本低廉。
下面举出实施例来进一步解释本发明，但本发明不受这些实施例的限制。
实施例1
采用的设备为用于生产常规硅铁的8000KVA的矿热炉。
采用的原料重量配比为
硅石∶石油焦∶木块∶硅钢屑=100∶48∶13∶12
所用石油焦为采用16mm的筛子过筛，粒度在16mm以下自然粒度分布的产品。将配料混匀，然后将其加入矿热炉中按常规的熔炼法进行还原熔炼。出炉前先往中间包内加稻草燃烧以提高中间包的温度，然后将出炉的硅铁水放入中间包内，待中间包内的硅铁水达到约300mm深时，打开氯气钢瓶，通过一根内径为20mm的石墨管通气，待氯气从石墨管的管口冒出时才将该石墨管插入硅铁中，随着中间包内硅铁水的增加，不断加稻草使其燃烧保温，并使通入的氯气量随着硅铁水深度的增加而加大，以硅铁水不溅出中间包为原则，共通入氯气约2小时，中间包内的硅铁水约1.5吨，共计消耗约40kg氯气，平均氯气消耗率为26.7kg/T(硅铁)。停止通氯气后，在中间包的浇口处用一团湿稻草堵严，将钢板制的中间包盖盖上并在浇铸前用钢钎在湿稻草处通开一个大小约为25mm的开口，让硅铁水源源不断地流入锭模内，但浮渣和稻草灰被湿稻草截留住，因而可获得不带浮渣的干净硅铁产品。
将冷却后的硅铁破碎，按用户要求筛取5-20mm粒度的产品，并用压缩空气将硅铁产品上附着的粉尘和5mm以下的细粒吹去并收集作为其他用途对5-20mm粒度的产品取样分析，所获分析结果如下(重量％)：Si C S P V B Mn Mg76.5 0.012 0.003 ＜0.02 ＜0.01 ＜0.002 0.07 ＜0.04Ti Ca Cu Cr Ni Zr Al0.018 0.021 ＜0.04 ＜0.04 ＜0.04 ＜0.007 0.002
实施例2
基本上按照与实施例1相同的步骤和条件进行实验，所不同之处是用干野草代替实施例1的稻草进行中间包的预热和硅铁水的保温，以及用湿野草代替实施例1中的湿稻草堵住中间包的浇口。其他条件为，中间包出硅铁1.37，消耗氯气39kg，平均氯气消耗率为30kg/T(硅铁)。通气时间为90分钟。所获硅铁同样破碎成5-20mm的产品并用压缩空气吹去产品上附着的粉尘和5mm以下的细粒。所获产品中的碳含量为0.011重量％。
Claims (10)
1、一种超低碳硅铁的生产方法，其特征在于，把按照常规方法生产的硅铁水倒入带有附加保温层的中间包中，在使用可燃疏松物保温的条件下鼓泡通入氯气或氯氧混合气，氯气或氯氧混合气的通入量为15-60kg/T(硅铁)，通气时间为20-180分钟，在停止通气后，用一种疏松物将浇口堵住，盖上中间包盖，待出铁时将所述疏松物通开一个10-40mm的小口，然后将硅铁水浇入常规的容器中。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所说中间包附加保温层的厚度在1cm以上。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所说中间包附加保温层的厚度为2-10cm。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所说的保温层的材料为石棉或硅酸铝纤维。
5、如权利要求1所述的方法。其特征在于，其中所说氯气或氯氧混合气的通入量为25-50kg/T(硅铁)。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所说氯气或氯氧混合气的通入时间为30-140分钟。
7、如权利要求1或6所述的方法，其特征在于，其中所说氯气或氯氧混合气的通入时间为90-120分钟。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述用于在中间包保温的可燃疏松物包含稻草、麦秸、野草、玉米杆、树叶、谷壳、木屑、木刨花。
9、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述用于堵塞中间包浇口的疏松物包含浸湿的稻草、麦秸、野草、木刨花。
10、如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所说硅铁水浇入常规容器中之后，待其冷却凝固，进一步将该硅铁破碎，筛取3-80mm的颗粒，然后用压缩空气将产品上附着的粉尘和3mm以下的颗粒吹去。
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