CN106191443A - 一种利用粉煤灰生产多元合金的方法 - Google Patents

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魏创林
陈明伟
朱永东
王凯
魏伟
郭璐
魏佳新
魏波
李健仁
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Abstract

本发明涉及一种利用粉煤灰生产多元合金的方法。其特征在于用煤粉灰（含有大量的硅和铝）通过添加其他工业废渣、除尘微粉，确定各元素含量进行合理的配比,利用周边电厂及企业生产废料粉煤灰及其他废渣、除尘微粉等原料生产多元合金，在传统生产多元合金所需的原料基础上掺比粉煤灰，代替了钢屑、铝锭的使用，减少硅石的用量。利用本发明方法生产多元合金，每吨产品可降低电耗2000‑3500度电，年节能量12498.5吨标煤，处置各项废渣粉16000吨。降低了生产成本，节约了资源，提高了产品附加值，使大量工业废渣得到综合利用，达到节能降耗的目的。

Description

一种利用粉煤灰生产多元合金的方法
技术领域
本发明属于多元合金的冶炼领域，针对宁夏地区电厂的废料粉煤灰及其他废渣生产多元合金的方法。
背景技术
粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气;若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。
发明内容
多元合金的传统生产方法主要为，矿热炉通过原料-硅石、焦炭、钢屑，利用电弧的能量产生的高温能量熔炼还原原料中的金属元素。目前该方法在国内主要以生产硅铁、硅锰合金为主。在生产过程中，将电能转换为热能，消耗极大的电量，同时，原料中元素的回收率较低，造成资源的浪费及严重的环境污染。
而我公司自主研发，利用周边电厂及企业生产废料粉煤灰及其他废渣、除尘微粉等原料生产多元合金，在传统生产多元合金所需的原料基础上掺比粉煤灰，代替了钢屑、铝锭的使用，减少硅石的用量。粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，氧化物组成为:SiO2、Al2O3及少量的FeO、Fe2O3、CaO、MgO、SO3、TiO2等，其中SiO2和Al2O3含量可占总含量的60%以上。粉煤灰中含有生产多元合金所需的多种元素，再通过等比例添加其他工业固废弃物，利用矿热炉铁水的热量将废料在精炼炉中热兑融化，生产出符合用户要求的多元合金产品。用此方法生产多元合金与传统生产方式相比，每吨降低了电耗2000-3500度。按节电3000度计算，可节标煤0.37吨标煤，以本企业年产多元合金20000吨计算，节标煤7400吨标煤。用此方法减少兰炭用量0.6吨，折算标煤9600吨，合计节约标煤为17000吨标煤，处置各项废渣粉16000吨。
一种利用粉煤灰生产多元合金的生产流程
生产前，应做好准备工作，确保设备安全性能良好，具备启动条件。
将废弃物进行处理，磨成粉状，并对原料进行抽样化验，将粉煤灰在旋风机中进行筛分。
将一定量废弃物粉按比例与粉煤灰混合，投入自行研发的上料系统。
上料机通过传送带将原料送入矿热炉中烧结成块，形成生产铁合金的主要原料—多元复合料。
对多元复合料进行抽样分析成分。
利用矿热炉的铁水保证精炼炉炉温达到可熔状态，添加一定量的工业废渣在炉中热兑融化。
通过热兑熔化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测；检测合格品，根据客户要求的尺寸进行分级破碎包装。
生产完成后，进行炉内清理，并检查设备是否完好等安全工作。
产品应用系统性能
（1）多元合金是由二个以上金属元素形成的合金。铁合金行业所指多元合金是基于硅元素为主的多元合金产品。我公司生产的多元合金主要含Si、Ba、Ca、Al、Sr等元素，该合金广泛用于冶金、机械制造、交通、电力、高铁等行业，是精密铸造生产中金属熔液提纯的高端添加剂。
（2）多元合金用作合金添加剂。按钢种成分要求，添加合金元素到钢内以改善钢的性能。
（3）多元合金用作孕育剂，在铸铁浇铸前加进铁水中，改善铸件的结晶组织。
与传统的技术相比较，本发明具有如下的特点：
（1）多元合金产品的传统生产方法通过运用矿热炉电弧的能量，利用硅石、焦炭、钢屑，熔炼还原原料中的金属元素，形成硅铁，目前国内主要以生产硅铁系列合金为主。在生产过程中，使用电能转换为热能，造成电力消耗大，同时，原料中元素的回收率低，造成资源的浪费及环境的污染。
（2）我公司自主研发，开展了利用工业废弃物为原料生产多元合金的工艺研究。经过合理的配比，提炼出废渣废粉中的有益元素，使有益元素得到还原，提高回收率，剔除杂质，根据铸造生产所需，生产出多种多元合金，实现了废弃资源的综合利用，降低生产成本，推进了节能减排工作。
附图说明
图1是生产工艺流程图
图2是多元合金原料配比示意图
示意图中各原料比例为：
工业废渣 0.05 30.26%
焦粉 0.04 2.42%
粉煤灰 0.75 45.40%
煤 0.06 9.81%
除尘微粉 0.20 12.10%
小计 1.50 100.00%
具体实施方式
下面通过实例对本发明的具体实施方式进行更具体的说明，但它仅用于说明本发明的一些具体实施方式，而不应理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
将粉煤灰、废弃物进行处理，选取粒度为30mm的废弃物与粉煤灰混合，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在烧结炉中熔炼，再进入矿热炉冶炼，矿热炉炉温达到2000°时，保持熔融时间5min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为二级品。
实施例2
将粉煤灰、废弃物进行处理，选取粒度为25mm的废弃物磨成粉状与粉煤灰混合，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在烧结炉中熔炼，再进入矿热炉冶炼，在矿热炉炉温达到2500°时，保持熔融时间20min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为二级品。
实施例3
将粉煤灰、废弃物进行处理，选取粒度为40mm的废弃物磨成粉状与粉煤灰混合，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在烧结炉中熔炼，再进入矿热炉冶炼，在矿热炉炉温达到1800°时，保持熔融时间60min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为三级品。
实施例4
将粉煤灰、废弃物进行处理，选取粒度为50mm的废弃物磨成粉状与粉煤灰混合，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在烧结炉中熔炼，再进入矿热炉冶炼，在矿热炉炉温达到2500°时，保持熔融时间120min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为四级品。
实施例5
将粉煤灰、废弃物进行处理，选取粒度为20mm的废弃物磨成粉状与粉煤灰混合，并对原料进行抽样化验，保证其元素含量达标；经过合理的配比，在烧结炉中熔炼，再进入矿热炉冶炼，在矿热炉炉温达到2200°时，保持熔融时间40min，在精炼炉内热兑融化后，将合金液倒入锭模中冷却；冷却后进行破碎并抽样检测，经分析产品质量为一级品。
总结
通过5组实例，对本发明的具体实施方式进行试验，得出其他废弃物粒度在0-30mm与粉煤灰混合、炉膛温度在1800°-2300°、熔融时间达到30min-60min时，得出最优产品。

Claims (7)

1.一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于它由粉煤灰、除尘微粉、焦粉、煤及其他工业废渣组成，冶炼前检测出各原料具体成分，通过矿热炉使其在高温下烧结成块，形成生产多元合金的主要原料，再经过化验分析，确定元素成分，根据订单要求利用矿热炉生成的铁水，添加其他固体废弃物在精炼炉中热兑融化，提高多元合金产量，综合电耗4800-5100度。
2.按照权利要求1所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于：所述粉煤灰粒径小于200μm。
3.按照权利要求1或2所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于：所述其他废弃物的粒径为0-30mm。
4.按照权利要求1所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于：所述煤的粒径小于3-8mm。
5.按照权利要求1或2所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于：所述炉膛温度在1800°-2300°。
6.按照权利要求1或2所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，其特征在于：熔融时间达到30min-60min。
7.按照权利要求1或2所述一种利用粉煤灰生产多元合金的方法，多种工业废渣、废粉按百分比配方为：工业废渣：30.26%、焦粉：2.42%、粉煤灰：45.4%、煤：9.81%、除尘微粉：12.10%。
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