CN107012294A - 一种高纯硅铁粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高纯硅铁粉及其制备方法，该硅铁粉的组分含量为：72％＜Si≤80％，Al≤0.05％，Ti≤0.05％，Ca≤0.05％，Mn≤0.05％，Cr≤0.05％，P≤0.04％，S≤0.02％，C≤0.02％，H2O≤0.8％，余量是铁，该制备方法是通过选择原材料二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂合理化配比混合、经高温化学反应后自然冷却出炉、破碎筛选后得到高纯硅铁粉成品，可用于生产钢帘线、洁净钢、无取向硅钢、高密度板材、合金钢等高端钢的脱氧，制备方法易于工业化，所得的高纯硅铁粉中Si含量较高，Al、Ca、Ti、Mn、Cr、P、S、C的含量均较低，适宜进一步推广应用。

Description

一种高纯硅铁粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及硅铁粉的配方设计及制备技术领域，更具体地说，涉及一种高纯硅铁粉及其制备方法。
背景技术
硅铁粉是一种由铁和硅组成的铁合金，经过研磨制成的粉状物质，用于炼钢、炼铁的脱氧剂，亦可作为制氢气的原材料，传统普通硅铁粉(国标规定Al≤1.5％，Ca≤1.5％,Ti≥0.06％)只能用于生产普通钢材，特种高端钢材的生产对硅铁粉中的Al、Ca、Ti等元素要求在0.05％、0.05％、0.03％以下，粒度也要求极高，对高要求的钢种采用普通硅铁粉会由于微量元素高而影响高端钢材的质量，因此，高纯硅铁粉的研发势在必行。现有技术中的高纯硅铁粉的制备方法尚鲜见报道。因此，开发一种制备方法简单且易于工业化的高纯硅铁粉及其制备方法是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：为克服上述背景技术中提到的技术问题，提供一种制备方法较为简单的高纯硅铁粉及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高纯硅铁粉，该硅铁粉的组分含量为：72％＜Si≤80％，Al≤0.05％，Ti≤0.05％，Ca≤0.05％，Mn≤0.05％，Cr≤0.05％，P≤0.04％，S≤0.02％，C≤0.02％，H2O≤0.8％，余量是铁。上述组分测定采用方法如下：硅用重量法GB/T 4333.1-1984；硅铁中铝、钙、钛用电感耦合等离子体原子发射元谱法GB/T24194-2009；磷是光度法GB/T 4333.2-1988；硫重量法GB/T 4333.7-1984；碳是红外线吸收法GB/T 4333.10-1990。
一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比(285-320):(30-40):(85-95)：(140-155)准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；
其中的铁料为铁鳞、钢屑或硅钢片中的一种、两种或多种的混合物，不准用生锈材料，不准有外来夹杂物；精炼剂为石英砂、工业碱、萤石粉或铁精矿中的一种、两种或多种的混合物；碳还原剂为石油焦或木炭中的一种或两种的混合物；
(2)将上述二氧化硅矿石粉、铁料和碳还原剂三种物料混合均匀后送入电弧炉中加热至2000℃，当电弧炉温度显示大于2000℃时往电弧炉中加精炼剂除渣，待渣溢出完毕(即除渣完毕)后先往出料口吹空气10min，再吹两次氧气各10min，通过吹氧脱去硅铁中Al、Ca、Ti等成分，然后将出料注入厚度为100mm模锭，待模锭自然冷却，将产物破碎、筛分、包装即得高纯硅铁粉，所述模锭事先涂稀释玻璃水可方便脱模。
上述技术方案中，所述步骤(1)中氧化硅矿石、铁料、精炼剂和碳还原剂的质量比为300:36:90：150；所述精炼剂为萤石粉、铁精矿、工业碱、石英砂四者质量比是(25-35)：(15-25)：(8-12)：(25-34)。进一步优选，所述的萤石粉、铁精矿、工业碱、石英砂四者质量比是30:20:10:30，所述的工业碱纯度＞95％。所述步骤(2)中的破碎采用250*400型颚式破碎机破到粒度为50mm以下，再用高效破碎机(旋转型，带合金刀)破至3mm以下，用圆形振动筛进行筛选，筛网孔下层为0.2mm,上层孔为3mm,可得到40％以上的产物粒度≤0.2mm，小于等于5％的产物粒度≥3mm。
上述技术方案中，所述二氧化硅矿石粉中SiO2≥99％，Al2O3≤1.0％，P2O5≤0.02％，Ti≤0.02％,其他杂质总和小于1.0％，粒度为60-120mm；铁鳞中铁含量＞99％，钢屑中铁含量＞99％，硅钢片中铁含量＞95％，硅含量＞4％；石英砂中二氧化硅含量＞99％，萤石粉中CaF2质量百分含量≥98％，铁精矿中Fe质量百分含量≥98％；石油焦中S质量百分含量<0.5％，挥发份质量百分含量<0.2％，灰分质量百分含量<0.2％，粒度为1-5mm。
有益效果：本发明的技术方案是通过选择原材料、合理化配比混合、经高温化学反应后自然冷却出炉、破碎筛选后得到高纯硅铁粉成品，可用于生产钢帘线、洁净钢、无取向硅钢、高密度板材、合金钢等高端钢的脱氧，与传统普通硅铁粉相比，本发明的制备方法较为简单且易于工业化，所得的高纯硅铁粉中Si含量较高，Al、Ca、Ti、Mn、Cr、P、S、C的含量均较低，可使得高端钢材质量达到最佳，有效提高经济效益，适宜进一步推广应用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起限定作用，且下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必须的。
实施例一
一种高纯硅铁粉的制备方法，该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比300:36:90：150准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；其中的铁料为铁鳞；精炼剂为石英砂、工业碱、萤石粉和铁精矿的混合物；碳还原剂为石油焦；
(2)将上述二氧化硅矿石粉、铁料和碳还原剂三种物料混合均匀后送入电弧炉中加热至2000℃，当电弧炉温度显示大于2000℃时往电弧炉中加精炼剂除渣，待渣溢出完毕后先往出料口吹空气10min，再吹两次氧气各10min，通过吹氧脱去硅铁中Al、Ca、Ti等成分，然后将出料注入厚度为100mm模锭，待模锭自然冷却，将产物破碎、筛分、包装即得高纯硅铁粉。
上述技术方案中所述精炼剂为萤石粉、铁精矿、工业碱、石英砂四者质量比是30:20:10:30，所述的工业碱纯度＞95％；所述二氧化硅矿石粉中SiO2≥99％，Al2O3≤1.0％，P2O5≤0.02％，Ti≤0.02％,其他杂质总和小于1.0％，粒度为60-120mm；所述铁鳞中铁含量＞99％，钢屑中铁含量＞99％；硅钢片中铁含量＞95％，硅含量＞4％；石英砂中二氧化硅含量＞99％，萤石粉中CaF2质量百分含量≥98％，铁精矿中Fe质量百分含量≥98％；石油焦中S质量百分含量<0.5％，挥发份质量百分含量<0.2％，灰分质量百分含量<0.2％，粒度为1-5mm。
实施例二
一种高纯硅铁粉的制备方法，该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比285:30:85：140准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；其中的铁料为钢屑；其余步骤同实施例一。
实施例三
一种高纯硅铁粉的制备方法，该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比295:33:88：145准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；其中的铁料为铁鳞；其余步骤同实施例一。
实施例四
一种高纯硅铁粉的制备方法，该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比318:40:95：155准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；其中的铁料为铁鳞；其余步骤同实施例一。
按照上述实施例的方法所得硅铁粉的组分含量为：72％＜Si≤80％，Al≤0.05％，Ti≤0.05％，Ca≤0.05％，Mn≤0.05％，Cr≤0.05％，P≤0.04％，S≤0.02％，C≤0.02％，H2O≤0.8％，余量是铁。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种高纯硅铁粉，其特征是：该硅铁粉的组分含量为：72％＜Si≤80％，Al≤0.05％，Ti≤0.05％，Ca≤0.05％，Mn≤0.05％，Cr≤0.05％，P≤0.04％，S≤0.02％，C≤0.02％，H2O≤0.8％，余量是铁。
2.根据权利要求1所述的一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：该制备方法具有如下步骤：
(1)按照质量比(285-320):(30-40):(85-95)：(140-155)准备二氧化硅矿石粉、铁料、精炼剂和碳还原剂；
其中的铁料为铁鳞、钢屑或硅钢片中的一种、两种或多种的混合物；精炼剂为石英砂、工业碱、萤石粉或铁精矿中的一种、两种或多种的混合物；碳还原剂为石油焦或木炭中的一种或两种的混合物；
(2)将上述二氧化硅矿石粉、铁料和碳还原剂三种物料混合均匀后送入电弧炉中加热至2000℃，当电弧炉温度显示大于2000℃时往电弧炉中加精炼剂除渣，待渣溢出完毕后先往出料口吹空气10min，再吹两次氧气各10min，通过吹氧脱去硅铁中Al、Ca、Ti等成分，然后将出料注入厚度为100mm模锭，待模锭自然冷却，将产物破碎、筛分、包装即得高纯硅铁粉。
3.根据权利要求2所述的一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：所述步骤(1)中氧化硅矿石、铁料、精炼剂和碳还原剂的质量比为300:36:90：150；所述精炼剂为萤石粉、铁精矿、工业碱、石英砂四者质量比是(25-35)：(15-25)：(8-12)：(25-34)。
4.根据权利要求3所述的一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：所述的萤石粉、铁精矿、工业碱、石英砂四者质量比是30:20:10:30，所述的工业碱纯度＞95％。
5.根据权利要求2所述的一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：所述二氧化硅矿石粉中SiO2≥99％，Al2O3≤1.0％，P2O5≤0.02％，Ti≤0.02％,其他杂质总和小于1.0％，粒度为60-120mm。
6.根据权利要求2所述的一种高纯硅铁粉的制备方法，其特征是：所述铁鳞中铁含量＞99％，钢屑中铁含量＞99％；硅钢片中铁含量＞95％，硅含量＞4％；石英砂中二氧化硅含量＞99％，萤石粉中CaF2质量百分含量≥98％，铁精矿中Fe质量百分含量≥98％；石油焦中S质量百分含量<0.5％，挥发份质量百分含量<0.2％，灰分质量百分含量<0.2％，粒度为1-5mm。
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