CN107740141A - 一种磷生铁稳固剂 - Google Patents

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熊景社
赵子文
陈玉红
毋磊
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Lanzhou University of Technology
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Gansu Yu Hui Xin New Mstar Technology Ltd
Lanzhou University of Technology
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    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C25C3/12—Anodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

一种磷生铁稳固剂，是由C、Si、Mn、P、S组成的混合物，形状为黑色粉末，按质量百分比计，C 13%~27%，其中碳元素为石墨化元素，为粉末状，Si 15%‑30%，其中硅元素以化合物形式存在，为粉末状，Mn 18%‑25%，其中锰元素以化合物形式存在，为粉末状，P 3%‑5%，磷元素以化合物形式存在，为粉末状，S 0.04%‑0.5%，硫元素以化合物形式存在，为粉末状，为配比物料中带入元素。

Description

一种磷生铁稳固剂
技术领域
本发明涉及金属熔炼技术，具体涉及磷生铁熔炼技术。
背景技术
磷生铁稳固剂作为铁水物料配比添加剂，其成分主要包括碳、硅、锰、磷等元素，形状为黑色粉末，主要用于电解铝阳极组装磷生铁铁水熔炼过程使用。现有技术中由于成分失调的铁水较难调节至合格，必须进行新铁补充，电流效率较低，铁碳压降较高，工人劳动强度大。
目前全国电解铝生产企业中磷生铁成分配比与行业标准仍存在很大差距，碳元素偏低、硫元素超标一直是困扰生产的难题。为保证生产的正常运行，必须以过量补充新原料铁减缓铁水成分恶化，最终会报废、更换大量废旧磷铁环，增加企业生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷生铁稳固剂。
本发明是一种磷生铁稳固剂，是由C、Si、Mn、P、S组成的混合物，形状为黑色粉末，其特征在于，按质量百分比计，C 13%~27%，其中碳元素为石墨化元素，为粉末状，Si 15%-30%，其中硅元素以化合物形式存在，为粉末状，Mn 18%-25%，其中锰元素以化合物形式存在，为粉末状，P 3%-5%，磷元素以化合物形式存在，为粉末状，S 0.04%-0.5%，硫元素以化合物形式存在，为粉末状，为配比物料中带入元素。
本发明的有益效果为：废旧物资回收降低成本支出、提高磷铁环压脱率，降低设备检修费用，减少安全隐患、降低铁碳压降，节约电耗、降低提水温度，提高质量、降低工人劳动强度。
物料使用方法:改变传统物料配比方式，按照要求将磷生铁稳固剂加入中频炉底部即可，所有反应过程均在铁水熔炼过程中完成。
附图说明
图1、图2是使用本发明的磷铁环的合格产品的实物图，图3、图4是没有使用本发明的磷铁环的不合格产品的实物图。
具体实施方式
本发明是一种磷生铁稳固剂，是由C、Si、Mn、P、S组成的混合物，形状为黑色粉末，其特征在于，按质量百分比计，C 13%~27%，其中碳元素为石墨化元素，为粉末状，Si 15%-30%，其中硅元素以化合物形式存在，为粉末状，Mn 18%-25%，其中锰元素以化合物形式存在，为粉末状，P 3%-5%，磷元素以化合物形式存在，为粉末状，S 0.04%-0.5%，硫元素以化合物形式存在，为粉末状，为配比物料中带入元素。
实施例：磷生铁稳固剂在使用过程中，对成分失调的元素进行调节，直至达到行业标准范围之内。生产中碳低硫高问题突出，严重后果导致磷铁环整体报废，企业支出高额成本。使用磷生铁稳固剂可对五大元素进行调节，单次增加碳元素含量0.2%以上，减少硫含量0.1%—0.15%，一般情况在4—6个阳极循环周期内可使磷铁环成分合格。
磷生铁五大元素行业控制标准
元素名称 C Si Mn P S
控制范围 2.5%—3.5% 2.0%—3.0% 0.6%—0.9% 1.0%—1.5% ≤0.2%
某企业使用本发明生产的磷铁环数据：
A企业使用磷生铁稳固剂一定周期后数据
本发明的磷生铁稳固剂在铁水熔炼过程中添加到中频炉内，在铁水熔化过程中完成相关反应，调节铁水元素成分含量，保证了浇铸质量。
如图1、图2所示为合格产品的实物图，图3、图4为不合格产品的实物图，为某企业阳极组装车间使用磷生铁稳固剂前后浇铸效果图片对比（主要观察磷铁环）。
某企业使用本发明的磷生铁稳固剂的实施例：
1. 按现有一、二期135万吨每天浇铸量计算，原有熔炼磷生铁时每天平均需加入：生铁17.76T、磷铁1.08T、锰铁0.69 T、硅铁1.11 T，按目前采购计划价格每天加入的物料费用45297元，然而现每天只需加入24000Kg稳固剂即可达到所有要求，只需费用为38400元，比原有工艺每天节省45397-38400=6897元，全年预计节省0.6897万元/天*365天=250万元。
2. 磷生铁成分中由于C含量的增大，磷铁环压脱率也随之增高，比较9月份导杆下线3003组，平均每天100组左右，然使用稳固剂后10月份每天下线平均40组左右，压脱率减少60%，同时磷铁环压脱不干净现象大大减少，现已基本不存在人工砸铁现象，减少了职工的安全隐患，同时减少了每天2人的砸铁费用，根据估算每年为公司节约费用：人工6500*2*12=16万元，节约导杆维修费用80/组计算，每年可节约费用；80*30*365=85万元，合计100万元。
3. 使用稳固剂后由于压脱效果好，随之减少了磷铁环压脱极设备的故障，主要表现在根据2014年、2015年磷铁环压脱极修复费用看每年两台压脱机需70多万的维修费用，根据磷铁环压脱机维修统计情况，年节约维修费用约30万。
4. 将一期原有生产遗留的2000多吨磷生铁，可以使用稳固剂后继续循环使用，一吨磷生铁配比需要2130元/吨，外售废磷铁环一吨750元/吨左右，继续循环使用每吨节省1380元，2000吨继续使用为公司节约费用276万元费用。
5. 根据使用稳固剂前后的铁碳压降测定，使用稳固剂后铁碳压降降低15mv-20mv区间，按压降15mv、产能135万吨计算，（南北两区平均电价约0.2元 /Kwh）年节约电耗费用：15mv*3.3度/mv.T*1350000T*0.2元/度=1336.5万元；按压降降低20mv，年节约电耗费用：20mv*3.3度/mv.T*1350000T*0.2元/度=1782万元。
6. 根据技术分析和现场测试使用稳固剂后熔化一炉磷生铁加生铁、磷铁、锰铁和硅铁要减少熔化时间10分钟左右，根据135万吨产能计算每年需熔化磷生铁36441吨磷生铁，每吨节约电耗67kwh/T，年节约熔化磷生铁电耗为；36441T*67kwh/T=242.944万度，年节约电耗费用48万元。
综合效益：250+100+30+276+48+（1336.5~1782）=2040.5~2486万元。
故由此可折算电解铝产能以10万吨、电价以0.32元计算，每年可节约费用为192万元-245万元。

Claims (1)

1.一种磷生铁稳固剂，是由C、Si、Mn、P、S组成的混合物，形状为黑色粉末，其特征在于，按质量百分比计，C 13%~27%，其中碳元素为石墨化元素，为粉末状，Si 15%-30%，其中硅元素以化合物形式存在，为粉末状，Mn 18%-25%，其中锰元素以化合物形式存在，为粉末状，P3%-5%，磷元素以化合物形式存在，为粉末状，S 0.04%-0.5%，硫元素以化合物形式存在，为粉末状，为配比物料中带入元素。
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