CN111304523A - 一种低铝硅铁的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气一起送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，所述铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193。该低铝硅铁的生产工艺，不仅工艺简单，节约了生产成本，还除去了原始硅铁中98％以上的铝。

Description

一种低铝硅铁的生产工艺
技术领域
本发明公开了冶炼工艺技术领域，涉及一种低铝硅铁的生产工艺。
背景技术
硅铁就是铁和硅组成的铁合金，由于硅和氧很容易化合成二氧化硅，所以硅铁常用于炼钢时作脱氧剂，同时由于SiO2生成时放出大量的热，在脱氧的同时，对提高钢水温度也是有利的。同时，硅铁还可作为合金元素加入剂，广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，硅铁在铁合金生产及化学工业中，常用作还原剂。
硅铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料，用电炉冶炼制成的。传统炼制硅铁时，是将硅从含有SiO2的硅石中还原出来。冶炼硅铁大多使用冶金焦作还原剂，钢屑是硅铁的调节剂。
生产一吨硅铁原料及电能消耗为：硅石：1780kg-1850kg，焦炭：
890kg-930kg，钢屑：220kg-230kg，电极糊:45kg-55kg，电耗:8500kwh/t。
生产硅铁的主要原材料是硅石和焦炭,它们均含有杂质,因此炉料中必然带入一定数量的氧化铝。计算和生产实践表明,合金中的铝有56％～72％来自焦炭。因此为提高企业产品的竞争性，继续对其生产工艺进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低铝硅铁的生产工艺，以解决硅铁中含铝高的＝的问题。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气一起送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，所述铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193。
本发明的技术方案，还具有以下特点：
在所述步骤1中，精铁粉的成分为Fe≥85％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量≤15％。
在所述步骤1中，硅石粉的成分为SiO2≥98％，Al2O3以及其他杂质的含量≤2％。
在所述步骤1中，生石灰粉的成分为CaO≥90％，其余为MgO。
在所述步骤1中，在所述步骤1中，Al2O3量为15％-20％；CaO量为35％-40％；SiO2-量为40％-50％。
在所述步骤3中，每1000Kg初始硅铁送入5表米空气。
在所述步骤1中，复合渣剂的粒度不大于1mm。
在所述步骤3中，复合渣剂和空气通过喷枪的喷射入铁水包中。
所述喷枪的压力为0.3MPa-0.5MPa。
在所述复合渣剂中，SiO2/CaO为1.2。
本发明的有益效果是：本发明的一种低铝硅铁的生产工艺，采用由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉组成的复合渣剂与空气一起对含铝较高的原始硅铁进行去铝处理，不仅工艺简单，节约了生产成本，还除去了原始硅铁中98％以上的铝，在实际的应用中具有较好的使用前景。
具体实施方式
本发明的一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；其中：精铁粉的成分为Fe≥85％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量≤15％；硅石粉的成分为SiO2≥98％，Al2O3以及其他杂质的含量≤2％；生石灰粉的成分为CaO≥90％，其余为MgO；Al2O3量为15％-20％；CaO量为35％-40％；SiO2-量为40％-50％；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气通过喷枪以0.3MPa-0.5MPa的压力送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193，每1000kg初始硅铁送入5标米空气。
硅铁冶炼本质上属无渣工艺，炉料带入的一些元素如Al、Ca等，被碳还原后会进入产品中，为降低硅铁中的Al、Ca等杂质元素，本发明的技术方案采取炉外精炼，即在硅铁液(铁水包)中加入氧化剂，如氧气、铁精粉等，使杂质元素Al、Ca氧化成氧化物并造渣排出。初始硅铁中铝含量为2.5％～3.0％。
需要说明的是：在精炼中，Si也能够与氧气和铁精粉发生自发反应，为了抑制或减少元素Si的氧化应控制氧气和铁精粉加入量，以减少Si的氧化，另外加入SiO2粉剂，形成酸性熔渣，也可抑制元素Si的氧化。
在炉外精炼脱铝中，选择合适的复合渣剂是非常重要的。复合渣剂必须保证：熔点低、流动性好、渣铁易分离。一般地，复合渣剂为三元系即Al2O3-SiO2-CaO系，精炼终主要成分宜为：Al2O3量为15％-20％；CaO量为35％-40％；SiO2-量为40％-50％。
精炼工艺采用喷射技术(采用喷射技术，复合渣剂能够在铁水搅拌过程中，充分与铁水包接触反应，脱铝效果良好。)，其流程如下：合金出炉入铁水包(此时合计液态的温度1700℃左右)，出铁完毕后铁水包加盖，将配制好的复合料加入喷吹罐，将压缩空气送入喷吹罐，当压力近0.3MPa时，喷枪下插至铁水包面，打开喷吹阀，喷枪插入合金液内，0.5～0.8m，增加喷吹压力达到0.5MPa，控制喷吹压力，约4～5min完毕。扒渣、浇铸、精整、取样分析、分级入库。
注意事项
1.复合渣剂的加入形式
在精炼中，复合渣剂能否充分与金属液全面接触反应乃是关键。复合渣剂的加入形式有热冲和喷射等方式。热冲时，由于渣剂是一次性加入铁水包，渣料基本浮于合金液面，经喷吹搅拌，仍不能完全参加反应，脱铝效果不佳。采用喷射技术，渣剂能够在铁水搅拌过程中，充分与金属液接触反应，脱铝效果良好。
2.复合渣剂配入的影响
复合渣剂中SiO2/CaO要保持一定比值，一般为1.2适宜。比例过大或过小，均不利于造渣，比例过大时，熔渣发粘，比例过小时，熔渣易结壳。另外，复合渣剂量不能太少，当渣量低于合金总量8％时，脱铝效果明显降低，当渣量高于合金总量10％时，脱铝效果好。
3.喷吹压力及枪位的影响
喷吹压力是主要参数，直接影响吹炼效果，压力太大，喷溅多，损耗高，包衬侵蚀大；压力太小，喷吹强度不够，熔池得不到充分搅拌，且液态合金倒灌入枪，堵死枪口。喷吹压力应控制在0.4MPa-0.5MPa效果好。
喷枪应插入铁水包1/2～3/4处为宜，插入浅，则包底部分合金不易反应；插入过深，对铁水包冲击大，不利于反应的进行。
4.喷吹时间的影响
喷吹时间决定了喷吹损耗和脱铝率，喷吹时间长，脱铝率高，但元素Si的损耗也增大。反之，渣剂不能完全喷入合金液中，而且也得不到充分搅拌，反应不充分，脱Al率低。喷吹时间应保持在4min-5min为宜。
实施例1
本发明的一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；其中：精铁粉的成分Fe为85％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量15％；硅石粉的成分为SiO2占98％，Al2O3以及其他杂质的含量占2％；生石灰粉的成分为CaO占90％，其余为MgO；Al2O3量为15％；CaO量为40％；SiO2量为45％；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气通过喷枪以0.3MPa的压力送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193，每1000kg初始硅铁送入5标米空气。
实施例2
本发明的一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；其中：精铁粉的成分为Fe占90％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量为10％；硅石粉的成分为SiO2占99％，Al2O3以及其他杂质的含量占1％；生石灰粉的成分为CaO≥90％，其余为MgO；Al2O3量为20％；CaO量为40％；SiO2-量为40％；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气通过喷枪以0.4MPa的压力送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193，每1000kg初始硅铁送入5标米空气。
实施例3
本发明的一种低铝硅铁的生产工艺，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；其中：精铁粉的成分为Fe占95％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量占5％；硅石粉的成分为SiO2占99％，Al2O3以及其他杂质的含量占1％；生石灰粉的成分为CaO占99％，其余为MgO；Al2O3量为18％；CaO量为38％；SiO2-量为44％；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气通过喷枪以0.5MPa的压力送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193，每1000kg初始硅铁送入5标米空气。

Claims (10)

1.一种低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1，制备复合渣剂，所述复合渣剂由铁精粉、硅石粉、生石灰粉和萤石粉按照60：70：60:3的质量比混合组成；
步骤2，熔炼初始硅铁至铁水包；
步骤3，将步骤1得到的复合渣剂与空气一起送入步骤2得到的铁水包中，充分反应后得到低铝硅铁，所述铁水包与复合渣剂的质量比为：1000:193。
2.根据权利要求1所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，精铁粉的成分为Fe≥85％，SiO2、S、P以及其他杂质的含量≤15％。
3.根据权利要求2所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，硅石粉的成分为SiO2≥98％，Al2O3以及其他杂质的含量≤2％。
4.根据权利要求3所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，生石灰粉的成分为CaO≥90％，其余为MgO。
5.根据权利要求4所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，在所述步骤1中，Al2O3量为15％-20％；CaO量为35％-40％；SiO2-量为40％-50％。
6.根据权利要求1所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，每1000kg初始硅铁送入5标米空气。
7.根据权利要求6所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤1中，复合渣剂的粒度不大于1mm。
8.根据权利要求7所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述步骤3中，复合渣剂和空气通过喷枪的喷射入铁水包中。
9.根据权利要求8所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，所述喷枪的压力为0.3MPa-0.5MPa。
10.根据权利要求9所述的低铝硅铁的生产工艺，其特征在于，在所述复合渣剂中，SiO2/CaO为1.2。
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