CN114247848A - 一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备及其工艺 - Google Patents

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李路明
张贵前
宋希宁
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Abstract

本发明公开了一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备及其工艺，包括冶炼炉，设置在所述冶炼炉一侧设置有调质缓冲炉，所述调质缓冲炉下方设置有喷吹装置，所述喷吹装置包括喷吹头和与所述喷吹头连接的压缩空气管道；所述调质炉的输出端设置有多个分流管道，并在分流管道的输出端设置有溜槽；所述溜槽的槽口设置在所述喷吹头的正上方。有益效果：处理原料为铁合金冶炼热熔状态渣，原料及能源成本低，而原铸造砂生产原料为铬矿、石英、氧化铝等矿石类，经过熔化后才可进行生产，原材料及能源成本较高；铁合金冶炼渣新增使用途径，且可大量减少冶炼渣固体废弃物的堆存，解决环保问题，同时可变废为宝，获得较大经济价值。

Description

一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备及其工艺
技术领域
本发明涉及一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备及其工艺，属于铁合金处理领域。
背景技术
铁合金(镍铁、铬铁等)火法冶炼工艺一般是将矿石经配碳后加热至熔融状态从而实现渣铁分离，热熔状态渣一般熔点均在1200℃以上，具备制备耐高温材料的潜质。因铁合金渣量较大，目前最常用的方式是直接用水急冷得到水淬渣，利用价值较低，且水冷产生的蒸汽直接排空，水资源消耗大。
发明内容
本发明旨在将铁合金(镍铁、铬铁、锰铁等)火法冶炼熔融状态渣直接加工成为具备耐高温、耐磨性能的砂型材料，具备较高附加值，减少水资源消耗同时减少废渣产生，减轻环保压力。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
对于一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备：
包括冶炼炉，设置在所述冶炼炉一侧设置有调质缓冲炉，所述调质缓冲炉下方设置有喷吹装置，所述喷吹装置包括喷吹头和与所述喷吹头连接的压缩空气管道。
优选的：所述调质炉的输出端设置有多个分流管道，并在分流管道的输出端设置有溜槽；所述溜槽的槽口设置在所述喷吹头的正上方。
对于一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺：
包括铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备，工艺流程为
s1，炼渣炼制熔融状态
s2，炼渣从熔炼炉中引入到保温调质炉中，并加入添加剂；
s3，熔融状态的炼渣流向喷吹装置的喷吹口，通过喷吹装置将熔融状态的炼渣吹成圆球形颗粒；
s4，圆球形颗粒冷却至室温放入收集筛。
优选的：添加剂的可以采用高岭土、萤石。
优选的：所述喷吹装置使用的空气压力为0.2-0.8，喷吹口数量若干，且喷吹口的孔径为2-5mm。
优选的：所述炼渣由铁合金在1450℃-1650℃之间熔炼得到，且铁合金的成分配比为：氧化亚铁(FeO)2-12％，氧化镁(MgO)20-35％，二氧化硅(SiO2)40-45％，氧化钙(CaO)1-10％，二氧化三铝(Al2O3)3-30％。
优选的：所述二氧化三铝含量为15％。
与现有技术相比，本发明的优点是：
处理原料为铁合金冶炼热熔状态渣，原料及能源成本低，而原铸造砂生产原料为铬矿、石英、氧化铝等矿石类，经过熔化后才可进行生产，原材料及能源成本较高。
铁合金冶炼渣新增使用途径，且可大量减少冶炼渣固体废弃物的堆存，解决环保问题，同时可变废为宝，获得较大经济价值。
附图说明
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1为本发明的工艺设备流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参阅图1为本发明一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备及其工艺的一种实施例，
1、将铁合金(镍铁、铬铁、锰铁等)火法冶炼熔融状态渣从熔炼炉中引出，经溜槽进入保温调质炉/包内(加入0～20％添加剂，并进行保温，同时控制渣流量)
2、热熔渣从调质炉/包经不同眼道分流出来，经溜槽至喷吹口(喷吹口下方有特制喷吹头，喷吹头上沿距离溜槽下沿0.05-0.5m，喷吹头至出流口的距离为0.05-1m，喷吹头内通入压缩空气，通过减压阀调节喷吹压力0.2-0.8MPa)，热渣下落过程中被喷吹出的数股压缩空气打散破碎成若干个小液滴，飞入厂房内，在此过程中液滴在表面张力的作用下，自动收缩形成圆球形颗粒，且在空气急冷条件下，颗粒外层形成致密层，冷却凝固后得到球型砂。
所得圆球形颗粒经自然冷却至室温后，经收集筛分可得不同粒度砂型产品，根据产品要求进行不同粒度与配入量进行混合。自然冷却过程中颗粒内部会发生结晶退火，因此产品具备较高强度。
铁合金热熔渣温度一般在1450-1650℃，具备较好的流动性，一般成分为：
成分 FeO MgO SiO<sub>2</sub> CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
比例(％) 2～12 20～35 40～55 1～10 3～30
不同成分热熔渣对应熔点不同，得到的产品耐火度亦不一样，如镍铁冶炼热熔渣成分FeO 8-12％，MgO 28-33％，SiO2 49-53％，CaO 1-2％，Al2O3 3-6％，用此方法生产砂型产品耐火度1400℃，若经过添加剂调整Al2O3含量至15％左右，产品耐火度可提升至1500℃以上。
2、添加剂主要调节热熔渣熔点，一般为高岭土、萤石等。保温调质炉/包起到缓冲、调质、加热等作用，一般使用天然气或电为热源。
3、喷吹所得砂型产品圆球度可达90％以上，外观光滑呈黑灰色，显微镜下观察具备玻璃透光性，呈墨绿色。产品性能指标如下：
Figure BDA0003412778780000031
产品用途：具有一定耐火度和耐磨性能，表面光洁，有较低膨胀系数，可用作铸造砂、硅砂、除锈砂、石油支撑剂等。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备，其特征在于：包括冶炼炉，设置在所述冶炼炉一侧设置有调质缓冲炉，所述调质缓冲炉下方设置有喷吹装置，所述喷吹装置包括喷吹头和与所述喷吹头连接的压缩空气管道。
2.根据权利要求2所述的利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备，其特征在于：所述调质炉的输出端设置有多个分流管道，并在分流管道的输出端设置有溜槽；所述溜槽的槽口设置在所述喷吹头的正上方。
3.一种利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺，其特征在于：包括上述权利要求1-3任一所述的铁合金冶炼渣制备砂型材料的设备，工艺流程包括
s1，炼渣炼制熔融状态
s2，炼渣从熔炼炉中引入到保温调质炉中，并加入添加剂；
s3，熔融状态的炼渣流向喷吹装置的喷吹口，通过喷吹装置将熔融状态的炼渣吹成圆球形颗粒；
s4，圆球形颗粒冷却至室温放入收集筛。
4.根据权利要求3所述的利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺，其特征在于：添加剂的可以采用高岭土、萤石。
5.根据权利要求3所述的利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺，其特征在于：所述喷吹装置使用的空气压力为0.2-0.8，喷吹口数量若干，且喷吹口的孔径为2-5mm。
6.根据权利要求3所述的利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺及设备，其特征在于：所述炼渣由铁合金在1450℃-1650℃之间熔炼得到，且铁合金的成分配比为：氧化亚铁(FeO)2-12％，氧化镁(MgO)20-35％，二氧化硅(SiO2)40-45％，氧化钙(CaO)1-10％，二氧化三铝(Al2O3)3-30％。
7.根据权利要求3所述的利用铁合金冶炼渣制备砂型材料的工艺，其特征在于：所述二氧化三铝含量为15％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115417608A (zh) * 2022-11-04 2022-12-02 北京科技大学 一种细尾矿砂协同高炉水渣制备水泥活性掺料的系统和方法

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