CN1147608C - 一种痕量级高纯硅铁的生产工艺 - Google Patents

一种痕量级高纯硅铁的生产工艺

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CN1147608C CNB011125861A CN01112586A CN1147608C CN 1147608 C CN1147608 C CN 1147608C CN B011125861 A CNB011125861 A CN B011125861A CN 01112586 A CN01112586 A CN 01112586A CN 1147608 C CN1147608 C CN 1147608C
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Abstract

本发明是一种高纯硅铁的生产工艺。它是以石英石、钢屑、石油焦为原料，在矿热中冶炼。控制自焙电极带入炉内的杂质量，得到杂质含量甚微的液态硅铁；然后对此液态硅铁进行双向双气强化精炼，使硅铁中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等杂质含量达到痕量级。此硅铁是冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高级电工钢等的重要原料。

Description

一种痕量级高纯硅铁的生产工艺
本发明是一种高纯硅铁的生产工艺。其生产的痕量级高纯硅铁，主要用于冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高级电工钢等。
现有生产高纯硅铁的方法较多，如中国专利87104601A、931173418、941148963、941165701等。但是按照这些方法生产出来的高纯硅铁，尚不能满足冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高纯电工钢等的需要。在钢中存在着的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等金属和非金属杂质，若超过了规定的标准，则对钢的强度、深冲性能，电磁性能产生严重的影响，而作为钢的脱氧剂、合金剂而加入的硅铁，是钢中杂质的主要来源之一。
本发明的目的，就是针对现有技术所生产的高纯硅铁尚不能满足冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高级电工钢的需要的问题，而提供一种新的高纯硅铁的生产工艺，使硅铁中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等杂质无素的含量都处在痕量级，以供冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高级电工钢之用。
本发明的要点之一是：在控制还原剂带入硅铁的杂质的基础上(即选用石油焦作还原剂)，进一步控制自焙电极带入的杂质量。综合考虑自焙电极、石油焦的灰分含量及其在冶炼过程中各自的用量，通过计算可知，由自焙电极带入硅铁中的杂质量是由石油焦带入硅铁中的杂质量的3～10倍，由于本发明严格控制了自焙电极带入的杂质量，因而使所得到的原液态硅铁的杂质含量，较现有技术有了大幅度的下降。本发明的另一要点是：对上述杂质含量本来就很微的原液态硅铁，进行进一步的双向双气强化精炼。即压缩空气经透气砖从台包底部导入液态硅铁，氯气(或氧气)经石墨管从台包顶部导入液态硅铁，二者同时对液态硅铁实施精炼。最终使硅铁中Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等杂质元素的含量达到痕量级。
本发明的优点在于：可以大批量地稳定地生产痕量级的高纯硅铁。其中Ti＜0.008％、C＜0.008％、Al＜0.002％、Ca＜0.001％、S＜0.002％、Mg＜0.001％、V＜0.002％、B＜0.002％、Pb＜0.001％、Zr＜0.001％，完全满足冶炼IF钢(无间隙原子钢)、轿车用钢、高级电工钢时对硅铁纯度的要求。
本发明的详细实施过程是这样的：首先严格控制入炉的电极糊的质量，尤其是它的灰分的含量。电极糊在运输、保管和使用过程中不得污染。本发明所选用的电极糊的灰分，一般小于5％，大多在2.7～3.5％之间。这就确保了出炉的原液态硅铁的质量，这是后来通过强化精炼达到痕量级的最重要的基础，因为Ti杂质在硅铁液中通过氧化去除的比例是相当有限的。对于已进入液态硅铁中的杂质，则通过双向双气强化精炼而进一步去除。通过透气砖从台包底部吹入压缩空气。压缩空气由空气压缩机供给，空气压力由控制阀调节。开始压力调至0.1～0.2MPa，以硅铁液不强烈飞溅为度；5分钟后台包内已积存了一定量的液态硅铁，空气压力可调至0.2～0.3MPa，15分钟后再调至0.3～0.4MPa；供气时间为60～120分钟/吨硅铁。氯气(或氧气)由石墨管从台包顶部导入液态硅铁中，氯气(或氧气)由氯气钢瓶(或氧气钢瓶)供给，其压力通过控制阀调整到0.2～0.4MPa，通气时间为45～100分钟/吨硅铁。精炼完成后，将液态硅铁液注入锭模中铸锭、冷却，取样分析，精整破碎，包装入库。
实施例：在6300KVA矿热炉中冶炼。矿石主要成分为二氧硅含量98.8％；钢屑选用硅钢屑废料，石油焦主要成分：灰分为0.2％，挥发分为13％，固定炭为86％；电极糊的主要成分为：灰分为3.2％，挥发分为13％，固定炭84％；入炉冶炼后，出炉的原硅铁的化学成分如表(一)，经双向双气精炼后，最终硅铁的化学成分如表(二)。
表(一)原硅铁液化学成分(％)
  元素   Si≥   Ti＜   C＜   Al＜   Ca＜   S＜
  含量   77.4   0.014   0.03   0.18   0.10   0.005
表(二)精炼处理后硅铁的化学成分(％)
元素 Si≥ Ti＜  C＜  Al＜  Ca＜  S＜  Mg＜  V＜  B＜  Pb＜  Zr＜
含量   76  0.008  0.008  0.002  0.001  0.002  0.001  0.002  0.002  0.001  0.001

Claims (3)

1、一种痕量级高纯硅铁的生产工艺，是以石英石、钢屑、石油焦为原料在矿热炉中冶炼，其特征是：控制自焙电极所带入炉内的杂质量，使所得原液态硅铁杂质含量甚微；对此原液态硅铁进行双向双气强化精炼，即：一种气体从台包底部导入，另一种气体从台包顶部导入；液态硅铁与两种气体作用，精炼过程得以强化；最终使硅铁中的Ti、C、Al、Ca、S、Mg、V、B、Pb、Zr等杂质含量达到痕量级。
2、根据权利要求1所述的痕量级高纯硅铁的生产工艺，其特征是：严格控制作为自焙电极原料的电极糊的质量，要求电极糊中灰分的含量小于5％。
3、根据权利要求1所述的痕量级高纯硅铁的生产工艺，其特征是：双向双气强化精炼，即压缩空气经透气砖从台包底部导入液态硅铁，氯气或氧气经石墨管从台包顶部导入液态硅铁，二者同时对液态硅铁实施精炼。
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