CN114990277A - 一种磷生铁改性剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磷生铁改性剂。本发明采用高碳、低硅、无磷，并使用稀土硅铁作为改性元素进行脱氧脱硫净化铁水；含石墨化增碳剂有效解决铁水熔炼过程中增碳难题，稀土硅铁使用后在补充硅元素损耗的同时利用稀土、钙、镁元素特性进行脱硫、脱氧净化铁水，减少铁水浇铸时气孔和裂纹的产生，减少冷却时偏析现象，改善铸态组织、改善非金属夹杂物的形状和分布；使用本改性剂可降低铁水固液转化温度、降低中频炉电耗；通过调整碳当量和硅碳和值保证铁水流动性良好、铁环浇铸冷却后饱满平整无凹陷、无裂纹、膨胀性能良好；阳极进入电解槽后铁环导电性能提升、提高电流效率；铁环重复使用过程中压脱性能好、实现铁环无限循环使用。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解用添加剂技术领域，具体为一种磷生铁改性剂。
背景技术
铝电解阳极组装用磷生铁中磷含量通常为1.0-1.5％，但磷元素对生产过程的不利影响较大：一是会造成铸铁冷裂、收缩间隙，铁炭压降增大，脱极的可能性增大；二是磷元素还会增加铸铁电阻，上槽工作时会有发红、脱极现象，影响电解槽稳定性，增加能耗；三是磷生铁进入电解槽中会降低电流效率。通过对磷生铁五大元素的调整，降低磷生铁中磷含量，增加碳含量，提高磷生铁性能指标，降低阳极铁炭压降，改善铝电解槽阳极工作极距，提高电流效率，从而降低电解铝直流电耗。
磷生铁改性剂是一种铝电解用阳极浇铸铁水成分优化添加剂，通过对现有磷生铁指标进行优化调整达到高碳低硅无磷低硫。使铁水成分处于共晶范围保证铁水流动性、增加碳元素含量保证铁环压脱性能的前提下，突破磷生铁行业指标限制，通过降低铁水中硅元素、磷元素的含量增加铁环导电性能，达到提高电解槽电流效率降低铁碳压降目的，使高碳低硅无磷生铁应用于铝电解阳极浇铸填补国内空白。通过优化浇铸铁的配方，有效降低生产成本，优化经济技术指标。
发明内容
鉴于现有技术中所存在的问题，本发明公开了一种磷生铁改性剂，其主要成分及重量份配比为：
作为本发明的一种优选方案，所述碳元素为粉末状石墨化元素。
作为本发明的一种优选方案，所述硅元素和稀土元素由稀土硅铁粉末提供。
作为本发明的一种优选方案，选用的原材料均为1mm-8mm的粉末颗粒，按照比例均匀混合，得到的改性剂为粉末状态。
本发明的有益效果：本发明将普通磷生铁中的中碳、高硅、高磷改为高碳、低硅、无磷，并使用稀土硅铁作为改性元素进行脱氧脱硫净化铁水；含石墨化增碳剂有效解决铁水熔炼过程中增碳难题，为达到高碳含量奠定基础，稀土硅铁使用后在补充硅元素损耗的同时利用稀土、钙、镁元素特性进行脱硫、脱氧净化铁水，减少铁水浇铸时气孔和裂纹的产生，减少冷却时偏析现象，改善铸态组织、改善非金属夹杂物的形状和分布；使用本改性剂可降低铁水固液转化温度、降低中频炉电耗；通过调整碳当量和硅碳和值保证铁水流动性良好、铁环浇铸冷却后饱满平整无凹陷、无裂纹、膨胀性能良好；阳极进入电解槽后铁环导电性能提升、提高电流效率；铁环重复使用过程中压脱性能好、实现铁环无限循环使用。
具体实施方式
实施例1
本发明所述的一种磷生铁改性剂，其主要成分及重量份配比为：
所述碳元素为粉末状石墨化元素；所述硅元素和稀土元素由稀土硅铁粉末提供；选用的原材料均为1mm的粉末颗粒，按照比例均匀混合，得到的改性剂为粉末状态。
实施例2
本发明所述的一种磷生铁改性剂，其主要成分及重量份配比为：
所述碳元素为粉末状石墨化元素；所述硅元素和稀土元素由稀土硅铁粉末提供；选用的原材料均为8mm的粉末颗粒，按照比例均匀混合，得到的改性剂为粉末状态。
实施例3
本发明所述的一种磷生铁改性剂，其主要成分及重量份配比为：
所述碳元素为粉末状石墨化元素；所述硅元素和稀土元素由稀土硅铁粉末提供；选用的原材料均为5mm的粉末颗粒，按照比例均匀混合，得到的改性剂为粉末状态。
本发明在某电解铝企业应用：使用磷生铁改性剂制备高碳低硅无磷铁水浇铸阳极；阳极进入电解槽，在规定的位置钻孔，安装测量棒，打磨钢梁，阳极工作96h后进行铁碳压降测量，对比压降，铁碳压降数据统计如下：
试验结果：碳当量、磷含量及其它元素满足试验要求，配方符合低磷要求；低磷铁浇铸阳极质量比高磷铁浇铸好：平整、饱满、无裂纹；阳极导电性能较高磷铁浇铸高7.4％；低磷铁浇铸有利于降低阳极铁炭压降，降低铁炭压降约10mv，降低吨铝电耗33kwh。低磷浇铸阳极压脱性能达到预期效果。
本文中未详细说明的部分为现有技术。
上述虽然对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，而不具备创造性劳动的修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种磷生铁改性剂，其特征在于，其主要成分及重量份配比为：碳元素30％—50％、硅元素10％—15％、锰元素5％—15％、稀土元素2％—4％。
2.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：其主要成分包括碳元素50％、硅元素10％、锰元素5％、稀土元素2％。
3.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：其主要成分包括碳元素30％、硅元素15％、锰元素15％、稀土元素4％。
4.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：其主要成分包括碳元素40％、硅元素12％、锰元素10％、稀土元素3％。
5.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：所述碳元素为粉末状石墨化元素。
6.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：所述硅元素和稀土元素由稀土硅铁粉末提供。
7.根据权利要求1所述的一种磷生铁改性剂，其特征在于：选用的原材料均为1mm-8mm的粉末颗粒。
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