CN1594612A

CN1594612A - 一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法

Info

Publication number: CN1594612A
Application number: CN 200410009323
Authority: CN
Inventors: 卢惠民; 陈明法; 徐昕; 刘强
Original assignee: BEIJING YANHUANG INVESTMENT MANAGEMENT Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: BEIJING YANHUANG INVESTMENT MANAGEMENT Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2004-07-12
Filing date: 2004-07-12
Publication date: 2005-03-16

Abstract

一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，属于金属材料领域。本发明特征在于该方法以红柱石为原料，以烟煤和石油焦为还原剂，红柱石矿50～70％，烟煤和石油焦40～20％，加入5～8％粘结剂和4～6％水。分别磨成粒度小于1mm的粉料；在混料机中均匀混合；在制团机中制成球团，在100～150℃烘干脱水，要求水分不超过1％。将干燥后的球团加入到交流或直流矿热电弧炉中，炉内温度为1950～2150℃，还原反应时间为3～4小时间，隔2～4小时从出铝口向抬包放出铝硅合金液体，在抬包中加入精炼剂除渣，真空过滤除渣、混合、稀释后铸锭，即得到粗铝硅合金。本方法充分利用我国红柱石矿的资源优势，生产流程短、能耗低、成本低，且无工业废料。

Description

一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法

技术领域：

本发明属于金属材料领域，特别涉及一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法。

背景技术：

目前我国铝硅合金都是采用兑掺法生产的。即用电解法生产的原铝和用工业硅经过重熔、按比例熔融混合制得。这样从矿石到成品要经过氧化铝厂、电解铝厂、工业硅厂、铝合金等多道工序才能完成，生产流程长、能耗高使铝硅合金成本居高不下，生产过程对环境影响大。为了降低铝硅合金生产成本，有报道用铝硅矿如铝土矿、铝矾土、蓝晶石、硅石矿为原料在矿热电弧炉中生产铝硅合金的方法，这些方法将比兑掺法带来更大的社会效益和经济效益，但尚未见用红柱石(Al₂O₃·SiO₂)为原料生产铝硅合金的报道。随着我国大型红柱石矿床发现和开采，特别是新疆发现大型红柱石矿床并且含铁微量，质地优良，因此，以红柱石为原料，在矿热电弧炉中电热还原生产铝硅合金成为可能。

发明内容：

本发明的目的是提出用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，解决兑掺法生产流程长、能耗高、成本高的问题。

一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，该方法以红柱石为原料，以烟煤和石油焦为还原剂，红柱石矿50～70％，烟煤和石油焦40～20％，加入5～8％粘结剂和4～6％水。红柱石矿中红柱石含量为70％～100％，其余0～30％的杂质为石英、氧化钙、氧化镁。烟煤固定碳含量40～60％、石油焦固定碳含量80～90％，烟煤和石油焦的配料比为8∶2～6∶4。

生产步骤如下：

1、将原料红柱石矿、还原剂烟煤和石油焦分别磨成粒度小于1mm的粉料；全部物料在混料机中均匀混合。混合好的物料在制团机中制成球团，制团压力为20～30MPa；将制好的球团在100～150℃烘干脱水，要求水分不超过1％。

2、将干燥后的球团加入到交流或直流矿热电弧炉中，炉内温度为1950～2150℃，还原反应时间为3～4小时。

3、定期(间隔2～4小时)从出铝口向抬包放出铝硅合金液体。因合金中含有一定量的非金属杂质，需在抬包中加入精炼剂除渣。在抬包中加入精炼剂，真空过滤除渣、混合、稀释后铸锭，即得到粗铝硅合金。用本发明得到的铝硅合金成分范围为：铝30～75％，硅10～50％，其余为通过熔炼进入到铝硅合金中的红柱石所含的其它元素。

本发明原理为，根据化学反应式纯红柱石与纯碳比为166∶60，其最佳配碳量为完全反应理论需求量的93～95％。

与已有的技术相比，本发明有以下特点：

1、使用红柱石为原料生产铝硅合金。目前在我国多处发现大型红柱石矿床并已经开采，这些红柱石矿产品质地优良，含铁等杂质少，不用再调配工业纯氧化铝以提高氧化铝含量，可直接用作生产铝硅合金的原料，生产成本低，这是其他含硅含铝原料所不能比拟的。

2、合理利用我国西部资源。在我国西部(如新疆)的相继发现大型红柱石矿床，当地其他资源如烟煤、石油焦、水等非常丰富，电价低廉，生产成本会更低。

3、可生产含铝不同的各种牌号的铝硅合金和以铝硅为主的其它合金。在红柱石原料中配合各种含量的硅石，可生产出含铝量不同的各种牌号的铝硅合金。以这些铝硅合金为主熔配其它元素，可生产出以铝硅为主的其它合金。

4、利用不同类型的矿热电弧炉。交流或直流矿热电弧炉都可以使用，只要保持炉内反应温度为1950～2150℃即可。

5、合金精炼炉渣可用作钢液脱氧和脱磷，可作还原剂用于冶炼硅锰合金、热法炼镁，并且可作冶炼铸铁的一种炉料组分，因此，用红柱石为原料生产铝硅合金的方法具有无废料的工艺特点。

具体实施方式：

实施例1：在100KVA直流电弧炉中用红柱石为原料生产铝硅合金

采用100KVA直流电弧炉，原料配比为：红柱石矿50％，烟煤和石油焦40％，加入6％粘结剂和4％水。原料中红柱石矿红柱石含量为70％，石英15％，斜长石10％，其余为氧化钙、氧化镁；烟煤和石油焦为还原剂，其中烟煤水分4.0％，挥发分30.0％，灰分8.0％，石油焦水分0.5％，挥发分12.0％，烟煤与石油焦比为6∶4；纸浆废液为粘结剂，水分50.0％，灰分10.0％，挥发分40.0％。操作电压为35V，电流为1600A。每隔4小时放出一次铝硅合金，制得含铝63.38％的铝硅合金。

实施例2：在100KVA直流电弧炉中用红柱石为原料生产铝硅合金

采用100KVA直流电弧炉，原料配比为：红柱石矿60％，烟煤和石油焦30％，加入5％粘结剂和5％水。原料中红柱石矿红柱石含量为80％，石英10％，斜长石5％，其余为氧化钙、氧化镁；烟煤和石油焦为还原剂，其中烟煤水分4.0％，挥发分30.0％，灰分8.0％，石油焦水分0.5％，挥发分12.0％，烟煤与石油焦比为7：3；纸浆废液为粘结剂，水分50.0％，灰分10.0％，挥发分40.0％。操作电压为35V，电流为1600A。每隔4小时放出一次铝硅合金，制得含铝50.12％的铝硅合金。

实施例3：在100KVA直流电弧炉中用红柱石为原料生产铝硅合金

采用100KVA直流电弧炉，原料配比为：红柱石矿67％，烟煤和石油焦20％，加入8％粘结剂和5％水。原料中红柱石矿红柱石含量为90％，石英5％，斜长石1％，其余为氧化钙、氧化镁；烟煤和石油焦为还原剂，其中烟煤水分4.0％，挥发分30.0％，灰分8.0％，石油焦水分0.5％，挥发分12.0％，烟煤与石油焦比为7∶3；纸浆废液为粘结剂，水分50.0％，灰分10.0％，挥发分40.0％。操作电压为35V，电流为1600A。每隔4小时放出一次铝硅合金，制得含铝54.35％的铝硅合金。

实施例4：在16500KVA交流矿热电弧炉中用红柱石和石英为原料生产铝硅合金

采用16500KVA交流矿热电弧炉，原料为红柱石矿和石英矿，其中红柱石矿中红柱石含量为90.8％，石英5.0％，斜长石1.0％，其余为氧化钙、氧化镁；石英矿含石英99.5％，调配后氧化铝含量50.0％；烟煤和石油焦为还原剂，其中烟煤水分4.0％，挥发分30.0％，灰分8.0％，石油焦水分0.5％，挥发分12.0％，烟煤与石油焦比为7∶3；纸浆废液为粘结剂，水分50.0％，灰分10.0％，挥发分40.0％。每隔4小时放出一次铝硅合金，制得含铝52.3％的铝硅合金。

Claims

1.一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，其特征在于该方法以红柱石为原料，以烟煤和石油焦为还原剂，红柱石矿50～70％，烟煤和石油焦40～20％，加入5～8％粘结剂和4～6％水。

2.如权利要求1所述的一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，其特征在于要求红柱石矿中红柱石含量为70％～100％，其余0～30％的杂质为石英、氧化钙、氧化镁；烟煤固定碳含量40～60％、石油焦固定碳含量80～90％，烟煤和石油焦的配料比为8∶2～6∶4。

3.如权利要求1或2所述的一种用红柱石为原料生产铝硅合金的方法，其特征在于该方法生产步骤要求如下：

a.将原料红柱石矿、还原剂烟煤和石油焦分别磨成粒度小于1mm的粉料；全部物料在混料机中均匀混合；混合好的物料在制团机中制成球团，制团压力为20～30MPa；将制好的球团在100～150℃烘干脱水，要求水分不超过1％；

b.将干燥后的球团加入到交流或直流矿热电弧炉中，炉内温度为1950～2150℃，还原反应时间为3～4小时；

c.间隔2～4小时从出铝口向抬包放出铝硅合金液体，在抬包中加入精炼剂除渣，真空过滤除渣、混合、稀释后铸锭，即得到粗铝硅合金。