專利名稱：一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金產(chǎn)品的冶煉，尤其屬于生產(chǎn)高純硅鐵的方法。
二、技術(shù)背景在現(xiàn)有生產(chǎn)硅鐵包括超低碳的高純硅鐵，大多采用氧氣和氯氣并用，如專利號(hào)為93117341.8、名稱為《一種微碳硅鐵生產(chǎn)工藝》的技術(shù)。其不足是在冶煉時(shí)通入氯氣，會(huì)產(chǎn)生有毒煙氣，造成環(huán)境污染，影響操作人員身體健康，并且使硅鐵中所要求的主要元素含量達(dá)標(biāo)率低，僅在30％以下，冶煉反應(yīng)速度慢。
三、技術(shù)內(nèi)容為克服上述不足，本發(fā)明提供了在高純硅鐵冶煉中不通入氯氣、不會(huì)造成環(huán)境污染、并使粘包損失降低、提高主要元素含量、加快冶煉反應(yīng)速度的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法。
其技術(shù)措施包括在吹氧包中通入氧氣，在于在硅鐵冶煉過程中，即冶煉時(shí)加入12～18公斤/噸混合爐料的主要由氯化鎂含量(重量比)在15～19％，氯化鈣含量(重量比)在6～10％組成的氯化物催化劑。在硅鐵水出爐的同時(shí)不斷加入由石英砂30～100公斤，純堿20～50公斤，螢石5～20公斤，蛇紋巖20～60公斤，鐵磷3～15公斤混合而成的混合渣，其中二分之一的量在硅鐵水出爐前10分鐘內(nèi)一次性加入，另二分之一的量在硅鐵水出爐結(jié)束前的3～6分鐘加完，且為邊出爐邊加入。精煉時(shí)向吹氧包中吹入量為3～10公斤、壓力為0.1～0.6兆帕的壓縮空氣，其吹入依據(jù)硅鐵熔液沸騰的落差在80～110毫米，吹入時(shí)間為4～8分鐘，在精煉的一開始，就吹入量為25～35公斤、壓力為0.2～0.6兆帕的氧氣，吹入時(shí)間為20～80分鐘。需要說明的是吹氧時(shí)間是根據(jù)硅鐵水量的多少來確定，硅鐵水量少，則吹氧時(shí)間短，硅鐵水量多，則吹氧時(shí)間長(zhǎng)；吹入的壓縮空氣的壓力與硅鐵水溫度成正比。吹入的壓縮空氣為1～2公斤/分鐘，吹入的氧氣數(shù)量為0.1～1公斤/分鐘。
在硅鐵冶煉過程中加入主要由鎂、鈣組成的氯化物催化劑能使氯化物催化劑與二氧化硅生成低熔點(diǎn)的熔體，使石墨碳內(nèi)晶格畸變并減弱碳原子間的鍵能，使碳?xì)饣磻?yīng)的活性能降低，促進(jìn)氧化物的還原反應(yīng)，也并能使反應(yīng)中的硅酸鹽熔體粘度下降，熔體中游離的氧離子濃度增加，以利于氧離子的擴(kuò)散及碳和熔體界面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，也還能減少料面燒結(jié)現(xiàn)象。
加入混合渣能達(dá)到保溫、促使硅鐵熔液的流動(dòng)，去除其中的碳等雜質(zhì)，降低熔融硅鐵在包中所形成渣的粘度。由于將其加入后，會(huì)于硅鐵熔液反應(yīng)生成一種非金屬氧化物，這使硅鐵熔液與熔融渣起到加大接觸頻率，增大接觸面積，從而增強(qiáng)了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，并增強(qiáng)渣的活度，增加二氧化硅的活度，吸附硅鐵熔液中的碳化物或氧化物，達(dá)到去除鋁、碳等雜質(zhì)的目的。
吹入壓縮空氣由于空氣中含有氮?dú)猓援?dāng)吹進(jìn)壓縮空氣后，能減輕由于吹氧后會(huì)使硅鐵熔液局部產(chǎn)生過熱的現(xiàn)象，以確保吹氧后能達(dá)到去除雜質(zhì)所需程度的目的。
出爐后不得單相壓放電極主要是為了防止電極與硅鐵熔液接觸而產(chǎn)生增碳及增加其它雜質(zhì)的現(xiàn)象，并能保持料層的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不污染環(huán)境，不用購(gòu)買氯氣、硅鐵熔液粘度小、流動(dòng)性好、減少損失、反應(yīng)速度快、降碳去除雜質(zhì)效果好、主要元素達(dá)標(biāo)率高、不會(huì)形成過熱現(xiàn)象，并能減少料面燒結(jié)等，能滿足生產(chǎn)高牌號(hào)的無取向硅鋼和取向硅鋼用料要求。
四、具體技術(shù)方案操作的方法與具體設(shè)備有關(guān)，與普通生產(chǎn)硅鐵的工藝一樣。
包括在吹氧包中通入氧氣，在于在硅鐵冶煉過程中，即冶煉時(shí)噴入15公斤/噸混合爐料的氯化物催化劑，其主要成分的重量比為，氯化鎂為17％，氯化鈣為8％，有少量的鉀和鋁，其余為水。在硅鐵水出爐的同時(shí)不斷加入由石英砂59公斤，純堿21公斤，螢石5公斤，蛇紋巖46公斤，鐵磷4.5公斤混合而成的混合渣，其中二分之一的量在硅鐵水出爐前6～8分鐘一次性加入。另二分之一的量在硅鐵水出爐結(jié)束前的3～4分鐘加完，并為邊出爐邊加入。精煉時(shí)向吹氧包中吹入量為6公斤左右、壓力為0.4兆帕的壓縮空氣，其吹入依據(jù)硅鐵熔液沸騰的落差在100毫米左右，吹入時(shí)間為6分鐘。在精煉的一開始，就吹入量為30公斤、壓力為0.4～0.5兆帕的氧氣，吹入時(shí)間為40分鐘。吹入的壓縮空氣為1公斤/分鐘，吹入的氧氣數(shù)量為0.75公斤/分鐘。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，包括在吹氧包中通入氧氣，其特征在于在硅鐵冶煉過程中，即冶煉時(shí)加入12～18公斤/噸混合爐料的氯化物催化劑，在硅鐵水出爐的同時(shí)不斷加入混合渣，直至出爐結(jié)束前的3～6分鐘范圍內(nèi)加完，精煉時(shí)向吹氧包中吹入量為3～10公斤、壓力為0.1～0.6兆帕的壓縮空氣，其吹入依據(jù)硅鐵熔液沸騰的落差在80～110毫米，吹入時(shí)間為4～8分鐘，在精煉的一開始，就吹入量為25～35公斤、壓力為0.2～0.6兆帕的氧氣，吹入時(shí)間為20～80分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于混合渣是由下述的幾種渣劑混合而成石英砂30～100公斤，純堿20～50公斤，螢石5～20公斤，蛇紋巖20～60公斤，鐵磷3～15公斤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于混合渣在混合均勻后，其中二分之一的量在硅鐵水出爐前10分鐘內(nèi)一次性加入，另二分之一的量在硅鐵水出爐結(jié)束前的3～6分鐘加完并為邊出爐邊加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于在硅鐵冶煉過程中加入的氯化物催化劑主要成分為鎂、鈣氯化物，其氯化鎂含量(重量比)在15～19％，氯化鈣含量(重量比)在6～10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于在精煉時(shí)，吹入的氧氣純度為90～99.5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于吹氧時(shí)間是根據(jù)硅鐵水量的多少來確定，硅鐵水量少，則吹氧時(shí)間短，硅鐵水量多，則吹氧時(shí)間長(zhǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于吹入的壓縮空氣的壓力與硅鐵水溫度成正比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法，其特征在于硅鐵水出爐時(shí)，嚴(yán)禁壓放電極。
全文摘要
一種生產(chǎn)高純硅鐵的方法,涉及冶煉高純硅鐵的方法。主要解決在目前冶煉高純硅鐵時(shí)由于通入氯氣而產(chǎn)生有毒煙氣,造成環(huán)境污染,并使硅鐵中所要求的主要元素含量達(dá)標(biāo)率低,冶煉反應(yīng)速度慢等不足。其技術(shù)措施:包括在吹氧包中通入氧氣,其在于在硅鐵冶煉過程中,即冶煉時(shí)加入12～18公斤/噸混合爐料的氯化物催化劑,在硅鐵水出爐的同時(shí)不斷加入混合渣,直至出爐結(jié)束前的3～6分鐘范圍內(nèi)加完,精煉時(shí)向吹氧包中吹入量為3～10公斤、壓力為0.1～0.6兆帕的壓縮空氣,其吹入依據(jù)硅鐵熔液沸騰的落差在80～110毫米,吹入時(shí)間為4～8分鐘,在精煉的一開始,就吹入量為25～35公斤、壓力為0.2～0.6兆帕的氧氣,吹入時(shí)間為20～80分鐘。
文檔編號(hào)C22C33/00GK1380433SQ02115469
公開日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2002年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者姚建京, 李啟發(fā), 劉彥平, 劉良田, 楊承軒 申請(qǐng)人:武漢鋼鐵(集團(tuán))公司