專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及電冶煉爐中的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法。
背景技術(shù)：
目前，硅鐵和硅鈣的冶煉，是將炭素原料破碎至10～30mm的粒度，硅石大容量電爐加工成40～120mm的塊狀，小容量的電爐3000kva以下加工成25～80mm的塊狀，按照二氧化硅和炭素的一定比例入爐生產(chǎn)，采用這種原料生產(chǎn)，由于煤、硅石等原料均有一定的粒度，尤其是煤，其在冶煉爐內(nèi)始終不熔化，當(dāng)硅石、白灰熔化后，在煤的表面和逐漸進(jìn)入煤的孔隙中，才能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，這樣反應(yīng)物的接觸面積非常有限，因而化學(xué)反應(yīng)速度比較緩慢，因而嚴(yán)重的影響了產(chǎn)量，并伴隨著能耗的提高，采用目前的原料生產(chǎn)一般日產(chǎn)量為20～25噸，噸電耗8400～9000kvA，硅鈣的噸電耗在13000kvA；由此可以看出采用目前的加工方法生產(chǎn)的原料，其電耗很高，嚴(yán)重的浪費(fèi)能源，而且產(chǎn)量低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能大幅度增加原料的反應(yīng)接觸面積、提高爐內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速度，能明顯降低電耗、提高產(chǎn)量的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法。
本發(fā)明通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于分別將二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型；所述成型方法是將炭素、二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干；所述攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的粘接劑；所述粘接劑可以是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羥甲基纖維素、不飽和樹(shù)脂，也可以是消化白灰；所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為1mm以下的二氧化硅粉。
所述炭素原料為焦碳和無(wú)煙煤，其重量百分含量均為0～100％。
本發(fā)明有如下效果電冶煉爐產(chǎn)量的高低就是化學(xué)反應(yīng)速度的快慢之分，傳統(tǒng)的冶煉方法，炭素原料和硅石有限的接觸面積是阻礙反應(yīng)速度提高的關(guān)鍵所在。如果兩個(gè)碳原子和一個(gè)二氧化硅分子碰在一起，溫度在2000℃時(shí)，反應(yīng)速度是相當(dāng)快的，比共熔速度還快，但是電爐的原料焦碳是塊狀，不是以原子狀態(tài)存在的，只有熔化的硅石在碳的表面上和不斷滲入焦碳的毛細(xì)孔中和碳反應(yīng)，這樣有限的反應(yīng)接觸面積大大的阻礙了化學(xué)反應(yīng)的速度；而采用本發(fā)明提供的方法生產(chǎn)的原料，硅石和炭素原料均是1mm以下的細(xì)粉，而且兩種原料混合均勻壓制在一起，因而極大的擴(kuò)大了反應(yīng)接觸面積，當(dāng)冶煉溫度一到，參加反應(yīng)的原子和分子個(gè)數(shù)多，因此整個(gè)的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間就短，所以單位時(shí)間內(nèi)的產(chǎn)量就高，從而單位質(zhì)量的產(chǎn)品能耗就低。炭素和二氧化硅都是固體不是氣體，兩種分子自由碰撞的幾率等于零，而本發(fā)明提供的方法將兩種物質(zhì)充分磨細(xì)，均勻的摻合在一起，兩種物質(zhì)分子碰撞在一起幾率大大增加了，當(dāng)外界供給的能量達(dá)到活化要求時(shí)，反應(yīng)很快就完成了。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明提供的方法反應(yīng)時(shí)間比原來(lái)縮短了三分之一。
為了提高球料的電阻率，本發(fā)明對(duì)球料進(jìn)行了變性處理，這樣可以大大提高原料的電氣性能，使電爐電極深深插入料層中，降低熱損失，提高電效率。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為20％的焦碳、80％的無(wú)煙煤粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例2一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為30％的焦碳、70％的無(wú)煙煤粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的聚丙烯酰胺作為粘接劑，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例3一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為10％的焦碳、90％的無(wú)煙煤粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的聚乙烯醇作為粘接劑，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為1mm以下的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例4一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為40％的焦碳、60％的無(wú)煙煤粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的羥甲基纖維素作為粘接劑，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為1mm以下的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例5一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為50％的焦碳、50％的無(wú)煙煤粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的不飽和樹(shù)脂作為粘接劑，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為1mm以下的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例6一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為60％的焦碳、40％的無(wú)煙煤粉碎至小于1mm的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的消化白灰作為粘接劑，干基重量含量為30～32％，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例7一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為10％的焦碳、90％的無(wú)煙煤粉碎至小于1mm的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的消化白灰作為粘接劑，干基重量含量為30～32％，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例8一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為100％的焦碳粉碎至小于1mm的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的消化白灰作為粘接劑，干基重量含量為30～32％，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
實(shí)施例9一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，分別將二氧化硅和重量百分含量為100％的無(wú)煙煤粉碎至小于1mm的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型，成型方法是將焦碳、無(wú)煙煤和二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的消化白灰作為粘接劑，干基重量含量為30～32％，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，而后裝入容器中，通入二氧化碳使其碳化，料棚足夠大，也可在料棚里慢慢陰干，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為0～1mm的二氧化硅粉，方法是在壓球機(jī)出料皮帶運(yùn)輸機(jī)的卸料端，制造一個(gè)斜面，裝上或撒上拌有粘接劑的二氧化硅粉，其中粘接劑3～10％，水分為5～30％，料球從上面滾下來(lái)，便粘上了一層二氧化硅粉，或者將拌有粘接劑的二氧化硅粉，撒在攤開(kāi)的料球上，人工翻倒幾次，也能達(dá)到目的。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于分別將二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO2∶C＝1∶(0.4～0.6)的比例成型。
2.如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于所述成型方法是將炭素、二氧化硅原料細(xì)粉混合加入攪拌機(jī)中攪拌，再加入原料重量的3-15％的水分，待攪拌均勻后，加入對(duì)輥成型機(jī)中壓制成型，成型好球料的變性處理后在自然中晾曬、自然風(fēng)干。
3.如權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于所述攪拌的同時(shí)加入原料重量的1～10％的粘接劑。
4.如權(quán)利要求3所述的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于所述粘接劑可以是聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、羥甲基纖維素、不飽和樹(shù)脂，也可以是消化白灰。
5.如權(quán)利要求2所述的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于所述變性處理是指在球料的表面粘上1mm以下的一層加工好的顆粒直徑為1mm以下的二氧化硅粉。
6.如權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和高純硅的原料的加工方法，其特征在于所述炭素原料為焦碳和無(wú)煙煤，其重量百分含量均為0～100％。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及電冶煉爐中的一種生產(chǎn)硅鐵、硅鈣和單晶硅的原料的加工方法，其特征在于分別將二氧化硅和炭素原料粉碎至1mm以下的細(xì)末，按照重量比為SiO
文檔編號(hào)C22B5/10GK1844419SQ20061007758
公開(kāi)日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2006年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月30日
發(fā)明者吳興明 申請(qǐng)人:吳興明