一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法
【專利摘要】一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，將鋯泥加入硅酸鈉溶液，壓制成的鋯泥塊，將硅鐵粉、螢石粉和鋯泥塊作為冶煉原料，投入到中頻感應(yīng)爐的坩堝熔池內(nèi)，將中頻感應(yīng)爐升溫至1400℃～1550℃，使物料完全熔化，待物料完全熔清后，停電澆鑄，冷卻至室溫出錠，精整，得到鋯硅鐵合金。優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，以鋯泥為原料，成本低廉，充分利用了廢棄鋯資源，且經(jīng)濟(jì)可觀，節(jié)能環(huán)保。
【專利說明】
一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，特別涉及一種使用生產(chǎn)電解鋯時(shí)產(chǎn)生的廢鋯泥料利用中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋯硅鐵是鋯系合金主要化合物之一，廣泛用于煉鋼脫氧劑、添加劑領(lǐng)域，同時(shí)國內(nèi)外焊條行業(yè)對(duì)鋯硅鐵市場(chǎng)需求量也很大。鋯硅鐵可以提高鋼的韌性、強(qiáng)度和耐磨性，改變鋼的淬透性、焊接性、可加工性和抗腐蝕性同時(shí)減低鋼的氮含量且不影響鋼的質(zhì)量。
[0003]目前，鋯硅鐵合金生產(chǎn)方法是以氧化鋯為原料，加入石英、木炭或低溫焦，進(jìn)行還原冶煉。該方法的以氧化鋯為原料，由于鋯資源有限，生產(chǎn)成本較高，并且鋯的回收率為50%?60%，極大的造成錯(cuò)資源的浪費(fèi)。
[0004]廢鋯泥是熔鹽電解法制備鋯粉產(chǎn)生的廢料，盡管金屬鋯粉在低溫時(shí)化學(xué)性質(zhì)不活潑，但是在制作、儲(chǔ)存、運(yùn)輸及使用過程中，極易被其他物體加熱，從而引起自燃甚至爆炸。而目前熔鹽電解鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢鋯泥無法丟棄，廢鋯泥中含有大量的鋯元素，儲(chǔ)存也具有一定危險(xiǎn)性，至今國內(nèi)外對(duì)廢鋯泥還沒有一種經(jīng)濟(jì)可行、有經(jīng)濟(jì)效益的處理方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低廉、鋯元素回收率高的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，該方法采用熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料鋯泥生產(chǎn)鋯硅鐵，使冶金企業(yè)長(zhǎng)期積壓的易燃且難以處理的廢鋯泥料得到有效的利用和開發(fā)，且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其具體步驟如下:
(I)、在60°C?80°C條件下烘干鋯泥，用18目?150目篩子進(jìn)行篩分，選用篩后粒度為
0.1mm?Imm的錯(cuò)泥；
(2 )、將步驟(I)經(jīng)篩分選用的粒度為0.1 mm?I mm的錯(cuò)泥加入娃酸鈉溶液，使錯(cuò)泥充分被娃酸鈉溶液潤濕，壓制成粒度為150mm?200mm的錯(cuò)泥塊，在60°C?80°C的條件下烘干；
(3)、將鋯泥塊、硅鐵粉、螢石粉按照重量份數(shù)計(jì)分別為I份?1.2份、0.75份?0.9份、
0.05份?0.1份分別稱量出來，作為冶煉原料；
(4)、將重量占步驟(3)稱量的硅鐵粉總重量的40%?60%硅鐵粉和占步驟(3)稱量的螢石粉總重量的30%?50%螢石粉裝入坩禍內(nèi)；
(5)、打開中頻感應(yīng)爐控制總電源，調(diào)節(jié)功率旋鈕，使起始電壓處于250V?300V;
(6)、將中頻感應(yīng)爐升溫至1400°C?1550°C時(shí)，保持電壓300V?350V，保溫25min?40min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔化；
(7)、將重量占步驟(3)稱量的鋯泥塊總重量40%?50%的鋯泥塊緩慢繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，在1400°C?1550°C繼續(xù)保溫25min?40min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔清；
(8)、將剩余的硅鐵粉和螢石粉繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，保持電壓400V?450V，在 1400°C ?1550°C 下保溫 20min ?40min;
(9)、將剩余的鋯泥塊投入坩禍熔池內(nèi)，保持電壓450V?500V，在1400°C?1550°C下保溫25min?40min，待物料完全熔清后，停電澆鑄，冷卻至室溫出錠，得到合金錠；
(10),將合金錠破碎精整后，得到鋯硅鐵合金。
[0007]所述鋯泥為熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料，其中，Zr元素質(zhì)量含量為70%?90%。
[0008]所述鋯泥與硅酸鈉的質(zhì)量比為1:0.03?1:0.04。
[0009]所述硅酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為25%?40%。
[0010]步驟(5)中頻感應(yīng)爐的起始功率為20kW?50kW。
[0011]步驟(6)、步驟(8)和步驟(9)中頻感應(yīng)爐的功率為120kW?200kW。
[0012 ]步驟(4)和步驟(8)中向坩禍中裝料時(shí)，先加入硅鐵粉后，再加入螢石粉。
[0013]所述冷卻方式是自然冷卻或循環(huán)水冷卻。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
(1)、工藝簡(jiǎn)單、可靠，操作方便，以鋯泥為原料，成本低廉，進(jìn)一步提高廢棄固渣的利用率，使冶金企業(yè)長(zhǎng)期積壓的易燃且難以處理的廢鋯泥料得到有效的利用和開發(fā)，且具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0015](2)、該方法鋯泥中的鋯元素利用率高，充分利用了廢棄鋯資源，且經(jīng)濟(jì)可觀，節(jié)能環(huán)保。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1
該中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其步驟如下:
(I )、在6 O °C條件下烘干鋯泥(熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料)，其中Z r含量為70wt %，使用18目?150目篩子進(jìn)行篩分，選用篩分后(篩上物)粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥；
(2)、將步驟(I)經(jīng)篩分選用的粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥10kg加入4kg濃度為25wt5^i酸鈉溶液混合充分后，壓制成粒度為150mm的塊料，在60°C的條件下烘干；
(3)、將10kg鋯泥塊、75kg硅鐵粉和5kg螢石粉分別稱量出來；
(4)、采用人工方式先后將30kg硅鐵粉和1.5kg螢石粉裝入坩禍內(nèi)；
(5)、打開中頻感應(yīng)爐控制總電源，調(diào)節(jié)功率旋鈕，使起始電壓處于250V，起始功率為
20kff；
(6)、將中頻感應(yīng)爐升溫至1400°C時(shí)，保持電壓300V，功率為120kW保溫25min，使物料在中頻感應(yīng)爐內(nèi)完全熔化；
(7)、采用人工方式將40kg鋯泥塊緩慢繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，在1400°C繼續(xù)保溫25min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔清；
(8)、采用人工方式先后將剩余的45kg硅鐵粉、3.5kg螢石粉裝入中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池，保持電壓400V，功率為120kW，在1400°C保溫20min;
(9)、采用人工方式將剩余的60kg鋯泥塊緩慢投入坩禍熔池內(nèi)，保持電壓450V，功率為120kff，在1400 °C下保溫25min，待物料完全熔清后，停電澆鑄，自然冷卻至室溫出錠；
(1 )、合金錠經(jīng)破碎精整后，得到141.6 k g鋯硅鐵合金；經(jīng)檢測(cè)，鋯硅鐵合金中含Zr36.4%，含Si37.8%，其中Zr元素回收率73.6%。
[0017]實(shí)施例2
該中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其步驟如下:
(I )、在7 O °C條件下烘干鋯泥(熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料)，其中Z r含量為90wt %，使用18目?150目篩子進(jìn)行篩分，選用篩分后(篩上物)粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥；
(2)、將步驟(I)經(jīng)篩分選用的粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥I1kg加入3.85g濃度為30wt%硅酸鈉溶液混合充分后，壓制成粒度為170mm的塊料，在70°C的條件下烘干；
(3)、將I1kg鋯泥塊、85kg、硅鐵粉、7.5kg螢石粉分別稱量出來；
(4)、采用人工方式先后將42.5kg硅鐵粉和3kg螢石粉裝入坩禍內(nèi)；
(5)、打開中頻感應(yīng)爐控制總電源，調(diào)節(jié)功率旋鈕，使起始電壓處于270V，起始功率為
35kff；
(6)、將中頻感應(yīng)爐升溫至1500°C時(shí)，保持電壓320V，功率為150kW，保溫35min，使物料在中頻感應(yīng)爐內(nèi)完全熔化；
(7)、采用人工方式將49.5kg鋯泥塊緩慢繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，在15000C繼續(xù)保溫30min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔清；
(8)、采用人工方式先后將剩余的42.5kg硅鐵粉、4.5kg螢石粉裝入中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，保持電壓420V，功率為150kW，在1500°C保溫30min;
(9)、采用人工方式將剩余60.5kg鋯泥塊緩慢投入坩禍熔池內(nèi)，保持電壓430V，功率為150kff，在1500 0C保溫30min，待物料完全熔清后停電澆鑄，循環(huán)水冷卻至室溫出錠；
(10 )、合金錠經(jīng)破碎精整后，得到196.5kg鋯硅鐵合金；經(jīng)檢測(cè)，鋯硅鐵合金中含Zr38.6%，含Si39.8%，其中Zr元素回收率76.6%。
[0018]實(shí)施例3
該中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其步驟如下:
(I )、在8 O °C條件下烘干鋯泥(熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料)，其中Z r含量為80wt %，使用18目?150目篩子進(jìn)行篩分，選用篩分后(篩上物)粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥；
(2)、將步驟(I)經(jīng)篩分選用的粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥120kg、加入3.6kg濃度為40wt %硅酸鈉溶液混合充分后，壓制成粒度為200mm的塊料，在80°C的條件下烘干；
(3)、將120kg鋯泥塊、90kg硅鐵粉和1kg螢石粉分別稱量出來；
(4)、采用人工方式先后將54kg硅鐵粉和5kg螢石粉裝入坩禍內(nèi)；
(5)、打開中頻感應(yīng)爐控制總電源，調(diào)節(jié)功率旋鈕，使起始電壓處于300V，起始功率為
50kff；
(6)、將中頻感應(yīng)爐升溫至1550°C時(shí)，保持電壓350V，功率為200kW，保溫40min，使物料在中頻感應(yīng)爐內(nèi)完全熔化；
(7)、采用人工方式將60kg鋯泥塊緩慢繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，在1550°C繼續(xù)保溫40min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔清；
(8)、采用人工方式先后將剩余的36kg硅鐵粉、5kg螢石粉裝入中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，保持電壓450V，功率為200kW，在1550°C保溫40min; (9)、采用人工方式將剩余的60kg鋯泥塊緩慢投入坩禍熔池內(nèi)，保持電壓500V，功率為200kff，在1550 °C保溫40min，待物料完全熔清后停電澆鑄，冷卻至室溫出錠；
(10)、合金錠經(jīng)破碎精整后，得到182.1kg鋯硅鐵合金；經(jīng)檢測(cè)，鋯硅鐵合金中含2『41.6%，含5丨43.8%，其中21元素回收率78.9%。
[0019]以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:具體步驟如下: (1)、在60°C?80°C條件下烘干鋯泥，用18目?150目篩子進(jìn)行篩分，選用篩后粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥； (2)、將步驟(I)經(jīng)篩分選用的粒度為0.1mm?Imm的錯(cuò)泥加入娃酸鈉溶液，使錯(cuò)泥充分被娃酸鈉溶液潤濕，壓制成粒度為150mm?200mm的錯(cuò)泥塊，在60°C?80°C的條件下烘干； (3)、將鋯泥塊、硅鐵粉、螢石粉按照重量份數(shù)計(jì)分別為I份?1.2份、0.75份?0.9份、0.05份?0.1份分別稱量出來，作為冶煉原料； (4)、將重量占步驟(3)稱量的硅鐵粉總重量的40%?60%硅鐵粉和占步驟(3)稱量的螢石粉總重量的30%?50%螢石粉裝入坩禍內(nèi)； (5)、打開中頻感應(yīng)爐控制總電源，調(diào)節(jié)功率旋鈕，使起始電壓處于250V?300V; (6)、將中頻感應(yīng)爐升溫至1400°C?1550°C時(shí)，保持電壓300V?350V，保溫25min?40min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔化； (7)、將重量占步驟(3)稱量的鋯泥塊總重量40%?50%的鋯泥塊緩慢繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，在1400°C?1550°C繼續(xù)保溫25min?40min，使中頻感應(yīng)爐的坩禍內(nèi)物料完全熔清； (8)、將剩余的硅鐵粉和螢石粉繼續(xù)投入到中頻感應(yīng)爐的坩禍熔池內(nèi)，保持電壓400V?450V，在 1400°C ?1550°C 下保溫 20min ?40min; (9)、將剩余的鋯泥塊投入坩禍熔池內(nèi)，保持電壓450V?500V，在1400°C?1550°C下保溫25min?40min，待物料完全熔清后，停電澆鑄，冷卻至室溫出錠，得到合金錠； (10),將合金錠破碎精整后，得到鋯硅鐵合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:所述鋯泥為熔鹽電解生產(chǎn)鋯粉時(shí)產(chǎn)生的廢料，其中，Zr元素質(zhì)量含量為70%?90%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:所述鋯泥與硅酸鈉的質(zhì)量比為1:0.03?1:0.04。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:所述硅酸鈉溶液的質(zhì)量濃度為25%?40 %。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:步驟(5)中頻感應(yīng)爐的起始功率為20kW?50kW。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:步驟(6)、步驟(8)和步驟(9)中頻感應(yīng)爐的功率為120kW?200kW。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:步驟(4)和步驟(8)中向坩禍中裝料時(shí)，先加入硅鐵粉后，再加入螢石粉。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的中頻爐冶煉鋯硅鐵合金的生產(chǎn)方法，其特征是:所述冷卻方式是自然冷卻或循環(huán)水冷卻。
【文檔編號(hào)】C22B34/14GK106048223SQ201610575696
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月20日
【發(fā)明人】齊牧, 崔傳海, 穆宇同, 李 杰, 任彤, 韓艷芝, 王敏, 任芝灝, 姜松, 滕曉慧, 孫秀煥
【申請(qǐng)人】中信錦州金屬股份有限公司