专利名称：用铝渣生产铝硅铁合金的熔融还原法的制作方法
技术领域：
本发明为一种生产炼钢脱氧剂Al-Si-Fe合金的熔融还原法，属于炼钢技术领域。
铝硅铁合金是炼钢过程中使用的脱氧剂，在国内外不少钢厂广泛使用。目前国内外有采用电炉法生产铝硅铁的方法，该方法以铝渣为原料生产铝硅铁，如CN1088622A，其缺点是铝渣的化学成份随生产批次而变化，造成产品铝硅铁化学成份不稳，影响其使用效果，该方法的另一个致命缺点是铝渣成型过程中，使用水性粘合剂一纸浆废液，该废液中的水与铝渣中Al-N反应形成NH3，污染周围环境。
为此，本发明给出一种用成份均匀的铝渣粉、硅石粉、铁锈粉和碳粉生产铝硅铁的熔融还原制法。该方法是将不同批次的含有不同含量的铝和三氧化二铝的铝渣混配成化学成份相对稳定的铝渣粉，将该铝渣粉、硅石粉、铁锈和碳粉用废重油作粘合剂制成块状混合成型物，再将该混合成型物放入反应炉中，在1400～1800℃温度下进行1～2小时的熔融还原反应，从而得到铝硅铁。该铝硅铁化学成份稳定、成本低且不污染环境。
本发明的目的是这样实现的(下述配比均为重量％)1、将不同批次的含有铝和三氧化二铝的铝渣混均后用球磨机反复球磨、过筛，直至筛选出化学成份为Al 10～15％、Al2O365～75％、余为杂质且粒度为100目(0.154mm)以下的铝渣粉。
2、将上述化学成份的铝渣粉40～50％，SiO2含量为95％以上的硅石和/或硅砂30～40％，Fe2O3含量为90％以上的铁锈(如钢厂轧钢车间经常产生的氧化铁皮)10～20％，含C量为85％以上的碳粉混合在一起。所述硅石和/或硅砂粒度为3～6mm，碳粉粒度为0.104mm以下。所述碳粉的加入量为上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂总重量的28～38％。
3、用废重油作为粘合剂将上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂、和碳粉混合物粘合在一起成为块状混合成型物。所述废重油加入量为上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂及碳粉总重量的5～15％。所述块状混合成型物粒度最好为2～6cm的块状。
4、将所述混合成型物放入反应炉(如生产电石的化工厂常用的电弧炉或矿热炉)中，在1400～1800℃区间进行1～2小时熔融还原反应。反应完后，把熔融物倒入接收槽，自然冷却成块状铝硅铁合金。所述铝硅铁合金的化学成分为Al 40～45％，Si 35～40％，Fe 15～25％。
本发明的用铝渣粉、硅石粉、铁锈粉和碳粉生产铝硅铁的熔融还原制法的原理为Al2O3、SiO2、Fe2O3还原，其反应式为 上述块状混合成型物于反应炉中可在1400～1800℃的温度下反应。
其化学计量式可写成下式
用本发明方法生产铝硅铁时，可得到化学成份(重量％)为Al 40～45％，Si 35～40％，Fe 15～25％的产品。
本发明方法具有如下优点①、本方法中，把不同批次的铝渣加工成的化学成份相对稳定的铝渣粉是化学成份相对稳定的再生资源。用上述铝渣粉作为原料生产的铝硅铁成份比较稳定。
②、用所述方法生产Al-Si-Fe时，电耗量下降10～20％，从而节省能源降低生产成本。
其节能原因在于本方法中铝渣粉、铁锈粉、硅石粉、碳粉按比例混合加工成块状成型物，放入反应炉中。因而各组份之间传热效果好，根据混合物使熔点下降原理，故降低热消耗，进而达到节省电能的效果。从实验数据看，用目前技术方法，生产每吨铝硅铁需耗电量为12000～13000WHA；使用本发明方法，生产每吨铝硅铁需耗电量仅为10000～11000WHA。
③、在本发明方法中，用来混合铝渣粉、硅粉和碳粉的粘合剂为油性物质—废重油，因而不产生NH3；而目前方法中使用水性物质作为粘合剂，从而产生NH3，造成环境污染。
④、在本发明方法中使用的铁锈粉为钢厂的废弃物，特别是钢厂轧钢车间中经常发生的氧化铁皮—表面氧化物，钢厂称其为黑皮。其中Fe2O3含量为90％以上。本方法将其作为二次资源使用，从而达到铁锈粉的资源化。
⑤、本发明方法中使用的铁锈粉和废重油均为废弃物，价格便宜，能大大降低产品成本。
实施例1
将化学成份(重量％)为Al 13％、Al2O370％、余为杂质的铝渣粉1500kg，SiO2含量为96％的硅石粉1300kg，Fe2O3含量为90％的铁锈粉600kg，C含量为88％的无烟煤粉1250kg用465kg废重油作为粘合剂混合成型，制成20×20×20mm3块状固型物。将所述混合成型物放入功率为12000KWH电炉(具有自焙电极的生产电石的反应炉)中，逐渐加热，在1400～1700℃进行熔融还原反应1.8小时。反应完成后，把熔融产物倒入分隔接收槽中自然冷却成10×8×5cm3块状物。生产一吨铝硅铁所消耗的电能为11000WHA。最后得到998kg下述成分的铝硅铁(重量％)Al 42％，Si 38％，Fe 20％。
实施例2将化学成份(重量％)为Al 15％、Al2O368％、余为杂质的铝渣粉1800kg，SiO2含量为96％的硅石粉1440kg，Fe2O3含量为90％的铁锈粉360kg，C含量为90％的无烟煤粉1330kg用493kg废重油作为粘合剂混合成型，制成30×30×30mm3块状固型物。把所述混合成型物放入功率为12000KWH电炉(具有自焙电极的生产电石的反应炉)中，逐渐加热，在1500～1800℃进行熔融还原反应1.2小时。反应完成后，把熔融产物倒入分隔接收槽中自然冷却成10×8×5cm3块状物。生产一吨铝硅铁所消耗的电能约为10000WHA。最后得到1150kg下述成分的铝硅铁(重量％)Al 45％，Si 39％，Fe 16％。
实施例3将化学成份(重量％)为Al 14％、Al2O369％、余为杂质的铝渣粉2000kg，Si02含量为97％的硅石粉1540kg，Fe2O3含量为92％的铁锈粉620kg，C含量为90％的无烟煤粉1540kg用570kg废重油作为粘合剂混合成型，制成40×40×40mm3块状固型物。将所述混合成型物放入功率为12000KWH电炉(具有自焙电极的生产电石的反应炉)中，逐渐加热，在1450～1750℃进行熔融还原反应1.5小时。反应完成后，把熔融产物倒入分隔接收槽中自然冷却成10×8×5cm3块状物。生产一吨铝硅铁所消耗的电能为10500WHA。最后得到1500kg下述成分的铝硅铁(重量％)Al 44％，Si 36％，Fe 20％。
权利要求
1.一种生产炼钢脱氧剂Al-Si-Fe合金的熔融还原法，其步骤为(1)、将不同批次的含有铝和三氧化二铝的铝渣混均后用球磨机反复球磨过筛，直至筛选出化学成份(重量％)为Al 10～15％、Al2O365～75％、余为杂质且粒度为0.154mm以下的铝渣粉；(2)、将上述化学成份的铝渣粉40～50％，SiO2含量为95％以上的硅石和/或硅砂30～40％，Fe3O2含量为90％以上的铁锈10～20％，含C量为85％以上的碳粉混合在一起，所述硅石和/或硅砂粒度为3～6mm，碳粉粒度为0.104mm以下，所述碳粉的加入量为上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂总重量的28～38％；(3)、用废重油作为粘合剂将上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂、和碳粉混合物粘合在一起成为块状混合成型物，所述废重油加入量为上述铝渣粉、铁锈、硅石和/或硅砂及碳粉总重量的5～15％；(4)、将所述混合成型物放入反应炉中，在1400～1800℃区间进行1～2小时熔融还原反应，从而得到铝硅铁合金。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述铝硅铁合金的化学成份(重量％)为Al 40～45％，Si 35～40％，Fe 15～25％。。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述块状混合成型物粒度为2～6cm的块状，所述铝硅铁合金为粒度5～12cm的块状。
全文摘要
本发明为一种生产炼钢脱氧剂Al－Si－Fe合金的熔融还原法。该方法是将不同批次的含有不同含量的铝和三氧化二铝的铝渣混配成化学成份相对稳定的铝渣粉,将该铝渣粉、硅石粉、铁锈和碳粉用废重油作粘合剂制成块状混合成型物,再将该混合成型物放入反应炉中,在1400～1800℃温度下进行1～2小时的熔融还原反应,从而得到铝硅铁合金,其化学成份(重量%)为:Al 40～45%,Si35～40%,Fe15～25%。该铝硅铁合金化学成份稳定、成本低且不污染环境。
文档编号C22C21/02GK1328165SQ01118770
公开日2001年12月26日 申请日期2001年6月12日 优先权日2001年6月12日
发明者金明官, 丰田哲夫 申请人:北京循环化学研究所, 星野精炼工业株式会社