专利名称：一种生产高纯硅铁的方法
技术领域：
本发明涉及冶金产品的冶炼，尤其属于生产高纯硅铁的方法。
二、技术背景在现有生产硅铁包括超低碳的高纯硅铁，大多采用氧气和氯气并用，如专利号为93117341.8、名称为《一种微碳硅铁生产工艺》的技术。其不足是在冶炼时通入氯气，会产生有毒烟气，造成环境污染，影响操作人员身体健康，并且使硅铁中所要求的主要元素含量达标率低，仅在30％以下，冶炼反应速度慢。
三、技术内容为克服上述不足，本发明提供了在高纯硅铁冶炼中不通入氯气、不会造成环境污染、并使粘包损失降低、提高主要元素含量、加快冶炼反应速度的一种生产高纯硅铁的方法。
其技术措施包括在吹氧包中通入氧气，在于在硅铁冶炼过程中，即冶炼时加入12～18公斤/吨混合炉料的主要由氯化镁含量(重量比)在15～19％，氯化钙含量(重量比)在6～10％组成的氯化物催化剂。在硅铁水出炉的同时不断加入由石英砂30～100公斤，纯碱20～50公斤，萤石5～20公斤，蛇纹岩20～60公斤，铁磷3～15公斤混合而成的混合渣，其中二分之一的量在硅铁水出炉前10分钟内一次性加入，另二分之一的量在硅铁水出炉结束前的3～6分钟加完，且为边出炉边加入。精炼时向吹氧包中吹入量为3～10公斤、压力为0.1～0.6兆帕的压缩空气，其吹入依据硅铁熔液沸腾的落差在80～110毫米，吹入时间为4～8分钟，在精炼的一开始，就吹入量为25～35公斤、压力为0.2～0.6兆帕的氧气，吹入时间为20～80分钟。需要说明的是吹氧时间是根据硅铁水量的多少来确定，硅铁水量少，则吹氧时间短，硅铁水量多，则吹氧时间长；吹入的压缩空气的压力与硅铁水温度成正比。吹入的压缩空气为1～2公斤/分钟，吹入的氧气数量为0.1～1公斤/分钟。
在硅铁冶炼过程中加入主要由镁、钙组成的氯化物催化剂能使氯化物催化剂与二氧化硅生成低熔点的熔体，使石墨碳内晶格畸变并减弱碳原子间的键能，使碳气化反应的活性能降低，促进氧化物的还原反应，也并能使反应中的硅酸盐熔体粘度下降，熔体中游离的氧离子浓度增加，以利于氧离子的扩散及碳和熔体界面发生电化学反应，也还能减少料面烧结现象。
加入混合渣能达到保温、促使硅铁熔液的流动，去除其中的碳等杂质，降低熔融硅铁在包中所形成渣的粘度。由于将其加入后，会于硅铁熔液反应生成一种非金属氧化物，这使硅铁熔液与熔融渣起到加大接触频率，增大接触面积，从而增强了反应的动力学条件，并增强渣的活度，增加二氧化硅的活度，吸附硅铁熔液中的碳化物或氧化物，达到去除铝、碳等杂质的目的。
吹入压缩空气由于空气中含有氮气，所以当吹进压缩空气后，能减轻由于吹氧后会使硅铁熔液局部产生过热的现象，以确保吹氧后能达到去除杂质所需程度的目的。
出炉后不得单相压放电极主要是为了防止电极与硅铁熔液接触而产生增碳及增加其它杂质的现象，并能保持料层的结构。
本发明的优点在于不污染环境，不用购买氯气、硅铁熔液粘度小、流动性好、减少损失、反应速度快、降碳去除杂质效果好、主要元素达标率高、不会形成过热现象，并能减少料面烧结等，能满足生产高牌号的无取向硅钢和取向硅钢用料要求。
四、具体技术方案操作的方法与具体设备有关，与普通生产硅铁的工艺一样。
包括在吹氧包中通入氧气，在于在硅铁冶炼过程中，即冶炼时喷入15公斤/吨混合炉料的氯化物催化剂，其主要成分的重量比为，氯化镁为17％，氯化钙为8％，有少量的钾和铝，其余为水。在硅铁水出炉的同时不断加入由石英砂59公斤，纯碱21公斤，萤石5公斤，蛇纹岩46公斤，铁磷4.5公斤混合而成的混合渣，其中二分之一的量在硅铁水出炉前6～8分钟一次性加入。另二分之一的量在硅铁水出炉结束前的3～4分钟加完，并为边出炉边加入。精炼时向吹氧包中吹入量为6公斤左右、压力为0.4兆帕的压缩空气，其吹入依据硅铁熔液沸腾的落差在100毫米左右，吹入时间为6分钟。在精炼的一开始，就吹入量为30公斤、压力为0.4～0.5兆帕的氧气，吹入时间为40分钟。吹入的压缩空气为1公斤/分钟，吹入的氧气数量为0.75公斤/分钟。
权利要求
1.一种生产高纯硅铁的方法，包括在吹氧包中通入氧气，其特征在于在硅铁冶炼过程中，即冶炼时加入12～18公斤/吨混合炉料的氯化物催化剂，在硅铁水出炉的同时不断加入混合渣，直至出炉结束前的3～6分钟范围内加完，精炼时向吹氧包中吹入量为3～10公斤、压力为0.1～0.6兆帕的压缩空气，其吹入依据硅铁熔液沸腾的落差在80～110毫米，吹入时间为4～8分钟，在精炼的一开始，就吹入量为25～35公斤、压力为0.2～0.6兆帕的氧气，吹入时间为20～80分钟。
2.根据权利要求1所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于混合渣是由下述的几种渣剂混合而成石英砂30～100公斤，纯碱20～50公斤，萤石5～20公斤，蛇纹岩20～60公斤，铁磷3～15公斤。
3.根据权利要求1和2所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于混合渣在混合均匀后，其中二分之一的量在硅铁水出炉前10分钟内一次性加入，另二分之一的量在硅铁水出炉结束前的3～6分钟加完并为边出炉边加入。
4.根据权利要求1所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于在硅铁冶炼过程中加入的氯化物催化剂主要成分为镁、钙氯化物，其氯化镁含量(重量比)在15～19％，氯化钙含量(重量比)在6～10％。
5.根据权利要求1所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于在精炼时，吹入的氧气纯度为90～99.5％。
6.根据权利要求1和5所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于吹氧时间是根据硅铁水量的多少来确定，硅铁水量少，则吹氧时间短，硅铁水量多，则吹氧时间长。
7.根据权利要求1所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于吹入的压缩空气的压力与硅铁水温度成正比。
8.根据权利要求1所述的一种生产高纯硅铁的方法，其特征在于硅铁水出炉时，严禁压放电极。
全文摘要
一种生产高纯硅铁的方法,涉及冶炼高纯硅铁的方法。主要解决在目前冶炼高纯硅铁时由于通入氯气而产生有毒烟气,造成环境污染,并使硅铁中所要求的主要元素含量达标率低,冶炼反应速度慢等不足。其技术措施:包括在吹氧包中通入氧气,其在于在硅铁冶炼过程中,即冶炼时加入12～18公斤/吨混合炉料的氯化物催化剂,在硅铁水出炉的同时不断加入混合渣,直至出炉结束前的3～6分钟范围内加完,精炼时向吹氧包中吹入量为3～10公斤、压力为0.1～0.6兆帕的压缩空气,其吹入依据硅铁熔液沸腾的落差在80～110毫米,吹入时间为4～8分钟,在精炼的一开始,就吹入量为25～35公斤、压力为0.2～0.6兆帕的氧气,吹入时间为20～80分钟。
文档编号C22C33/00GK1380433SQ02115469
公开日2002年11月20日 申请日期2002年1月28日 优先权日2002年1月28日
发明者姚建京, 李启发, 刘彦平, 刘良田, 杨承轩 申请人:武汉钢铁(集团)公司