专利名称：一种生产高纯硅铁的方法及组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及到冶金生产高纯硅铁的生产方法及组合物。
背景技术：
随着我国硅钢技术的快速发展，高牌号无取向硅钢和取向硅钢逐步成为我国硅钢 市场的主流产品，其对生产所必需的高纯硅铁的要求也越来越高，需求量也越来越大。传统 的高纯硅铁生产方法均全部采用石油焦作为还原剂，主要原因是由于石油焦的灰分低、杂 质含量低，可以使得原液态硅铁中的杂质含量甚微，再对其进行吹气精炼可以得到高纯硅 铁。如专利ZL96120093. 6实施例1和实施例2中，均全部采用石油焦作为还原剂。专利 ZL01112586. 1中，不仅使用全部石油焦作为还原剂，而且还通过控制自焙电极带入炉内的 杂质量，以控制原液态硅铁杂质含量达到较低水平，然后通过精炼后得到高纯度硅铁合金。但石油焦作为硅铁冶炼的还原剂与焦炭相比，其缺点非常明显1、石油焦的反应性很差，因此使用石油焦作为还原剂生产硅铁产量低、电耗高；2、石油焦比电阻小，电极难以深插，导致刺火严重，炉况难以掌握，职工劳动强度 大；3、石油焦易石墨化，会进一步降低其反应性，同时石墨化的碳元素遗留在液态硅 铁中，难以通过延长精炼时间予以去除，导致产品合格率降低，产品质量难以保证。4、石油焦属石油加工的副产品，市场价格远高于焦炭，同时其价格随石油价格的 波动大，对高纯硅铁产品的成本影响很大。但由于焦炭的灰分远高于石油焦，其用于硅铁冶炼生产的还原剂时，会带入一定 量的杂质，必须采用一定的工艺方法予以去除，才能得到合格的高纯硅铁。通常石油焦的灰 分约为0. 3%至0. 5%左右，焦炭的灰分为9%至11%，前者是后者的二十五分之一。
发明内容
针对石油焦和焦炭的上述不足，我们发明了一种利用焦炭代替石油焦生产高纯硅 铁的新技术，以焦炭为主要还原剂，稳定、大批量地生产出用于高牌号无取向硅钢和取向硅 钢的高纯硅铁。一种生产高纯硅铁的组合物，由硅石、焦炭、石油焦和钢屑组成。硅石焦炭石 油焦钢屑=190-210kg 70-80kg 30-20kg 2448kg重量比例进行配料。硅石的粒度为20-80mm，所述焦炭的粒度为3_10mm，所述石油焦的粒度为0-15mm。一种高纯硅铁的生产方法，包括如下步骤a将一定重量的硅石、焦炭、石油焦、钢屑混合进行配料；b将上述混合料加入矿热炉，按照硅铁冶炼的常规方法进行冶炼，得到液态硅铁原 液；c将台包底部吹入富含氧气的压缩空气，打开矿热炉炉嘴，液态硅铁原液自然流入 台包中；
d当台包中的液态硅铁原液深度达到约200-400毫米时，用石墨管从台包顶部通 入氯气或氧气，并逐步加入可燃疏松物；e精炼完成后将台包中的液态硅铁原液倒入锭模中冷却，即形成大块的高纯硅铁。硅石焦炭石油焦钢屑=190-210kg 70-80kg 30_20kg 2448kg 重量 比例进行配料。富含氧气的压缩空气的吹入压力为0. 2兆帕-0. 6兆帕；富含氧气的压缩空气以瓶装氧气和空气压缩机用三通予以连接，并单独设置调节 阀。吹气精炼的时间为190-M0分钟。由于延长了炉外精炼时间，氧气的助燃作用，不但去除了液态硅铁原液中的碳、 钙、铝等各种杂质，而且氧化作用不断放出的热量维持了吹气精炼的热量损失，可以确保达 到工艺要求的吹气精炼时间。可燃疏松物可以是稻草、谷壳、锯末等。本技术利用焦炭代替石油焦生产高纯硅铁的新技术，可以焦炭为主要还原剂，稳 定、大批量地生产出用于高牌号无取向硅钢和取向硅钢的高纯硅铁，其碳、铝和钛含量均低 于0. 010%、锰含量低于0. 040%，其他元素的含量也达到了客户的采购要求。按目前石油焦和焦炭的市价，使用该技术每吨高纯度硅铁合金可以节约生产成本 600-1200多元，经济效益显著，我国是焦炭生产大国，用焦炭替代石油焦增强了企业控制 成本的能力。具体实施方案实施例1 采用的设备为9300KVA矿热炉，原料配比为硅石焦炭石油焦钢屑 =195kg 70kg 30kg 24kg，其中焦炭和石油焦的重量为扣除水分后的净重，硅石的二 氧化硅含量为98. 87%，粒度为20-80mm ；焦炭的固定碳含量为84. 82%，灰分为8. 85%，粒 度为3-10mm ；石油焦的固定碳含量为87. 21%,灰分为0. 32%，粒度为0_15mm。将上述混合 料加入矿热炉，按照硅铁冶炼的常规方法进行冶炼，得到液态硅铁原液。将台包底部投入富 含氧气的压缩空气，打开矿热炉炉嘴，液态硅铁原液自然流入台包中。富含氧气的压缩空气 的吹入压力为0. 2兆帕，随着液态硅铁原液的流入逐步调大吹入压力，直至达到0. 6兆帕。 富含氧气的压缩空气以瓶装氧气和空气压缩机用三通予以连接，并单独设置调节阀。当台包中的液态硅铁原液深度达到约200-400毫米时，用石墨管从台包顶部通入 氯气或氧气，并逐步加入稻草或锯末。稻草或锯末燃烧后形成草灰覆盖层，主要作用是防止 吹入气体导致的液态硅铁原液的飞溅。吹气精炼的时间为210-240分钟，精炼完成后将台包中的液态硅铁原液倒入锭模 中冷却，即形成大块的高纯硅铁。由于氧气的助燃作用，不但去除了液态硅铁原液中的碳、 钙、铝等各种杂质，而且氧化作用不断放出的热量维持了吹气精炼的热量损失，可以确保达 到工艺要求的吹气精炼时间。按照上述方法得到硅铁经化验后的化学成分为硅76.2%，铝0.007 %，碳 0. 008%，钛0. 009%，磷0. 008%，锰0. 014%，钙0. 012%，硫0. 003%，完全可以满足用于生
产高牌号无取向硅钢和取向硅钢的要求。实施例2 采用的设备为9300KVA矿热炉，原料配比为硅石焦炭石油焦钢屑=205kg 80kg 20kg 25kg，其中焦炭和石油焦的重量为扣除水分后的净重，硅石的二 氧化硅含量为98. 50%，粒度为20-80mm ；焦炭的固定碳含量为84. 24%，灰分为9. 15%，粒 度为3-10mm ；石油焦的固定碳含量为86. 51%，灰分为0. 34%，粒度为0_15mm。将台包底部投入富含氧气的压缩空气，打开矿热炉炉嘴，液态硅铁原液自然流入 台包中。富含氧气的压缩空气的吹入压力为0. 2兆帕，随着液态硅铁原液的流入逐步调大 吹入压力，直至达到0. 6兆帕。富含氧气的压缩空气以瓶装氧气和空气压缩机用三通予以 连接，并单独设置调节阀。当台包中的液态硅铁原液深度达到约200-400毫米时，用石墨管从台包顶部通入 氯气或氧气，并逐步加入稻草或锯末。稻草或锯末燃烧后形成草灰覆盖层，主要作用是防止 吹入气体导致的液态硅铁原液的飞溅。吹气精炼的时间为190-210分钟，精炼完成后将台包中的液态硅铁原液倒入锭模 中冷却，即形成大块的高纯硅铁。由于氧气的助燃作用，不但去除了液态硅铁原液中的碳、 钙、铝等各种杂质，而且氧化作用不断放出的热量维持了吹气精炼的热量损失，可以确保达 到工艺要求的吹气精炼时间。按照上述冶炼方法的得到硅铁经化验后的化学成分为硅76. 1%，铝0. 008%，碳 0. 0086%，钛 0. 010%，磷 0. 008%，锰 0. 017%，钙 0. 013%，硫 0. 004%，完全可以满足用于 生产高牌号无取向硅钢和取向硅钢的要求。
权利要求
1.一种生产高纯硅铁的组合物，由硅石、焦炭、石油焦和钢屑组成。
2.如权利要求1所述的组合物，其特征为所述硅石焦炭石油焦钢屑=190-21 Okg 70-80kg 30-20kg 24-28kg 重量比例进行配料。
3.如权利要求1或2所述的组合物，其特征为所述硅石的粒度为20-80mm，所述焦炭 的粒度为3-10mm，所述石油焦的粒度为0_15mm。
4.一种高纯硅铁的生产方法，包括如下步骤a将一定重量的硅石、焦炭、石油焦、钢屑混合进行配料；b将上述混合料加入矿热炉，按照硅铁冶炼的常规方法进行冶炼，得到液态硅铁原液； C将台包底部吹入富含氧气的压缩空气，打开矿热炉炉嘴，液态硅铁原液自然流入台包中；d当台包中的液态硅铁原液深度达到约200-400毫米时，用石墨管从台包顶部通入氯 气或氧气，并逐步加入可燃疏松物；e精炼完成后将台包中的液态硅铁原液倒入锭模中冷却，形成高纯硅铁。
5.如权利要求4所述生产方法，其特征为所述硅石焦炭石油焦钢屑=190-21 Okg 70-80kg 30-20kg 24-28kg 重量比例进行配料。
6.如权利要求4所述生产方法，其特征为所述富含氧气的压缩空气的吹入压力为0.2 兆帕-0.6兆帕。
7.如权利要求4或5所述生产方法，其特征为所述富含氧气的压缩空气以瓶装氧气 和空气压缩机用三通予以连接，并单独设置调节阀。
8.如权利要求4所述生产方法，其特征为所述的吹气精炼的时间为190-240分钟。
全文摘要
本发明公开了利用焦炭代替石油焦生产高纯硅铁的新技术，以焦炭为主要还原剂，稳定、大批量地生产出用于高牌号无取向硅钢和取向硅钢的高纯硅铁。用硅石∶焦炭∶石油焦∶钢屑＝190-210kg∶70-80kg∶30-20kg∶24-28kg重量比例进行配料；将台包中的液态硅铁原液吹入压力为0.2兆帕-0.6兆帕的富含氧气的压缩空气，富含氧气的压缩空气以瓶装氧气和空气压缩机用三通予以连接，并单独设置调节阀；精炼的时间为190-240分钟。得到高纯硅铁完全可以满足用于生产高牌号无取向硅钢和取向硅钢的要求。
文档编号C22C38/02GK102146545SQ201010106128
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者陈开森, 陈炬 申请人:湖北森泰科技开发有限公司