本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种调整铁水成分的增效剂及其制备方法与应用。
背景技术：
电解铝就是通过电解得到的铝；现代电解铝工业生产采用冰晶石-氧化铝融盐电解法。熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳素体作为阳极，铝液作为阴极，通入强大的直流电后，在950～970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，即电解。在电解铝阳极组装车间中，磷生铁成分调整难度较高，尤其是铁水中碳元素和硫元素的调整，目前没有一种合适的增碳剂或脱硫剂可以调整。
技术实现要素：
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种调整铁水成分的增效剂及其制备方法与应用，以采用增碳剂来调整铁水中碳元素含量，采用硅铁来调整铁水中的硅元素含量，采用锰铁来调整铁水中的锰元素含量，采用脱硫剂来调整铁水中的硫元素含量，将增碳剂、硅铁、锰铁和脱硫剂按照一定比例要求混合，从而可以根据不同的用途随意的调整磷生铁、生铁、低磷生铁和废铁熔炼生铁中的多种元素的含量。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种调整铁水成分的增效剂，增效剂的组分包括增碳剂、硅铁、锰铁和脱硫剂。需要说明的是，增效剂各组分中，增碳剂主要用来调整铁水中碳元素含量，硅铁主要用来调整铁水中的硅元素含量，锰铁主要用来调整铁水中的锰元素含量，脱硫剂主要用来调整铁水中的硫元素含量。
优选地，增效剂的组分还包括磷铁。磷铁主要用来调整铁水中的磷元素含量。
优选地，增碳剂选自高纯石墨碎增碳剂、高纯石墨电极粹增碳剂、煅后焦增碳剂、煅煤增碳剂和石墨增碳剂中的一种或多种。
优选地，高纯石墨碎增碳剂的粒度为0～5mm，优选为2～5mm。
优选地，增碳剂是吸收率大于或等于90％的增碳剂，优选为大于或等于95％。
优选地，脱硫剂包括镁基脱硫剂和镁粒中的一种或两种。
第二方面，本发明提供了调整铁水成分的增效剂的制备方法，包括步骤：将所有的增效剂的组分按照所需比例混合均匀，得到调整铁水成分的增效剂。需要说明的是，增效剂的各组分的含量，需要根据五大元素指标进行计算。其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)。
第三方面，本发明还保护增效剂在调整铁水成分中的应用。
优选地，铁水是采用磷生铁、生铁、低磷生铁和废铁熔炼生铁中的一种或多种制备而成。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：(1)本发明提供的增效剂，采用增碳剂来调整铁水中碳元素含量，采用硅铁来调整铁水中的硅元素含量，采用锰铁来调整铁水中的锰元素含量，采用磷铁来调整铁水中的磷元素含量，采用脱硫剂来调整铁水中的硫元素含量，可以根据不同的用途随意的调整碳元素、硅元素、锰元素、磷元素和硫元素的指标范围；(2)本发明提供的增效剂，可用于调整磷生铁、生铁、低磷生铁和废铁熔炼生铁中的五大元素含量，应用范围广泛，生产成本低，使用方便，具有很广的应用前景。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只是作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均为自常规商店购买得到的。以下实施例中的定量试验，均设置三次重复实验，数据为三次重复实验的平均值或平均值±标准差。
本发明提供一种调整铁水成分的增效剂，其组分包括增碳剂、硅铁、锰铁和脱硫剂，优选地，还包括磷铁；其中，增碳剂选自高纯石墨碎增碳剂、高纯石墨电极粹增碳剂、煅后焦增碳剂、煅煤增碳剂和石墨增碳剂中的一种或多种，其中高纯石墨碎增碳剂粒度为0～5mm，优选为2～5mm，吸收率大于或等于90％，优选大于或等于95％，脱硫剂包括镁基脱硫剂和镁粒中的一种或两种。
另外，本发明还提供了上述调整铁水成分的增效剂的制备方法，包括如下步骤：将所有的增效剂的组分按照所需比例混合均匀，得到调整铁水成分的增效剂。增效剂的各组分的含量，需要根据五大元素指标进行计算。其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)。
下面结合具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种调整铁水成分的增效剂，其组分包括增碳剂、硅铁、锰铁和脱硫剂；其中，增碳剂是粒度为3mm的高纯石墨碎增碳剂，吸收率大于95％，脱硫剂为镁基脱硫剂。增效剂各组分中，增碳剂主要用来调整铁水中碳元素含量，硅铁主要用来调整铁水中的硅元素含量，锰铁主要用来调整铁水中的锰元素含量，脱硫剂主要用来调整铁水中的硫元素含量。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备调整铁水成分的增效剂：将增碳剂、硅铁、锰铁和脱硫剂按照所需比例混合均匀，得到调整铁水成分的增效剂。增效剂的各组分的含量，需要根据五大元素指标进行计算。其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)。
实施例二
本实施例提供一种调整铁水成分的增效剂，其组分包括增碳剂、硅铁、锰铁、磷铁和脱硫剂；其中，增碳剂是粒度为3mm的高纯石墨碎增碳剂，吸收率大于95％，脱硫剂为镁基脱硫剂。增效剂各组分中，增碳剂主要用来调整铁水中碳元素含量，硅铁主要用来调整铁水中的硅元素含量，锰铁主要用来调整铁水中的锰元素含量，磷铁主要用来调整铁水中的磷元素含量，脱硫剂主要用来调整铁水中的硫元素含量。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备调整铁水成分的增效剂：将增碳剂、硅铁、锰铁、磷铁和脱硫剂按照所需比例混合均匀，得到调整铁水成分的增效剂。增效剂的各组分的含量，需要根据五大元素指标进行计算。其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)。
实施例三
本实施例提供一种调整铁水成分的增效剂，其组分包括增碳剂、硅铁、锰铁、磷铁和脱硫剂；其中，增碳剂是粒度为5mm的高纯石墨碎增碳剂，吸收率大于90％，脱硫剂为镁基脱硫剂。增效剂各组分中，增碳剂主要用来调整铁水中碳元素含量，硅铁主要用来调整铁水中的硅元素含量，锰铁主要用来调整铁水中的锰元素含量，磷铁主要用来调整铁水中的磷元素含量，脱硫剂主要用来调整铁水中的硫元素含量。
按上述的原料，采用本发明提供的制备方法，制备调整铁水成分的增效剂：将增碳剂、硅铁、锰铁、磷铁和脱硫剂按照所需比例混合均匀，得到调整铁水成分的增效剂。增效剂的各组分的含量，需要根据五大元素指标进行计算。其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)。
实施例四
本实施例提供一种调整铁水成分的增效剂的使用方法，包括步骤：
步骤一：根据五大元素(碳元素、硅元素、锰元素、磷元素和硫元素)指标要求计算出增效剂组分中的增碳剂(粒度为3mm的高纯石墨碎增碳剂)、硅铁、锰铁、磷铁和脱硫剂(镁基脱硫剂)的配比，然后混合均匀，其中，c(碳元素)＝{[c(碳要求指标)-c(材料碳指标)]×t(材料吨数)/c(增碳剂中固定碳含量)}×g(吸收率)；
步骤二：在铝电解阳极组装车间使用增效剂时，为了促使增效剂有足够的反应时间，先将中频炉内的铁水出空或留有少量铁水(约200kg)，然后加入增效剂；
步骤三：分批加入增效剂，首次加入25kg增效剂，伴随200kg铁料一起加入，铁料包括磷铁环、废铁边角料和各种规格面包铁；
步骤四：再次加入25kg增效剂，然后加入200kg铁料，再将剩余的增效剂全部加入，之后将剩余的铁料全部加入，期间可以低功率熔化，当增效剂全部加入后开始高功率熔化。
本发明提供的增效剂，采用增碳剂来调整铁水中碳元素含量，采用硅铁来调整铁水中的硅元素含量，采用锰铁来调整铁水中的锰元素含量，采用磷铁来调整铁水中的磷元素含量，采用脱硫剂来调整铁水中的硫元素含量，可以根据不同的用途随意的调整碳元素、硅元素、锰元素、磷元素和硫元素的指标范围；本发明提供的增效剂，可用于调整磷生铁、生铁、低磷生铁和废铁熔炼生铁中的五大元素含量，应用范围广泛，生产成本低，使用方便，具有很广的应用前景。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的保护范围当中。