一种回转窑与电弧炉联合生产棕刚玉的工艺的制作方法

1.本发明属于棕刚玉生产工艺技术领域，具体涉及一种回转窑与电弧炉联合生产棕刚玉的工艺。


背景技术：

2.我国是棕刚玉生产大国，其生产方法均为电弧炉（固定式、倾倒式及流放式）冶炼法，即将20~50mm的块状脱水铝矾土、焦炭和铁屑按一定比例投入电弧炉中以2000℃以上高温进行熔炼。生产时对铝矾土、焦粒和铁屑的质量和用量都有严格的要求，由于能耗大，原料价格高，棕刚玉的生产受到很大制约，严重影响了我国棕刚玉的生产。
3.专利申请号为200810000641.1公开了一种棕刚玉制造工艺，其通过将从铝钒土煅烧工序中制得的具有较高热能的铝钒土块，直接加入电弧炉中进行冶炼，从而利用了铝钒土已有的部分热能，减少了铝钒土在冶炼炉中重新加热的能耗，可以在一定程度上克服现有制造工艺中对热能的浪费，降低制造成本。
4.但是该现有技术仅把原料之一块状的铝矾土在转窑中加热，然后进电弧炉进行冶炼，其它原料铁屑、焦碳都是常温下在电弧炉口再加入；此种工艺的缺点是原料无法均匀混合，生产工艺繁杂，在很大程度上抵消了节能降耗，降低原料成本的效果。
5.专利申请号为201410335355.6公开了一种连续式刚玉冶炼流放炉的工艺，其将电弧炉炉腔分隔设置为三组加热电极，分别为熔炼区、精炼区和出料区，既保持了流放炉连续加料，连续放料的特点，同时实现了刚玉熔液和硅铁熔液分开出料，但其原料仍然是常温状态的块状的脱水铝矾土、铁屑和焦炭，较回转窑和电弧炉联合生产棕刚玉工艺使用生铝矾土、铁矿及煤经粉碎压球，经过1300~1400℃煅烧，然后在高于800℃下入电弧炉进行冶炼工艺明显不同。该专利提供的方法，不能降低原料成本，原料在炉内反应速度慢，节能降耗、降低原料成本效果不明显。


技术实现要素：

6.针对上述技术问题，本发明提供了一种回转窑与电弧炉联合生产棕刚玉的工艺，该工艺将所需的全部原料经粉碎压球一并送入转窑进行煅烧，在转窑中发生一系列化学反应，得到生产棕刚玉必须的原料，再通过保温输送进电弧炉进行熔炼。由于原料颗粒细小，各种成分分布均匀，在电弧炉中冶炼时反应速度快，显著降低了能耗和原料成本。
7.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种回转窑与电弧炉联合生产棕刚玉的工艺，包括以下步骤：s1、原料制备：将原料进行混合、破碎、搅拌制得干泥，将干泥进行压制；s2、煅烧：将s1压制得到的原料送入回转窑进行煅烧；s3、冶炼：将s2煅烧后的原料在保温状态下送入电弧炉进行冶炼。
8.优选的，所述s1中：混合后的原料粉碎为0~3mm颗粒，粉碎时加入占原料重量的0.5~1%的粘合剂，并混合均匀；粉碎后的原料，在搅拌下再加入占原料重量5~8%的水，使其成为
干泥，再经压球机压制得直径为3~5cm的扁球。
9.优选的，所述粘合剂为预糊化淀粉、木质素磺酸钠或硅酸钠一种或两种的混合物。
10.优选的，所述s2中：在1300~1400℃下进行煅烧；所述s3中：冶炼时间为4.0~6.0小时。
11.优选的，所述s3中采用以下保温方法：将煅烧后的原料送入保温料仓使其处于保温状态；通过保温料仓的出料口将煅烧后的原料由保温料斗输送至电弧炉进行冶炼。
12.优选的，在保温料仓中加入占原料重量1.0~2.0%的煤粉，使料仓内保持还原氛围，防止还原后的铁再被氧化。
13.优选的，所述原料包括生铝矾土、煤和铁矿。
14.优选的，所述铁矿为赤铁矿、磁铁矿及其它工业含铁下脚料的一种或两种的混合物。
15.优选的，所述煤为烟煤、无烟煤和兰碳中的任一种。
16.优选的，所述电弧炉为固定式电弧炉、倾倒式电弧炉、流放式电弧炉中的任一种。
17.本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：将生产棕刚玉所有的原料：铁矿及其它工业含铁下脚料、煤、生铝矾土经粉碎压球然后进回转窑在1300—1400℃煅烧，在转窑中发生一系列化学反应，煤在高温时转化为焦碳，铁矿与其它工业含铁下脚料中的氧化铁被焦碳还原成为单质铁，生铝矾土脱水成为脱水铝矾土，得到了生产棕刚玉必须的三种原料，然后在高温下进电弧炉进行熔炼。
18.该工艺突破了使用脱水铝矾土、焦炭及铁屑为原料及原料在常温下入电弧炉冶炼的传统工艺，采用的原料为生铝矾土、煤（含兰碳）及铁矿（赤铁矿、磁铁矿及各种工业含铁下脚料）。
19.将上述原料按一定配比计量称重，然后加入原料重量的0.5~1.0%的粘合剂，混合粉碎至0~3mm的颗粒，搅拌下加入5~8%的水，再经压球机将其压为3~5cm的扁球，入回转窑经1300~1400℃煅烧，使铝矾土脱去游离水和结晶水，煤（含兰碳，煤生产煤气后的半焦，俗称兰碳，价格便宜）经高温脱去挥发份转化为焦炭，铁矿及含铁工业下脚料在高温下被碳还原为单质铁，成为冶炼棕刚玉的必需原料。
20.经高温煅烧的原料扁球出回转窑进只留一个小口的半封闭的原料保温仓，并通过溜槽加入原料重量的1.0~2.0%的煤粉，防止原料扁球在高温时暴露在空气中被氧化，最后根据电弧炉生产的需求量由轨道保温料斗送至电弧炉进行冶炼。
21.本发明使用的原料经回转窑煅烧不仅使生铝矾土成为脱水铝矾土，廉价的铁矿及工业含铁下脚料转化为单质铁，煤（含兰碳）转化为焦炭，取代了价格较贵的铁屑和焦炭，而且入电弧炉的原料温度高达800℃以上，减少了电弧炉冶炼的电耗。特别是原料颗粒细小，各种成分分布均匀，可以缩短冶炼时间1.5~2.0小时，具有显著的节能降耗，降低原料成本的效果，经济效益十分明显。
附图说明
22.图1是本发明实施例1产品的检验证书；图2是本发明实施例2产品的检验证书；图3是本发明实施例3产品的检验证书；
图4是本发明实施例4产品的检验证书。
具体实施方式
23.下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.一种回转窑与电弧炉联合生产棕刚玉的工艺，包括以下步骤：s1、原料制备：将原料进行混合、破碎、搅拌制得干泥，将干泥进行压制；s2、煅烧：将s1压制得到的原料送入回转窑进行煅烧；s3、冶炼：将s2煅烧后的原料在保温状态下送入电弧炉进行冶炼。
25.上述工艺将原料先经回转窑1300~1400℃煅烧，然后用轨道保温料斗在保温状态下输送到电弧炉（固定炉、倾倒炉及流放炉）中进行冶炼。这样保证原料进入电弧炉时温度不低于800℃。
26.将生产棕刚玉所有的原料：铁矿及其它含铁工业下脚料、煤、生铝矾土经粉碎压球然后进转窑在1300—1400℃煅烧，在转窑中发生一系列化学反应，煤在高温时转化为焦碳，铁矿及其它含铁工业下脚料中的氧化铁被焦碳还原成为单质铁，生铝矾土脱水成为脱水铝矾土，得到了生产棕刚玉必须的三种原料，然后在高温下进电弧炉进行熔炼。
27.同时，用生铝矾土代替了脱水铝矾土，用煤（含兰碳）代替了焦炭，铁矿（赤铁矿、磁铁矿及工业含铁下脚料）代替了铁屑，这些原料经1300~1400℃煅烧分别转化为脱水铝矾土、焦炭及单质铁，满足了冶炼棕刚玉的要求，从而使生产成本大幅降低。
28.原料生铝矾土中al2o3的含量＞70%、sio2＜8%、tio2＜4%、cao＜0.5%；煤（含兰碳）的固定碳＞60%，灰份＜8%；铁矿及含铁工业下脚料中各种氧化铁折合单质铁＞65%、sio2＜6%、且硫铁矿除外。
29.进一步，各种原料在进回转窑煅烧之前必须按计量配比并粉碎，同时加入原料重量0.5~1%的硅酸钠、预糊化淀粉、木质素磺酸钠一种或两种的混合物，再加入5~8%的水，搅拌使其成为干泥，再经压球机压为3~5cm的扁球，然后投入回转窑中进行煅烧。
30.进一步，原料由回转窑中煅烧后先入只留一小口的半封闭的保温料仓，并由溜槽均匀的加入1~2%的煤粉，防止还原后的铁再被空气氧化，然后由轨道保温料斗输送到电弧炉（固定炉、倾倒炉及流放炉）中进行冶炼，冶炼时不需改变原有的操作程序和方法。
31.实施例一原料：生铝矾土1000t、赤铁矿207.5t、煤粉138t。
32.其中生铝矾土中al2o3的含量为70.2%、sio2为6.52%、tio2为3.2%、fe2o3为2.3%、cao含量为0.42%；赤铁矿中fe的含量为65.1%、sio2为7.52%；煤粉的固定碳为61%、灰份为7.3%。
33.生产方法：将上述三种原料中加入原料重量0.5%的预糊化淀粉，混合粉碎为＜3mm的粉末，然后加入6%的水，搅拌成干泥，入压球机中将原料压为直径为3cm的扁球，最后入回转窑在1300℃下煅烧。出窑进半封闭窑头保温料仓，并经保温料仓小口由溜槽均匀加入原料重量1%的煤粉，保护原料不被空气氧化。
34.最后根据电弧炉生产需求由轨道保温料斗输送到电弧炉进行冶炼，冶炼时间为
2008国家标准。同时副产硅铁合金。
43.实施例四原料：生铝矾土1000t、矾铁矿渣和氧化皮混合物132t,其中氧化皮占70%、矾铁矿渣（矾铁矿提矾后的矿渣）占30%、兰碳96t。
44.其中铝矾土中al2o3的含量为73.3%、sio2为4.9%、、fe2o3为3.1%、tio2为2.7%、cao含量为0.36%、氧化皮中fe2o3的含量为96%、sio2为1.2%、兰碳粉的固定碳为80.2%、灰份为7.2%，矾铁矿渣含fe2o3为71%。
45.生产方法：,按上述要求重量称取四种原料，再加入原料重量的0.5%的预糊化淀粉，混合粉碎为＜3mm的粉末，再加入原料7%的水，搅拌成干泥，入压球机中将原料压为直径为3cm的扁球，然后入回转窑在1400℃下煅烧，出窑进半封闭窑头保温料仓，并经保温料仓小口由溜槽均匀加入原料重量1%的煤粉，保护原料不被空气氧化。
46.最后根据电弧炉生产需求由轨道保温料斗输送到电弧炉进行冶炼，冶炼时间为5.6小时，得到产品棕刚玉，如图4和下表所示，其中al2o3含量为95.70%，质量符合cb/t2478-2008国家标准。同时副产硅铁合金。
47.各实施例分批次所生产的产品均经中国国家认证认可监督管理委员会认证检验机构天津华勘检验测试有限公司检测，棕刚玉中各种成分含量为：al2o3＞95%、fe2o3＜0.2%、sio2＜0.65%、tio2＜2.45%、cao＜0.45%，棕刚玉全部出口国外。
48.该检测报告是由本技术人关联企业（天津方山矿业有限公司）作为委托单位，因本产品是先运至天津再破碎，最后进行出口。
49.上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。