本发明属于冶金领域中铁合金的制取方法,特别适用于冶炼硅铁的方法。 硅铁的生产是以天然硅石为原料,利用冶金焦作还原剂并配加一定量的含铁料在矿热电炉中冶炼。
现在生产硅铁中配入的含铁料均是碳素钢屑,其加入量均少于硅石和焦碳,加上钢屑的粒度难以保证,因而不可避免的造成在炉内钢屑的分布不均匀,引起炉内电阻值分布不均匀和频繁波动,难以稳定电极和合金成分的一致。
苏联Чепябцнскц厂作过采用轧钢的氧化铁皮代替钢屑冶炼含硅75%硅铁试验,冶炼电耗增加了2.5%,焦耗增加了4.3%(Высококремнцстые φерроспавы 1961,109-112)。
本发明提供一种能够降低电耗和焦耗的冶炼硅铁的新方法。
本发明冶炼硅铁的新方法叙述如下。
本发明采用含Fe2O3、Fe3O4和FeO等氧化物组成的含铁料全部代替钢屑,按照设计成分所要求冶炼硅铁的含硅量由硅石、冶金焦和氧化铁料组成冶炼炉料。
本方法区别于现有生产硅铁方法的显著特点是,第一步,氧化铁料和冶金焦均匀混合;再与硅石混合,组成混合炉料。
采用本发明所取得的效果作如下说明。
冶炼硅铁的矿热电炉炉内熔池的主要电路可简化为炉料与熔池的并联电路,由附图1给出。
附图1中:I1为电极电流,I2为熔池电流,I3为炉料电流;B1为电弧电阻,R2为熔液电阻,R3为炉料电阻;V为有效相电压。而操作电阻R为:
R= (R3(R1+R2))/(R3+R1+R2)
由于氧化铁料要比钢屑的电阻值大,从而提高了R3值,提高了操作电阻R,利于电极深插;由于R3增大,使I3降低,则I2增大,导致炉内熔池功率的提高,热量更集中于电弧下的坩埚反应区,提高了坩埚反应区的温度,扩大了坩埚高温反应区地容积,增加了反应面积,提高了硅的还原速度和还原数量。
采用本发明的方法要求先将氧化铁料和焦粒混合均匀,保证它们的紧密接触,因而可以保证氧化铁先于硅石中的二氧化硅早期被还原,从而避免了铁氧化物与硅石中二氧化硅起反应生成低熔点的硅酸铁熔体,保持熔体所应具有的高温,可以避免由于氧化铁料代替钢屑容易引起的降低熔体温度的缺陷。
采用本发明的新工艺,炉内整体炉料的电阻值均匀,电场分布均匀,三根电极的插入深度均衡,三相电极的电流平衡,三相电极的功率分配均匀,炉内温度场均匀,从而保证了三根电极埋入炉料内端部所形成的三个坩埚反应区在炉内大致相同的水平高度上,利于三个坩埚的沟通,利于硅铁液的集聚,出铁口位置稳定。
采用本发明的方法,在冶炼硅铁过程中炉口自动沉料的区域扩大,沉料均匀,由于电极插入炉料深,确保了炉口低料线操作,炉口冒火均匀,基本不刺火,闷烧的好,热损失小。
本发明的方法炉口采用锥体宽大的料面,使三相电极周围在冶炼过程中有足够的热料补充。
由于采用自动沉戏ㄒ绷叮蟠蠹跎倭说仿问刃拭飨蕴岣撸⒖梢猿浞掷寐谖露仍と壤淞稀?
采用本发明方法与现有技术相比较,具有以下特点:
1、采用本发明方法,用氧化铁料全部代替钢屑进行冶炼硅铁,比采用钢屑冶炼硅铁,在电耗、焦耗等方面具有明显降低的效果。
2、本发明方法中采用的氧化铁料具有价格便宜,该氧化铁料比钢屑就价格一项约便宜50%以上。
3、使用本发明方法可以不增添任何新的设备投资,而且省去了现有方法的钢屑破碎系统。
4、采用本发明方法,可以使三根电极电流均衡,电极很容易深插,减少了刺火现象和捣炉次数。
5、采用本发明方法在冶炼过程中坩埚反应区扩大,化料区域宽,沉料均匀,产品化学成分与出铁口位置均很稳定。
6、采用本发明方法冶炼,炉口温度明显降低,提高了电极把持器各部件尤其是铜瓦的使用寿命。
7、采用本发明方法炉况易维护,减轻了操作人员的体力劳动。
8、本发明使用氧化铁料新工艺代替现有的技术经过对比试验,本方法提高了日产,电耗降低5.57%,焦耗降低2.88%,硅入合金率提高6.56%的明显经济效益,见表1。
表1、采用本发明方法与现有生产技术比较
项目 单位 现有技术 本发明 增(+)减(-)
日产 % 100 114.83 +14.83
[Si] % 72.26 74.08 +1.82
电耗 % 100 94.43 -5.57
焦耗 % 100 97.43 -2.88
电极糊 % 100 73.16 -26.84
硅入合金率 % 100 106.56 +6.56
本发明方法实施例
在1800KVA矿热电炉上采用本发明方法冶炼含硅75%硅铁。
冶炼用原料成分:氧化铁含铁69.53%,硅石含SiO298.26%;冶金焦含固定碳78.76%,挥发份3.16%,灰份18.18%。
批料组成:硅石200kg,冶金焦120kg,氧化铁料26公斤。
工作电压89伏,电极插入深度1100mm。
按本发明方法冶炼,合金中含硅76.05%,电耗8500度。