[發明專利]一種利用高鋁粉煤灰和磁珠制備鋁硅鐵合金的方法

有效

• 申請號: 200710304062.1
• 申請日: 2007-12-24
• 公開（公告）號: CN101469378A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發明（設計）人: 孫俊民;姚強;劉剛;曹慧芳;王彥武;李四清;李君龍
• 申請（專利權）人: 同方環境股份有限公司
• 主分類號: C22C1/02
• 分類號: C22C1/02;C22B1/14;B03C1/02;C21C7/06
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技術領域

本發明涉及鋁硅鐵合金的生產方法，特別是利用高鋁粉煤灰和磁珠制備鋁硅鐵合金的方法。

背景技術

鋁硅鐵合金作為復合脫氧劑，廣泛應用于煉鋼廠。鋁硅鐵合金的密度比純鋁大，容易進入鋼水，內部燒損少，在煉鋼過程中比使用純鋁做脫氧劑鋁的使用率提高一倍以上。用鋁硅鐵合金脫氧形成低熔點的產物，容易浮到鋼液表面，減少鋼中雜質，有純凈鋼液的作用，提高鋼的質量。

鋁硅鐵合金的生產方法有電熱法、重熔法和熱兌法。電熱法是主要利用含硅、鋁的原礦，在礦熱爐中用焦碳、煙煤為還原劑直接冶煉制得。目前所用主要原料為鋁土礦、高嶺土、硅石等，其生產受我國礦石資源的分布、儲量、礦石特性等的影響。目前，我國鋁土礦資源短缺，礦石資源緊缺不僅會增加生產成本，而且直接影響生產進行。重熔法是將純鋁、硅鐵按照一定配比在感應爐內重熔后澆鑄而成。由于純鋁、硅鐵等均為高能耗產品，再重新熔煉能耗更大，而且重熔過程中存在鋁、硅元素燒損大，因而成本更高。熱兌法是在硅鐵或硅鋁鐵合金出爐時，在鐵水包內加鋁錠熱熔的方法生產，也存在重熔法生產的缺點，由于原料的密度差異，常造成產品成分不均勻。

現有技術中電熱法冶煉鋁硅鐵合金原料主要為鋁土礦、硅石、鋼屑，分別為硅、鋁、鐵三者的來源。而電廠廢棄物粉煤灰中主要化學成分二氧化硅和氧化鋁的含量占到75％以上，某些地區硅鋁含量高的粉煤灰，二者含量高達90％，完全可以代替鋁土礦、硅石作為冶煉鋁硅系合金的原料。在1996年第3期《粉煤灰綜合利用》上發表的“用粉煤灰制取硅鋁鐵合金的新工藝”和1998年第1期《鐵合金》上發表的“粉煤灰球團礦冶煉硅鋁鐵合金的可行性試驗研究”以及專利號為ZL200510017519.1的發明專利中均為利用粉煤灰為原料冶煉硅鋁鐵合金。但是，采用這種工藝一般粉煤灰中的氧化鋁含量較低，僅用粉煤灰或粉煤灰和煙煤成球，其它原料鋁礬土、鋼屑等要采用爐外偏加，使得進入爐內冶煉的爐料成分不均勻，易造成反應不充分。由于粉煤灰球團比重輕，透氣性差，抗壓強度低，所以高溫下球團易破損，造成塌料，使爐況惡化，產品性能不穩定。而且鋼屑價格較高，使生產成本增加。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種利用高鋁粉煤灰和磁珠制備鋁硅鐵合金的方法。它是以高鋁粉煤灰和磁珠為主要原料，以粘土為粘結劑制備成高性能的球團，在礦熱爐中冶煉制得鋁硅鐵合金。本方法不僅原料來源廣，生產成本低、而且含粉煤灰球團性能好，入爐冶煉成分均勻，反應充分，使礦熱爐爐況保持良好，生產產品性能穩定，實現了廢物資源化利用。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案以如下方式實現：

一種利用高鋁粉煤灰和磁珠制備鋁硅鐵合金的方法，其步驟為：

1)對原料鋁礬土和還原劑煙煤進行破碎，鋁釩土為高鐵煅燒鋁釩土，其中Fe₂O₃≥5％，將破碎后的物料和原料高鋁粉煤灰、磁珠送入混碾機，其中高鋁粉煤灰中Al₂O₃的含量≥40％，SiO₂的含量≥35％，磁珠是粉煤灰經過磁選所得的含鐵量較高的玻璃微珠，Fe₂O₃≥50％；

2)將粘結劑粘土和一定量水加入混碾機中，對以上所述物料進行混合碾壓；

3)混碾均勻后的物料進入對輥壓球機成球；

4)從壓球機出來的球團進入烘干窯烘干；

5)干燥后的球團投入礦熱爐內高溫冶煉；

6)鐵水出爐、澆鑄錠模，制成鋁硅鐵合金。

在上述步驟中，所述原料還可以加入少量硅石，原料配比按照各原材料化學成分的含量和鋁硅鐵產品標號確定。

在上述步驟中，所述粘結劑粘土的粒度為200目以下，可塑性指數大于15，粘土的加入量為料批總量的6～10％。

在上述步驟中，所述混合碾壓時間為8～15min。

在上述步驟中，所述對輥壓球機的成球壓力為6～9Mpa。

在上述步驟中，所述烘干窯的烘干時間為1～1.5小時，溫度為150～180℃。

與現有技術比較，本發明的優點在于：

(1)磁珠為電廠粉煤灰磁選后的含鐵微珠，代替鋼屑，和其他原料混合后成球，各成分均勻分布、接觸面積大，還原時易生成鐵鋁化合物，提高了氧化鋁的活性，降低還原溫度，有利于鋁的還原，并且增加爐渣流動性，降低合金液粘度，可以改善爐況。同時可以大大降低生產成本。

(2)由于高鋁粉煤灰和磁珠粒度較細，原料中加部分鋁礬土，可以在成球時形成顆粒級配，提高成球強度，同時可調整配料。