[發明專利]一種硅鐵的冶煉方法和硅鐵冶煉爐

無效

• 申請號: 200810071124.3
• 申請日: 2008-05-23
• 公開（公告）號: CN101386952A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 鄭智雄
• 申請（專利權）人: 南安市三晶硅品精制有限公司
• 主分類號: C22C33/04
• 分類號: C22C33/04;F27D11/06
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司
• 代理人: 張松亭

技術領域

本發明涉及一種硅鐵的冶煉方法和硅鐵冶煉爐。

背景技術

硅鐵的冶煉方法是將硅石、鐵屑、焦炭按比例投放到冶煉爐的石墨坩堝中，而冶煉爐則依靠爐料中的三根電極在爐料底部產生電弧，電弧產生的高溫使硅石脫氧形成單質硅和鐵元素，亦就是硅鐵。由于石墨坩堝的周圍都是散熱部分，沒有加溫設備，石墨坩堝的中心點和周邊形成了極高的溫差梯度。由于電弧所在中心點的溫度極高，容易產生碳化硅，影響電弧的進一步擴散，而四周由于溫度偏低，硅石不能脫氧還原形成半熟死料區，如此，不但造成了電能和原材料的大量浪費，同時也縮短了冶煉爐的使用壽命。在使用前述生產硅鐵的方法中，每生產1噸含75％硅的硅鐵耗電量約為9000千瓦時。

發明內容

本發明的目的是提供了一種新型的硅鐵冶煉方法，以解決現有技術中存在的上述問題。本發明采用中頻感應合并直流電極的方法，同時提高石墨坩堝中心點和周邊溫度，從而加速中心點和周邊堝體的分子流動，使電弧產生的聚集在中心點的大量熱量被傳遞至周邊區域，使位于坩堝周邊位置的硅石亦能脫氧還原形成硅鐵，同時，由于中心點聚集的大量熱量得以向周邊傳導，使中心區域形成的碳化硅數量大大減少，電弧也得以進一步擴散。

本發明還有一個目的是提供一種新型的硅鐵冶煉爐，可以大大節約冶煉硅鐵所需的耗電量。

本發明提供的技術方案如下：

一種硅鐵的冶煉方法，包括如下步驟：

A、在石墨坩堝的周邊設置電磁感應線圈，將硅石、焦炭、鐵屑加入到石墨坩堝中；

B、使用電磁感應線圈將石墨坩堝加熱至1550℃～1700℃，使前述混合物部分熔融；

C、將直流石墨電極通電，石墨電極始終保持與熔融的液體接觸，升溫至1600℃~1800℃并保持在1600℃~1800℃下反應獲得硅鐵。

前述硅鐵的冶煉方法中，硅石、焦炭、鐵屑的重量比為1∶0.32~0.48∶0.06~0.1，優選為1∶0.4∶0.08。

前述硅鐵的冶煉方法中，石墨電極為正極，石墨坩堝為負極；直流石墨電極始終保持與熔融的液體接觸，以使其在硅鐵液體的表面產生電弧。

前述硅鐵的冶煉方法中，還可以在距離石墨坩堝底部9～11cm的位置設置一個硅鐵的流出口，使硅鐵液體在石墨坩堝內的深度保持在設置硅鐵流出口的位置。設置上述流出口后，可以在石墨坩堝的上部不斷投入硅石、焦炭、鐵屑等反應形成硅鐵的原料，同時流出口可以連續地流出硅鐵，使形成硅鐵的反應可以連續進行。根據需要還可以進行搗爐、扎眼等操作。

前述硅鐵的冶煉方法中：所述硅石的二氧化硅含量大于98％、粒度小于6mm；所述焦炭的粒度小于10mm，所述鐵屑的粒度小于10mm。還可以將前述重量比的硅石、鐵屑、焦炭混合后加工成塊狀成型物，放入冶煉爐中，從而進一步加強各組分間的熱傳遞。

前述硅鐵的冶煉方法中，電磁感應線圈的工作電壓為220~800伏，工作頻率為500~10000Hz。用電磁感應原理，將石墨坩堝放置于交變磁場中產生渦流加熱石墨坩堝堝體，從而達到提高冶煉爐中石墨坩堝的周邊溫度的目的。

前述硅鐵的冶煉方法中，所述焦炭為冶金焦、煤氣焦、石油焦、土焦，優選為石油焦。

前述硅鐵的冶煉方法中，所述石墨電極直徑與前述石墨坩堝直徑的比例為1∶9～11，優選為1∶10。

一種硅鐵冶煉爐，包括直流導電石墨電極、石墨坩堝和電磁感應線圈，石墨坩堝設置在電磁感應線圈中，石墨坩堝中心設置直流導電石墨電極，石墨電極為正極，石墨坩堝為負極。

本發明采用中頻感應合并直流電極的方法，同時提高石墨坩堝中心點和周邊溫度，從而加速中心點和周邊堝體的分子流動，使電弧產生的聚集在中心點的大量熱量被傳遞至周邊區域，使位于坩堝周邊位置的硅石亦能脫氧還原形成硅鐵，同時，由于中心點聚集的大量熱量得以向周邊傳導，使中心區域形成的碳化硅數量大大減少，電弧也得以進一步擴散。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步的描述，但不構成對本發明的任何限制。

實施例1

將2500公斤粒度小于6mm、純度大于98％的硅石，1000公斤粒度小于10mm的石油焦，200公斤粒度小于10mm的鐵屑全部放置入石墨坩堝中。

在石墨坩堝的周邊設置電磁感應線圈，使用電壓為220伏，工作頻率為2000Hz的電磁感應線圈將石墨坩堝加熱到1550℃，使前述混合物部分熔融。