[發明專利]鋁電解用新型磷硫生鐵

有效

• 申請號: 200810231628.7
• 申請日: 2008-09-23
• 公開（公告）號: CN101397643A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 史生文;張勝全;許建華;王希靖;張偉;張整社
• 申請（專利權）人: 蘭州連城隴興鋁業有限責任公司;蘭州理工大學
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C38/02;C22C33/04;C25C3/12
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心
• 代理人: 田玉蘭

技術領域????本發明屬于鋁冶煉技術領域，具體涉及一種鋁電解陽極組裝用高硫磷生鐵(稱為磷硫生鐵)。?

背景技術???鋁電解用預焙陽極炭塊組由炭塊、鋼爪和鋁導桿三部分組成，鋼爪與炭塊之間通過磷生鐵澆注連接在一起。從國內外的磷生鐵成分來看，雖然成分不盡相同，通常情況下，傳統的磷生鐵成分為：碳3.0～3.5％、硅1.8～2.5％、錳0.5～1.0％、磷1.2～1.7％、硫＜0.1％(越低越好)(《鋁電解》邱竹賢冶金工業出版設2005.7)?，F有技術在不同程度上存在如下問題：?

①磷生鐵經過反復使用后，化學成分發生變化，碳當量降低，流動性差，熔煉溫度偏高，使鐵水中石墨核心數量減少，白口傾向增加，使用后成為可鍛鑄鐵，強度增加，脆性降低，增加了壓脫的難度。?

②磷生鐵凝固時由于石墨化膨脹不足，使磷生鐵與陽極炭碗之間產生間隙，引起松動，造成廢品或壓降升高，有的高達200～260mv。?

③磷生鐵熔煉過程中，碳、硅被嚴重燒損，目前的增碳劑增碳困難，同時磷鐵環在使用過程中嚴重增硫，使其中硫含量增加，并且遠遠超過控制要求，磷生鐵中氣體、雜質含量增加，白口傾向增加，石墨化膨脹消失。?

④由于磷生鐵含碳量降低，熔煉時鐵水易被氧化，夾雜物增加，澆注后產生夾雜、氣孔等鑄造缺陷，使粘爪數量增加。?

由于上述問題的存在，降低磷生鐵鐵-炭壓降，改善磷生鐵的組織及減少磷生鐵污染，節能降耗，減少粘爪數量越來越受到廣泛地關注。?

近年來，國內外對降低磷生鐵壓降進行了大量的研究工作，取得了很大的進展，在磷生鐵方面申請專利有：由中國鋁業股份有限公司申請的“一種鋁電解磷生鐵增碳方法(200610090900.5)”、廣西平果鋁業公司申請的“鋁電解陽?極組裝用磷生鐵(99104248.4)”，由于存在元素燒損和增碳率低的問題，同時無法克服磷生鐵電解時硫增高的問題，且加入的有色金屬價格高、熔點低，易形成大量低熔點相，有色金屬汽化點低，再次熔煉時會造成環境污染。發明內容本發明的目的是針對上述已有技術存在的不足，提供一種解決磷生鐵硫升高，以硫代替磷，使其化學成分更合理，能夠有效降低鐵-炭壓降、同時增加磷生鐵脆性的鋁電解用磷硫生鐵。?

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：?

一種鋁電解用磷硫生鐵，其特征在于：其生鐵重量百分比組成為：碳1.8～3.8％、硅1.8～2.8％、錳0.20～1.5％、磷0.1～0.8％、硫小于1.0％，其余為鐵，其它雜質≤1％；在所述生鐵鐵水出爐時，按生鐵鐵水重量的0.5～1.0％加入添加劑，所述添加劑重量百分比組成為：稀土2.0～4.5％、鈣2.5～4.5％、鋇1.5～3.5％、鋁2.0～3.5％、鉍1.0～2.5％、錳1.5～4.5％、硅35.0～45.0％，其余為鐵，其它雜質≤1％。?

所述的添加劑采用沖入法加入，經充分攪拌后扒渣，在加入添加劑的鐵水上覆蓋膨脹珍珠巖。?

為了工廠易于實施和控制，所述的添加劑當生鐵碳含量≤2.8％時加入1.0％，當生鐵碳含量＞2.8％時加入0.5％。?

所述的添加劑是通過將各合金組分破碎至15mm以下經機械混合而成；或將配好的各合金組分預熱后裝入電弧爐中熔化、澆注并破碎至15mm以下而成。?

所述的生鐵通過采用高磷生鐵、煉鋼生鐵或鑄造生鐵在其成分范圍內增碳及補充熔煉燒損和其它損失，加入量占生鐵的15％以下，以保持其成分的穩定。?

為改善生鐵鐵水的純凈度，所述的生鐵熔煉溫度控制在1470～1500℃，并在爐內降溫靜置，降溫至1430～1450℃再出爐澆注。?

本發明提供的上述鋁電解用磷硫生鐵，首次采用添加劑及高硫、碳、硅、?錳大范圍成分的變化，與傳統的磷生鐵化學成分比較，使用性能有以下特點：?

①經試驗和擴大試驗證明：鐵-炭壓降比傳統磷生鐵降低10～20mV；壓脫力比傳統磷生鐵降低5～22％，脫硫率6～25％；?

②由于添加劑的加入，減少了熔煉時硅鐵、錳鐵的加入量，擴大了磷生鐵中硫的含量，進而減少了磷鐵(磷生鐵)的加入量，降低了成本；?

③由于添加劑的加入，添加劑中的形核元素和添加劑中的合金元素與硫形成的硫化物，使磷生鐵凝固時石墨核心數量增加，減少了白口傾向，促進鐵水凝固過程析出石墨，消除炭碗與磷生鐵之間的間隙，減少松動產生的廢品。?

④由于添加劑的加入，使鐵水凈化，夾雜物數量減少，減少了因夾雜、氣孔等鑄造缺陷造成的粘爪現象。?