[發(fā)明專利]一種利用含碳球/塊改善鐵水質(zhì)量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410538579.7
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104293999A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡文韜;王化軍;劉欣偉
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C1/00
• 分類號: C21C1/00;C21C7/04
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，涉及一種利用含碳球/塊改善鐵水質(zhì)量的方法。

技術(shù)背景：

隨著工業(yè)化程度日益提高，廢鋼作為鑄造原料的作用日益增強，但大量的廉價“輕型廢鋼”因為成分波動大而難以被用于鑄造生產(chǎn)，資源浪費嚴重。優(yōu)質(zhì)廢鋼雖然性質(zhì)優(yōu)良，但價格較高。可見，常規(guī)的金屬爐料，要么成分波動大、質(zhì)量差，要么成本過高，很難滿足鑄造行業(yè)對低成本、高質(zhì)量原料的需求。本發(fā)明提供了一種使用含碳球/塊穩(wěn)定鐵水質(zhì)量的方法，可以穩(wěn)定“輕型廢鋼”熔煉出的鐵水質(zhì)量，大幅度降低鑄件的廢品率，提高其利用價值。

中國發(fā)明專利CN?101530910公開了一種“高硅氧玻璃纖維布軟質(zhì)過濾體鐵水凈化工藝”，可過濾鐵水以降低鐵水中的非金屬顆粒夾雜量。中國發(fā)明專利CN102094100B公開了一種鐵水脫磷劑及其應(yīng)用方法，脫磷劑的組成為氧化鈣75～85％，氧化鐵10～21％，氟化鈣4～5％，可以脫除鐵水中的磷元素。使用這些方法可以減少鐵水中的磷元素和雜質(zhì)顆粒，但不能有效降低鐵水中的有色金屬元素含量或消除其對鑄件質(zhì)量的影響。中國發(fā)明專利CN?103343178A公開了一種高強度鑄鐵短流程快速自凈化熔煉技術(shù)，采用高爐鐵水、廢鋼為原料，添加65FeMn調(diào)整成分來獲得高純凈度的鐵水。但該工藝需要使用高爐鐵水，只適用于極少數(shù)建有高爐的鑄造企業(yè)。由此可見，現(xiàn)有的鐵水凈化工藝要么側(cè)重于脫除鐵水中的有害元素和雜質(zhì)顆粒，不能消除有色金屬元素對鐵水質(zhì)量的影響；要么依賴高爐鐵水，不適于大多數(shù)沒有高爐的鑄造企業(yè)，不能從根本上消除廢鋼成分波動對鐵水質(zhì)量的影響及輕型廢鋼的利用難題。本發(fā)明與現(xiàn)有鐵水凈化技術(shù)的差別主要體現(xiàn)在：

(1)技術(shù)原理和原材料。中國發(fā)明專利CN?101530910采用“高硅氧玻璃纖維布軟質(zhì)過濾體”，目標是以過濾方式凈化鐵水；中國發(fā)明專利CN?102094100B采用脫磷劑，目標僅為脫除鐵水中的磷元素；中國發(fā)明專利CN?103343178A更是需要同時采用鐵水和65FeMn合金來凈化鐵水。而本發(fā)明則是采用含碳球/塊，利用其還原產(chǎn)生的鐵水稀釋廢鋼中的有色金屬元素，利用液態(tài)爐渣脫除鐵水中的有害元素，從兩個方面同時提高鐵水質(zhì)量，同現(xiàn)有技術(shù)方案有明顯差別；

(2)工藝設(shè)備。中國發(fā)明專利CN?101530910和CN?102094100B技術(shù)原理與本發(fā)明不同，工藝設(shè)備沒有可比性；中國發(fā)明專利CN?103343178A采用的高爐鐵水可通過“稀釋”效應(yīng)降低廢鋼質(zhì)量波動對鐵水質(zhì)量的影響，但該工藝需要高爐，而本發(fā)明是直接在感應(yīng)電爐中使用含碳球/塊，無需高爐煉鐵工序，工藝設(shè)備簡單；

(3)應(yīng)用效果。中國發(fā)明專利CN?101530910、CN?102094100B和CN103343178A只能凈化鐵水，而本發(fā)明所使用的含碳球/塊同時具有凈化效率高、成本低的特點，能夠在凈化鐵水的同時降低鐵水成本，從應(yīng)用效果上說與現(xiàn)有技術(shù)方案不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種利用含碳球/塊改善鐵水質(zhì)量的方法，將含碳球/塊與金屬爐料同時投入感應(yīng)電爐熔化。新爐料熔煉產(chǎn)生的鐵水質(zhì)量穩(wěn)定，可以有效消除原料成分波動帶來的鐵水質(zhì)量波動，提高輕型廢鋼的利用價值，同時降低鐵水成本。

一種直接將含碳球/塊用于感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)的工藝，其特征在于：將以鐵礦石及含鐵固體廢棄物、固體碳為主要原料的球團塊用于感應(yīng)電爐鑄造生產(chǎn)；球團塊與金屬爐料同時加入感應(yīng)電爐之中；球塊與金屬爐料熔化后以鐵水形式排出感應(yīng)電爐，具體步驟如下：

(1)首先將固體碳破碎至-10mm并與鐵礦石混勻。固體碳與鐵礦石的質(zhì)量比為1:(3～10)；固體碳包括煤、石油焦、蘭炭、焦炭及其混合物；

(2)將固體碳與鐵礦石的混合料混勻并造塊。料塊的形狀為球或者其他塊狀集合體；

(3)將固結(jié)后的球/塊烘干并與金屬爐料一并投入到感應(yīng)電爐中熔煉；

(4)爐料熔化后，鐵元素以鐵水形式排出感應(yīng)電爐，爐渣以機械方式排出感應(yīng)電爐；

本發(fā)明提出了一種適用于感應(yīng)電爐的含碳球/塊，可省去煉鐵環(huán)節(jié)，直接應(yīng)用于感應(yīng)電爐鑄造工藝，用以降低因廢鋼質(zhì)量差別而產(chǎn)生的鐵水質(zhì)量波動。在技術(shù)原理、原材料、工藝設(shè)備和應(yīng)用效果等各方面均與現(xiàn)有鐵水凈化技術(shù)不同。

使用本發(fā)明能夠提高輕型廢鋼的利用價值，替代價格更高的“重型廢鋼”，降低原料成本。同時，含碳球/塊產(chǎn)生的鐵水成本低于廢鋼鐵水，進一步降低了鐵水的生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明涉及的球/塊制備和使用過程。

具體實施方式