[其他]降低硅鐵冶煉能耗的新工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85100665
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN85100665B
• 公開（公告）日: 1987-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張榮生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 冶金部鋼鐵研究總院
• 主分類號(hào): C22C33/04
• 分類號(hào): C22C33/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于鐵合金冶煉工藝

目前硅鐵主要在電熱爐中生產(chǎn)，其能耗比較高，如75%Si的硅鐵，電耗一般在8000～9000度/噸。為了降低硅鐵生產(chǎn)的能耗，各國研究了不同的技術(shù)方法，如采用半封閉式或封閉式電熱爐，改進(jìn)操作，改進(jìn)原料配比，選擇適當(dāng)?shù)脑匣蜻€原劑，采用各種加入劑，利用余熱等，均能在不同程度上收到節(jié)能的效果。

本發(fā)明基于氯化鈣能降低二氧化硅熔點(diǎn)和提高二氧化硅活度的原理，進(jìn)行了氯化鈣-二氧化硅熔體的還原試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)氯化鈣對(duì)二氧化硅的還原具有促進(jìn)作用。并將此結(jié)果用于硅鐵冶煉，即在硅鐵生產(chǎn)的原料配比中加入適量的氯化鈣，從而達(dá)到節(jié)能的效果。試驗(yàn)是在石墨坩堝中進(jìn)行的。試驗(yàn)熱源是高頻感應(yīng)爐，試驗(yàn)溫度為1650℃。碳飽和鐵液和二氧化硅-氯化鈣熔渣在1650℃溫度下，相互作用20分鐘后，由于金屬與不同比例的二氧化硅-氯化鈣系統(tǒng)熔體作用，使金屬重量發(fā)生了變化，如附圖1所示。由圖看出，由于加入氯化鈣，使二氧化硅還原量比不加時(shí)增多，即金屬硅回收量增加。在同樣的熱力學(xué)條件下，能使金屬硅回收量增加，則回收單位重量金屬硅的耗能量下降。另外還試驗(yàn)了氯化鈣不同比例的熔渣，在不同溫度下與鐵液的作用，得出了硅從渣中還原進(jìn)入鐵液中的速率，經(jīng)換算后的結(jié)果如附圖2所示。圖中R是硅進(jìn)入鐵液中的速率（單位是g/cm²h）。從試驗(yàn)結(jié)果看出，溫度為1550℃時(shí)，加入少量氯化鈣的二氧化硅已呈開始熔化狀態(tài)，即把二氧化硅的熔點(diǎn)降低了150℃左右。降低反應(yīng)物的熔點(diǎn)使得反應(yīng)加速，這是導(dǎo)致生產(chǎn)節(jié)能的因素之一。同時(shí)還表明，二氧化硅-氯化鈣系統(tǒng)中的活度對(duì)拉烏爾定律呈正偏差，這對(duì)降低反應(yīng)所需溫度也是有利的。

本發(fā)明利用氯化鈣對(duì)二氧化硅與鐵液的反應(yīng)的促進(jìn)作用，將氯化鈣用于硅鐵生產(chǎn)，即把氯化鈣加入硅鐵冶煉的配料，與二氧化硅、鋼屑、焦炭等爐料混合在一起，待混合均勻后，一起裝入電熱爐中，按一般冶煉規(guī)程進(jìn)行操作。加入氯化鈣的量為二氧化硅量的≤20%，即氯化鈣∶二氧化硅≤1∶5，按此方法冶煉硅鐵，效果顯著，平均電耗降低，產(chǎn)量增加，低鋁產(chǎn)品比例上升，同時(shí)，氯化鈣是一種工業(yè)廢料，又發(fā)揮了利廢的作用。

實(shí)施例利用氯化鈣冶煉75%Si的硅鐵

在工業(yè)電熱爐上冶煉75%Si的硅鐵，爐子的變壓器容量為1800KW。在一般冶煉配料的基礎(chǔ)上，向料中配入硅石量的1%的氯化鈣，配料混合均勻后，再加入爐中，仍按常規(guī)冶煉規(guī)程進(jìn)行操作。為了比較，在同一電熱爐和同樣條件下還冶煉了不加氯化鈣的比較爐次。原料配比和平均耗能量如表1。

表1原料配比（公斤）及耗能量

加入氯化鈣，在生產(chǎn)過程中，爐料松散，透氣性均勻，料面火焰分布均勻，火焰長(zhǎng)，電極插入深，坩堝區(qū)擴(kuò)大，反應(yīng)區(qū)寬，反應(yīng)開始區(qū)上移，爐料消耗快，下沉均勻，殘?jiān)可佟：辖鸷枇糠€(wěn)定，含鋁量稍有下降。產(chǎn)品成分如表2，產(chǎn)品質(zhì)量符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。平均耗電量降低2.7%，爐產(chǎn)量增加2.9%，低鋁（Al＜20%）產(chǎn)品占37.4%，而比較爐次中則都是高鋁（即Al為2.0～2.5%）產(chǎn)品。

表2產(chǎn)品成分（%）

從實(shí)例可知，在生產(chǎn)硅鐵的配料中加入適當(dāng)?shù)穆然}，既能節(jié)省電耗，又能增加產(chǎn)量。

附圖說明

附圖1是鐵-渣反應(yīng)過程中金屬重量的變化曲線，橫坐標(biāo)為CaCl₂和SiO₂的相對(duì)含量（重量百分比）;縱坐標(biāo)代表金屬重量的相對(duì)變化量ΔW（%）;試驗(yàn)溫度為1650℃，時(shí)間20分鐘。

附圖2是傳硅率與反應(yīng)溫度的關(guān)系。橫坐標(biāo)代表試驗(yàn)溫度，從1550至1700℃，縱坐標(biāo)R代表硅進(jìn)入鐵液中的速率，單位是克/厘米²·小時(shí)。圖中曲線1、2、3、4代表含不同CaCl₂和SiO₂的試樣，其中1含90%SiO₂+10%CaCl₂;2含100%SiO₂;3含65%SiO₂+35%CaCl₂;4含65%SiO₂+35%CaO。