[发明专利]铁‑硅‑铝合金的生产方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及用于生产铁-硅-铝母合金的方法。

背景技术

硅铁是特别任选地与其他材料(例如铝)一起用于钢和铸铁生产的母合金。硅铁的密度和熔点显著取决于硅的含量。硅含量(质量％)越高，硅铁的密度越低。通常，标准的硅铁合金例如FeSi 45、FeSi 65和FeSi 75用来掺杂钢合金。所述母合金属于很早以前用于还原和掺杂钢合金的成熟的初始材料。根据合金钢或还原钢所需的品质，将另一种掺杂元素-铝-加入至熔体中。

DE 22 23 974 B2描述了用于还原和掺杂钢的掺杂合金的生产方法，该方法使用碳质岩作为将其熔化成碳合金的原始材料，所述碳质岩具有40至50质量％的灰分含量、15至25质量％的挥发性物质、15至25质量％的化合碳和2至6质量％的硫，发热量为1.500至2.000kcal/kg，所述碳合金含有25-50质量％的Si、10-40质量％的铝、2-10质量％的钙、0.5-2.5质量％的钛，余量的铁和符合技术规格的各种掺合物，以及如果需要的话钒和硼的微掺合物。

在现有技术(DE 28 53 007 A1)中已知含硅铁合金的生产方法，其包括将碳质还原剂的混合物进行造粒，引导所得合金的元素矿石外加接收炉料的石英岩使其进入熔炼炉，并且在随后的连续单阶段中回收所得合金元素。

RU 2251586 C2公开了使用具有15-35％碳的碳质岩作为含硅铝材料并且额外装载焦炭和/或石英岩从而生产铁-硅-铝合金的方法。通过这种方式进行铝含量为5至35％的铝硅合金的熔化。

EP 2 295 614 B1描述了用于还原和掺杂钢的合金，其具有以下组成(质量％)：

EA 201100824 A1描述了一种熔化铁-硅-铝合金的方法。碳质岩、石英岩、金属废料和木屑用作原料。将炉料筛分至<20mm的尺寸，由此将75％的炉料装载至炉外围设备。

UA 6198 U描述了复合脱氧剂(还原剂)，特别是铁-硅-铝合金的生产方法。这些还原剂优选用于静熔钢和沸腾钢(用于钢熔化)。该方法的原料是金属废料。

CN 102839257 A公开了一种用于钢生产的FeSiAl基还原剂，其具有以下组成(质量％)：48-54％Al、18-22％Si、0.06-0.6％C、0.006-0.05％S、0.01-0.05％P、0.17-0.6％Cu、余量-Fe。

CN 102839292 A中描述了类似的合金，其具有以下组成(质量％)：20-30％Al、45-55％Si、22-28％Fe。以下元素可作为掺合物存在：<0.008％C、<0.02％P、<0.02％S、<0.05％Cu、<0.005％Ti、<1.0％Mn、<0.05％N。

反映FeSiAl生产方法的已知现有技术的明显之处在于炉渣中大量碳化物的形成，这对FeSiAl生产具有负面影响。结果熔炼炉变得不能使用或者在下一次操作中必须挑出，这是非常昂贵的。

发明内容

本发明的目的是由简单且廉价的原料有效且低成本地生产FeSiA1母合金，而在熔化过程中熔体中不形成碳化物。

此外，应该提供一个机会来替代用于还原和掺杂钢的合金，例如早期单独应用的硅铁和铝。

通过生产FeSiAl合金的方法实现该目的，其中以炉料成分的预设比例混合灰分含量>50％至<65％的碳质岩与石英岩、含铁材料以及如果需要的话木屑、高挥发性煤，并且将均质化的炉料装载至熔炼炉中用于熔化FeSiAl合金，装载的碳质岩在矿物部分(灰分)中可以含有以下化学组成：

所要求保护的方法的有利改进可以在相应的从属方法权利要求中进行审查。

炉料优选在熔炼炉的外部进行混合和均质化，由此圆锥式地加载至具有电极的熔炼炉中，然后熔化FeSiAl合金。

与现有技术相反，该方法能够使用廉价的原料(碳质岩、石英岩、含铁材料)生产FeSiAl母合金，同时替代普通的硅铁合金和如果需要加入的铝。

与已知现有技术不同，所要求保护的方法允许避免使用焦炭。通过计算含铁材料的添加，可以有效地防止熔体中不期望的碳化硅的形成，或者将碳化硅的形成显著地减少至最少。由于最终减少了碳化物的形成，得到整体致密的母合金，所述母合金可用于钢的脱氧和掺杂以及用于镁的还原。

例如在颚式或滚压式破碎机以及类似的研磨机中进行碳质岩的制备。具体地，优选使用在20mm和80mm之间的颗粒尺寸装载至熔炼炉中。