[发明专利]用于制造硅铁的装料

说明书

用于制造硅铁的装料组合物包含以下比例的石英岩、碳质还原剂和黄铁矿烬滓球团形式的含铁材料：34‑50重量％的石英岩，30‑34重量％的碳质还原剂，并且其余为黄铁矿烬滓球团。装料中不使用碳钢屑。碳质还原剂包含40‑67重量％的焦丁和33‑60重量％的木材废料，其中所述木材废料为颗粒或碎片的形式。黄铁矿烬滓球团包含以下比例的黄铁矿烬滓和作为粘合剂的液态玻璃：基于干重，85‑93重量％的黄铁矿烬滓和7‑15重量％的液态玻璃。结果是扩展了可用的装料组合物的范围，使用了廉价且丰富的原料，并通过在硅铁制造过程中使用具有低电导率的装料组合物改善了炉装置的操作特性，其导致增加了二氧化硅回收率，增加了装料的过滤层，并且减少了废炉渣的形成，并且因此，有可能在更高的电压水平下操作炉变压器，从而提高了炉装置的电效率。

技术领域

本发明涉及冶金，制造铁合金，特别涉及制造硅铁。

背景技术

硅含量为18-95％的硅铁在铁合金炉中熔炼。装料的矿石成分是石英岩，其包含超过95％的SiO₂和少量氧化铝(Al₂O₃)。将石英岩压碎并洗掉粘土。冶金粉焦用作还原剂。还原剂基本要求：

-低灰分含量；

-高电阻；

-低挥发物含量；

-加热时的片块强度。

为了制备合金中期望的硅浓度，将碳质钢的压碎的碎屑引入装料中。在铁的存在下，促进了该过程的进行。硅被碳根据以下反应还原：SiO₂+2C＝Si+2CO。

还原剂过量时，还形成碳化硅：SiO₂+3C＝SiC+2CO。

碳化硅的存在是不希望的，这是因为由于其耐火性，炉的下部变得杂乱并且效率降低。在铁的存在下，碳化硅会根据以下反应被游离二氧化硅(SiO₂)破坏：

2SiC+SiO₂＝3Si+2CO Si+Fe＝FeSi。

在装料中的铁越多，制备硅铁的温度就越低。

在连续进行的熔炼过程中，电极深深地浸入装料中。当装载装料材料时，人们试图在电极周围以锥体的形式产生并保持装料。装料锥的目的是使在反应区中形成的气体难以逸出并减少热量损失。装料锥越宽，炉的活动区就越大，装料沉降就越好，炉的操作就越稳定。

在装料中的弧形区中，形成了温度非常高的空腔。该空腔的壁被连续熔化，硅被还原并溶解在液态铁中，从而形成硅铁合金。合金下降到反应区中。

在正常的炉操作过程中，一旦烧尽，电极就缓慢下降，并且装料均匀沉降在电极周围。每天将熔炼的硅铁放入钢包中12至15次，然后倾倒。

从1997年10月20日公开的发明RU 96113642的申请中已知，用于熔炼硅铁的装料包含石英岩、沥青焦、木材和金属废料，其特征在于其还包含以与沥青焦的混合物形式使用的冶金焦，其具有按重量％计的以下组分比率：木材废料–4-50，沥青焦和冶金焦的混合物–10-30，金属废料–5-20，石英岩–余量，冶金焦的比例为焦混合物总质量的5-50％。同时，Banichi石英岩用作石英岩。同时，尺寸不超过50mm的碎片用作木材废料。同时，14A级碎屑和尺寸不超过42mm的变压器钢屑用作金属废料。

从1997年10月27日公开的专利RU 2094518已知了一种发明，其涉及铁冶金，即涉及用于制造硅铁合金的装料。所述装料包含石英岩、木材和金属废料，以及处于与沥青焦的混合物的形式的冶金焦，其具有按重量％计的以下组分比率：木材废料–4-50，沥青焦与冶金焦的混合物–10-30，金属废料–5-20，石英岩–余量，冶金焦的比例为焦混合物总质量的5-50％。