[发明专利]用矿石直接冶炼硅铝铁合金

说明书

本发明属于一种合金冶炼技术领域。

炼钢脱氧剂多年来一直是直接加入纯金属铝锭来实现的，近年来虽推广使用硅-铝-铁合金进行炼钢脱氧，但硅-铝-铁合金是用纯铝加硅铁经二次熔炼成硅铝铁合金，这样将耗费贵重的铝锭，即成本高，又消耗能源。

本发明的目的在于提供一种用含铝的高熟料，用矿热炉直接一步还原生产冶炼成硅-铝-铁合金。且能节约能源，成本低，提高产品质量。

本发明是通过具有下述冶炼方法来实现的：用矿热炉直接一步冶炼成硅铝铁合金。根据铝的还原特性，氧与铝的亲合力，由自由焓方程式：

△G＝167400-86.4T;

△G＝325660-155.07T;

算出铝的反应平衡温度T＝2100°K，大于硅的反应平衡温度2100-1938＝162°K，AL是难以还原的，还原温度比硅高很多，因此，必须借助于促进还原剂SPA才能得到顺利冶炼，从冶炼硅铁合金中得知，当有铁存在时，会降低硅铁还原温度，同样在冶炼硅铁合金时，有铁存在也将会降低还原温度。因为铝的熔点低，一旦还原后，其合金的流动性，导电性要比硅铁合金效果好。它们的熔沸点如下：

  熔点℃  沸点℃

硅  1414  2680

铁  1539  2740

铝  660  2497

本发明所用的原料为矾土熟料，其化学分析如下：

AL₂O₃SiO₂Fe₂O₃

矾土  60～70  15～20  1～2

硅土  1.3  98  1.5

型料配比：

矾土熟料  60～80%

硅土  10～15%

焦碳  15～30%

SPA（促进还原剂）  适量

本发明在配料中采用原料经细粉碎充分混合后，再加压成块或球使被还原剂与还原剂紧密接触，其次是选用三水铝石和一水铅石加高岑土等含活性三氧化二铝的矿石做原料，提高了还原能力，调配原料块的成份为：重量比：

AL₂O₃SiO₂Fe₂O₃Na₂O

60～70%  15～20%  2.0～3.0%  0.1～1%

本发明为加速AL₂O₃的还原在配料中加入含Fe₂O₃的铁皮（霄）10%和PAS1-2%。冶炼时要保持均匀投料，淹埋电极，大电流操作，冶炼3小时左右即可出水。

本发明用矿石直接冶炼硅铝铁合金，合金为不定形块状物，其化学成份铝为41.15%，硅为2400%，铁余量断面为银灰色。用于炼钢脱氧剂可节约铝锭50%左右，一次性冶炼硅铝铁，较二次投入冶炼节约能源40%以上，同时用于炼钢脱氧较稳定，脱氧效果好。

本发明的最佳实施例：

矿热炉开炉需予先烘炉，用木材烘炉48小时后，用电烘炉36小时，以钢屑引孤加料，每批加料为综合原料100kg，焦粒20kg，钢屑15kg，加料速度每小时300～500kg，出铝时间为3～4小时，操作电压80伏，操作电流为100～120A，加入矿石粒度30～100mm，焦炭粒度为3～7mm，促进还原剂SPA混入原料内一同入炉，混拌均匀以熔液形成均匀喷撒在矿石与焦炭表面，随料一起加入，采用直接投料冶炼。根据炉前取样化验，成份铝40%～45%，硅28～34%，铁20～30%，符合原料配方要求。