CN101469378A - 一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，涉及有色冶金技术领域。本发明方法的步骤为：1)对原料铝矾土和还原剂烟煤进行破碎，将破碎后的物料和原料高铝粉煤灰、磁珠送入混碾机；2)将粘结剂粘土和一定量水加入混碾机中，对以上所述物料进行混合碾压；3)混碾均匀后的物料进入对辊压球机成球；4)从压球机出来的球团进入烘干窑烘干；5)干燥后的球团投入矿热炉内高温冶炼；6)铁水出炉、浇铸锭模，制得铝硅铁合金。本发明不仅原料来源广，生产成本低、而且含粉煤灰球团性能好，入炉冶炼成分均匀，反应充分，使矿热炉炉况保持良好，生产铝硅铁合金性能稳定，实现了废物资源化利用。

Description

一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法

技术领域

本发明涉及铝硅铁合金的生产方法，特别是利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法。

背景技术

铝硅铁合金作为复合脱氧剂，广泛应用于炼钢厂。铝硅铁合金的密度比纯铝大，容易进入钢水，内部烧损少，在炼钢过程中比使用纯铝做脱氧剂铝的使用率提高一倍以上。用铝硅铁合金脱氧形成低熔点的产物，容易浮到钢液表面，减少钢中杂质，有纯净钢液的作用，提高钢的质量。

铝硅铁合金的生产方法有电热法、重熔法和热兑法。电热法是主要利用含硅、铝的原矿，在矿热炉中用焦碳、烟煤为还原剂直接冶炼制得。目前所用主要原料为铝土矿、高岭土、硅石等，其生产受我国矿石资源的分布、储量、矿石特性等的影响。目前，我国铝土矿资源短缺，矿石资源紧缺不仅会增加生产成本，而且直接影响生产进行。重熔法是将纯铝、硅铁按照一定配比在感应炉内重熔后浇铸而成。由于纯铝、硅铁等均为高能耗产品，再重新熔炼能耗更大，而且重熔过程中存在铝、硅元素烧损大，因而成本更高。热兑法是在硅铁或硅铝铁合金出炉时，在铁水包内加铝锭热熔的方法生产，也存在重熔法生产的缺点，由于原料的密度差异，常造成产品成分不均匀。

现有技术中电热法冶炼铝硅铁合金原料主要为铝土矿、硅石、钢屑，分别为硅、铝、铁三者的来源。而电厂废弃物粉煤灰中主要化学成分二氧化硅和氧化铝的含量占到75％以上，某些地区硅铝含量高的粉煤灰，二者含量高达90％，完全可以代替铝土矿、硅石作为冶炼铝硅系合金的原料。在1996年第3期《粉煤灰综合利用》上发表的“用粉煤灰制取硅铝铁合金的新工艺”和1998年第1期《铁合金》上发表的“粉煤灰球团矿冶炼硅铝铁合金的可行性试验研究”以及专利号为ZL200510017519.1的发明专利中均为利用粉煤灰为原料冶炼硅铝铁合金。但是，采用这种工艺一般粉煤灰中的氧化铝含量较低，仅用粉煤灰或粉煤灰和烟煤成球，其它原料铝矾土、钢屑等要采用炉外偏加，使得进入炉内冶炼的炉料成分不均匀，易造成反应不充分。由于粉煤灰球团比重轻，透气性差，抗压强度低，所以高温下球团易破损，造成塌料，使炉况恶化，产品性能不稳定。而且钢屑价格较高，使生产成本增加。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法。它是以高铝粉煤灰和磁珠为主要原料，以粘土为粘结剂制备成高性能的球团，在矿热炉中冶炼制得铝硅铁合金。本方法不仅原料来源广，生产成本低、而且含粉煤灰球团性能好，入炉冶炼成分均匀，反应充分，使矿热炉炉况保持良好，生产产品性能稳定，实现了废物资源化利用。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其步骤为：

1)对原料铝矾土和还原剂烟煤进行破碎，将破碎后的物料和原料高铝粉煤灰、磁珠送入混碾机，其中高铝粉煤灰中Al₂O₃的含量≥40％，SiO₂的含量≥35％；

2)将粘结剂粘土和一定量水加入混碾机中，对以上所述物料进行混合碾压；

3)混碾均匀后的物料进入对辊压球机成球；

4)从压球机出来的球团进入烘干窑烘干；

5)干燥后的球团投入矿热炉内高温冶炼；

6)铁水出炉、浇铸锭模，制成铝硅铁合金。

在上述步骤中，所述铝钒土为高铁煅烧铝钒土，其中Fe₂O₃≥5％。

在上述步骤中，所述磁珠是粉煤灰经过磁选所得的含铁量较高的玻璃微珠，Fe₂O₃≥50％。

在上述步骤中，所述原料还可以加入少量硅石，原料配比按照各原材料化学成分的含量和铝硅铁产品标号确定。

在上述步骤中，所述粘结剂粘土的粒度为200目以下，可塑性指数大于15，粘土的加入量为料批总量的6～10％。

在上述步骤中，所述混合碾压时间为8～15min。

在上述步骤中，所述对辊压球机的成球压力为6～9Mpa。

在上述步骤中，所述烘干窑的烘干时间为1～1.5小时，温度为150～180℃。

与现有技术比较，本发明的优点在于：

(1)磁珠为电厂粉煤灰磁选后的含铁微珠，代替钢屑，和其他原料混合后成球，各成分均匀分布、接触面积大，还原时易生成铁铝化合物，提高了氧化铝的活性，降低还原温度，有利于铝的还原，并且增加炉渣流动性，降低合金液粘度，可以改善炉况。同时可以大大降低生产成本。

(2)由于高铝粉煤灰和磁珠粒度较细，原料中加部分铝矾土，可以在成球时形成颗粒级配，提高成球强度，同时可调整配料。

(3)利用粘土作粘结剂，可塑性好，成球球团的透气性能好，抗压强度高，可以保持球团在高温下的后期强度，避免炉内塌料，保持良好炉况。

(4)本发明所用原料高铝粉煤灰、磁珠和铝钒土均为工业固体废弃物，实现了废物资源化利用，大大降低了生产成本，同时也对缓解我国天然铝土矿资源的短缺，促进循环经济和节能减排产业发展具有重要的战略意义。

附图说明

附图为本发明的生产工艺流程图。

具体实施方式

参看附图，结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

①原料选用高铝粉煤灰含Al₂O₃ 52％、SiO₂ 38％、Fe₂O₃ 2.5％，磁珠含Al₂O₃ 15.4％、SiO₂ 25.5％、Fe₂O₃ 55.1％，加入部分铝矾土和少量硅石。原料配料为：每批料中高铝粉煤灰、磁珠、铝矾土、硅石、烟煤重量分别为82kg、68kg、40kg、5kg、190kg。按以上比例称重，铝矾土先经鄂式破碎机粗破，然后和烟煤一起经锤式破碎机细破后，进入混碾机，高铝粉煤灰和磁珠直接进入混碾机。

②混碾时加入粒度为200目以下、可塑性指数大于15的粘结剂粘土30kg，再加入一定量水，加水量以混合物料的湿度不粘压球机的辊为宜。

③混碾10min后，混合均匀的物料进入对辊压球机，成球压力为8Mpa。

④从压球机出来的球团进入烘干窑干燥，温度为150℃，时间1小时。

⑤干燥后球团送到炉前操作平台，然后加入2200KVA矿热炉内冶炼。矿热炉冶炼采用焖烧沉料的方法，电极稳定深埋，少火，多焖烧。焖烧2～3小时出铁。

⑥铁水出炉后进行浇铸锭模，然后冷却，制得铝硅铁合金。铝硅铁合金产品测试化学成分为Si26～30％、Al34～38％、Fe24～28％。

Claims (8)

1、一种利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其步骤为：

①对原料铝矾土和还原剂烟煤进行破碎，将破碎后的物料和原料高铝粉煤灰、磁珠送入混碾机，其中高铝粉煤灰中Al₂O₃的含量≥40％，SiO₂的含量≥35％；

②将粘结剂粘土和一定量水加入混碾机中，对以上所述物料进行混合碾压；

③混碾均匀后的物料进入对辊压球机成球；

④从压球机出来的球团进入烘干窑烘干；

⑤干燥后的球团投入矿热炉内高温冶炼；

⑥铁水出炉、浇铸锭模，制成铝硅铁合金。

2、按照权利要求1所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述铝钒土为高铁煅烧铝钒土，其中Fe₂O₃≥5％。

3、按照权利要求1所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述磁珠是粉煤灰经过磁选所得的含铁量较高的玻璃微珠，Fe₂O₃≥50％。

4、按照权利要求1、2或3中任一项所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述原料还可以加入少量硅石，原料配比按照各原材料化学成分的含量和铝硅铁产品标号确定。

5、按照权利要求4所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述粘结剂粘土的粒度为200目以下，可塑性指数大于15，粘土的加入量为料批总量的6～10％。

6、按照权利要求5所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述混合碾压时间为8～15min。

7、按照权利要求6所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述对辊压球机的成球压力为6～9Mpa。

8、按照权利要求7所述的利用高铝粉煤灰和磁珠制备铝硅铁合金的方法，其特征在于，所述烘干窑的烘干时间为1～1.5小时，温度为150～180℃。

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