硅铁合金降铝生产方法及效果
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加人。
A公司介绍, 采取加人石灰抑制A23 1 还原措施 0 后, 铝小于 15 .%的比例由8%提高到 9%以上。 0 8
4 炉外精炼
当原料条件受限制, 不能实现精料人炉; 或为得 到较纯净的低铝硅铁合金,可根据实际条件选取炉 外精炼方法, 降低硅铁中铝含量。
41 精炼原理 .
1 前言
硅铁在炼钢中主要用作脱氧剂和合金添加剂, 一般不要求含铝量。 随着高纯钢或专用钢种的开发, 对硅铁杂质要求越来越严格,对低铝硅铁的需求量 有所增加, 且硅铁含铝量越低, 价格越高。 因此, 国内 外许多硅铁生产厂家和科研单位致力于低铝合金的 研究与生产。 生产低铝硅铁一般从两个方面人手:一是精料 人炉, 二是炉外精炼。精料入炉有两层含义: 一是原 料质量好, 成分稳定, 粒度均匀合适; 二是确保炉料 精确计量, 准确搭配, 均匀混和人炉。炉外精炼也可 以分为物理方法( 例如降温、 静镇、 摇包、 重熔等) 和 化学方法( 如渣洗和氧化等) 。 本文简单介绍硅铁冶炼降低铝含量的有效途径 和一些生产厂家的脱铝效果。
}. -卜 . 『 J L
Iir ue dc a n fr i o a mnm t t utn t d da mu aao eet t o cs r s g o l n i cn np dco m h ad l i zi fc n d t e e i e si l u o e r i e o n e u m tn . r c u o . e s e y c i l u cn nbl 0 % r % s l lmiu c ne t o 0 0 % t u oe e o . t a q i f e l fr i o w h mnm t t w 5 o 0 1 a w l a au n m o tn b lw . 3 o ur i qat e ol n a i c e n u i r si wi e ta l i l i , ec t m ti f d g seg e m ng et c e l ri ad odr se l t xr o n u o bnfie a rl i , nt n aae n h w s n e ia d ea e n t h c e r m , f oe tn s na te- a u p ao n e r c y
使合金中铝最大限度地氧化成三氧化二铝,同时尽 可能减少硅的氧化损失, 以达到降铝保硅的目的。
从表 2 可以看出, 在相同的氧压和温度下, 钙和
20 年第 4 06 期 总第 8 期 1,
铁 合 金
FERRO- ALLOYS
2 0 No 4 0 6 . T t1 9 o . 8
硅铁合金降铝生产方法及效果
蒋仁全
( 四川川投峨眉铁合金有限责任公司 峨眉山 中国 642 ) 122
摘 要 介绍了降低硅铁合金铝含量的生产方法及其脱铝效果。 精料人炉, 强化管理, 精心操作以及合理地采取炉
氧化 ( 氯化) 反应
△口 =A+B (/ o TJ m l )
一1 7 3+3 9 9 5 7 5 0 6 . T
一1 0 7 1 4 5+2 4 2 2 1 . T
△G1 K e2 l 8 R 3 . 1
一8 3 3 8 .8 一7 9 9 2 .9 一5 3 2 8.0 一2 0 1 3 .2 一9 2 3 5.4 一3 9 2 8.3 一1 5 5 8.9
3 抑制 A23 1 的还原 0
A23 1 熔点高, 0 还原性差, 软化点为 1 80℃, 0 熔
点为2 00℃。在硅铁炉内的预热层和烧结层中, 3 A23 1 不熔融, 0 只有到达增祸区, 温度在 1 80℃以 0 上, 才与熔融的S 2 i 结合生成A0 ・i ; 0 1 3 S 2在电弧 2 0 区,A23 C或 S 1 与 0 i c进行复杂化学反应生成 A 和 1 S A23 i 1 在炉料结构的炉心、 . 0 炉壁料层不能被还原, 而是与S , 2 i S 等生成难熔物, c i 0 形成积渣或假炉
l 副 ,
Biblioteka Baidu
DECRE I AS NG ALUMI NUM M ET HOD AND F ECT E F
F ERROS LI I CON
J n R nun i g qa a e
(i un at E eF r ly , , ia, a 22 rao C. . ehnCi 642) S ha Cun u i o l o L E s c h o m e t m d h 1 n
表 2 有关氧化反应生成 自由能变化的数据 Tb2 e r vrtn t p dcd oi tn co a. r ee y ii d a ue b x ao r tn F e n g aao a r o y d i e i a
元素
Ca AI SI Fe Ca AI SI Fe AI Si
一1 9 2 8.1 一3 7 7 7.
2ag + z 2a () C () O 二 CO s 4 31) O = /A( + Z 2 1 ) s ( 0 1 A 3 / S 1+ z S 2 i O = i ( ( ) O1 )
3 4 e1 + z 2 3 e 3 / F ( O = / Fx ) 0
表 1 不同还原剂 A23 1 含i 0 %
T b 1 23 t t d e n r ut t % a. 1 cn n o i r t c n A 0 o e f e e a s f d
的
名称
冶金焦 气煤焦 铁合金
-
专用焦
、。斗
蓝炭
石油焦
木炭
A23 5 6 . 一 . 2 5 1 15 2一 . 微量 1 4 一 25 4 5 一 、 . 0 0 . . 04
管理工作。
2 0 - 30 0 6 0 -6
・1 ・ 8
铁
合
金
20 06年
处理: 筛分, 清洗, 除去硅石表面的杂物。 对硅石的物 理性能和使用要求为: 不得混人废石、 角砾状硅石、 风化石等, 表面不允许超过 1 m m厚的杂质, 不允许 有直径大于5 m m的各种有害包裹体等。 精料人炉后, 可以降低硅铁合金中A 含量。 1 一般 对于生产含 A 10 一 .%的7%硅铁, 1 % 20 . 5 可以选取 低 A23 1 的硅石。 0 而对于生产 A <05 1 .%的硅铁, 则应 当 选取蓝炭、 石油焦、 木炭等含 A23 1 低的还原剂。 0 就降铝效果而言, 由于实际原料条件、 操作水平 和管理水平不同, 降铝率一般在2% 一 5 0 5%不等。 也有降铝效果较好的, 例如, A公司采用低灰分蓝炭 后, 合金中A 由25 1 .%降到03 一 .%. .% 04
区的机会, 使合金中A 上升。 l 在生产实践中, 适当时 候 加 人 石 灰 ,使 A23与 CO S : 合 成 1 0 a , 结 i O
A23i -a 1 -O CO的三元熔渣, 0S 2 降低炉渣粘度, 使积渣
及时排除炉外, 降低炉内A23 1 的浓度, 0 同时降低了 温度, 降低其还原率, 即降低合金中A 含量。一般 1 地, 石灰不能连续加人, 应视炉况变化情况随料批带 入。 处理周期控制在一周以内, 不能集中在电极根部
被氧化( 氯化) 成相应氧化物( 或氯化物) 从合金中分 离出来。 如果控制好氧化剂的加人量, 并适当造酸性
国内外常采用的方法是合成渣氧化法、气体氧 化法和氯化法等。
421 合成渣氧化法 ..
硅铁合金合成渣氧化精炼
是应用选择性氧化原理, 选择合适的氧化性造渣剂,
第 4期
蒋仁全 硅铁合金降铝生产方法及效果
作者简介
收稿 日期
2 减少 A23 1 入炉量 0
硅铁生产中 , 1。 要来源于还原剂中的 A0 主 2 灰 分 , 约占7% - 0 硅石中杂质带人 2% 一 0 0 8%, 0 3%
Az3 1 , 0 另外, 钢屑和电极糊也带人少量的AZ3 1 o 0 蓝炭 、 木炭 碳质还原剂主要有冶金焦、 石油焦、 o 见表 t 等, 由于产地不同, A23 其 1 含量也不同, 0
一9 0 4+1 5 8 4 1 4 9 . T
一5 0 3一8 . T 4 5 7 0 2
2ag + 1 2a1 ) C() C = CC( 2 s 2 31 ) C = /AC ( /A( + 1 23I3 ) 1 2 1g 1 i C 二 /S lg /S+ l 1 ia 2 : 2 C ()
从表 2 中的数据可以看出, 在同一温度下, a C, A 与0, F23 l 2 , 反应自由烩变化值都分别比S与 C e 1 0 2 i
渣, 可以较好地抑制硅的氧化( 或氯化) 。
42 生产方法 .
0,1F2。 2 2 e 反应自由 C, 0 熔的负值要大。 当在硅铁合金 液体中通人 0, 或加人 F23 则 C, 2C ( 1 2 e ) 0 后, aA优先 l
A( + / Fz3 = l 1 e ( 1 ) 2 0s ) 1 3 0 1 A 2 / ( + e S F( ) 1 ) S+ / Fz3 ) S x ) / F ( i 2 3e ( = i ( + 3e1 0s 01 4 )
一3 6 4 9 6 7+5 . T 2 2 8
一3 . 01 2
底。电炉内沉积了大量 A23 增加了其进人反应 1 后, 0
氧化反应生成自由能变化的负值越大或氧势越 低, 则反应产物越稳定。对于任何两个氧化物, 氧势 低的氧化物其金属元素能作为还原剂去还原氧势高 的氧化物,即氧势低的氧化物的金属元素更易氧 化。在同一温度下, 氧化 ( 氯化) 反应是有选择进行 的。有关氧化反应生成自由能变化如表 2 所示。
Ab ta t sr c
1
下
n
0
d
e
m k g s e a aot . ai ma r r dp d n e u s e e K y od w mnm r i o, ec t m ti, odr e ai , g h g oyeao ew rs l a i f o l n bnfie a r l s na s l k g s wsi , gntn o l u e si u r c e ia d ea e c y tm n l a n x e a i
1 F / e+C2 / F C, 2 1=1 e 1 2
一 2 0 7+2 . T 4 7 0 0 7 一3 5 6 . T 9 8 +4 8 0 4
一3 8 0 3 9 4+8 . T 4 1
一2 7 0+5 . T 9 5 0 9 4
一4 9 4 9+2 . T 2 6 . 5 8 5
在生产中, 可通过合理地选取搭配碳质还原剂, 从而降低人炉 A,i 1 总量。 0
硅石的选取: 尽可能地选取品位高, 粒度均匀合 适, 并且热稳定性好的硅石; 另外, 对硅石进行净化
蒋仁全, 17 年出生, % 年毕业于重庆钢铁高等专科学校炼钢与铁合金专业, 男,94 1 9 助理工程师, 现从事铁合金技术
外精炼, 可进一步降低硅铁合金铝含量至05 .%或01 .%以下, 得到优质硅铁, 也可得到铝00%以下、 .3 其它杂质含 量也低的较纯净硅铁。 关健词 低铝硅铁 精料 炉外精炼 渣洗 氧化
中图分类号 T653 文献标识码 B F4.
文章编号
1 1 9320) - 1- 0 - 4( 60 0 7 3 01 0 40 0
A公司介绍, 采取加人石灰抑制A23 1 还原措施 0 后, 铝小于 15 .%的比例由8%提高到 9%以上。 0 8
4 炉外精炼
当原料条件受限制, 不能实现精料人炉; 或为得 到较纯净的低铝硅铁合金,可根据实际条件选取炉 外精炼方法, 降低硅铁中铝含量。
41 精炼原理 .
1 前言
硅铁在炼钢中主要用作脱氧剂和合金添加剂, 一般不要求含铝量。 随着高纯钢或专用钢种的开发, 对硅铁杂质要求越来越严格,对低铝硅铁的需求量 有所增加, 且硅铁含铝量越低, 价格越高。 因此, 国内 外许多硅铁生产厂家和科研单位致力于低铝合金的 研究与生产。 生产低铝硅铁一般从两个方面人手:一是精料 人炉, 二是炉外精炼。精料入炉有两层含义: 一是原 料质量好, 成分稳定, 粒度均匀合适; 二是确保炉料 精确计量, 准确搭配, 均匀混和人炉。炉外精炼也可 以分为物理方法( 例如降温、 静镇、 摇包、 重熔等) 和 化学方法( 如渣洗和氧化等) 。 本文简单介绍硅铁冶炼降低铝含量的有效途径 和一些生产厂家的脱铝效果。
}. -卜 . 『 J L
Iir ue dc a n fr i o a mnm t t utn t d da mu aao eet t o cs r s g o l n i cn np dco m h ad l i zi fc n d t e e i e si l u o e r i e o n e u m tn . r c u o . e s e y c i l u cn nbl 0 % r % s l lmiu c ne t o 0 0 % t u oe e o . t a q i f e l fr i o w h mnm t t w 5 o 0 1 a w l a au n m o tn b lw . 3 o ur i qat e ol n a i c e n u i r si wi e ta l i l i , ec t m ti f d g seg e m ng et c e l ri ad odr se l t xr o n u o bnfie a rl i , nt n aae n h w s n e ia d ea e n t h c e r m , f oe tn s na te- a u p ao n e r c y
使合金中铝最大限度地氧化成三氧化二铝,同时尽 可能减少硅的氧化损失, 以达到降铝保硅的目的。
从表 2 可以看出, 在相同的氧压和温度下, 钙和
20 年第 4 06 期 总第 8 期 1,
铁 合 金
FERRO- ALLOYS
2 0 No 4 0 6 . T t1 9 o . 8
硅铁合金降铝生产方法及效果
蒋仁全
( 四川川投峨眉铁合金有限责任公司 峨眉山 中国 642 ) 122
摘 要 介绍了降低硅铁合金铝含量的生产方法及其脱铝效果。 精料人炉, 强化管理, 精心操作以及合理地采取炉
氧化 ( 氯化) 反应
△口 =A+B (/ o TJ m l )
一1 7 3+3 9 9 5 7 5 0 6 . T
一1 0 7 1 4 5+2 4 2 2 1 . T
△G1 K e2 l 8 R 3 . 1
一8 3 3 8 .8 一7 9 9 2 .9 一5 3 2 8.0 一2 0 1 3 .2 一9 2 3 5.4 一3 9 2 8.3 一1 5 5 8.9
3 抑制 A23 1 的还原 0
A23 1 熔点高, 0 还原性差, 软化点为 1 80℃, 0 熔
点为2 00℃。在硅铁炉内的预热层和烧结层中, 3 A23 1 不熔融, 0 只有到达增祸区, 温度在 1 80℃以 0 上, 才与熔融的S 2 i 结合生成A0 ・i ; 0 1 3 S 2在电弧 2 0 区,A23 C或 S 1 与 0 i c进行复杂化学反应生成 A 和 1 S A23 i 1 在炉料结构的炉心、 . 0 炉壁料层不能被还原, 而是与S , 2 i S 等生成难熔物, c i 0 形成积渣或假炉
l 副 ,
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DECRE I AS NG ALUMI NUM M ET HOD AND F ECT E F
F ERROS LI I CON
J n R nun i g qa a e
(i un at E eF r ly , , ia, a 22 rao C. . ehnCi 642) S ha Cun u i o l o L E s c h o m e t m d h 1 n
表 2 有关氧化反应生成 自由能变化的数据 Tb2 e r vrtn t p dcd oi tn co a. r ee y ii d a ue b x ao r tn F e n g aao a r o y d i e i a
元素
Ca AI SI Fe Ca AI SI Fe AI Si
一1 9 2 8.1 一3 7 7 7.
2ag + z 2a () C () O 二 CO s 4 31) O = /A( + Z 2 1 ) s ( 0 1 A 3 / S 1+ z S 2 i O = i ( ( ) O1 )
3 4 e1 + z 2 3 e 3 / F ( O = / Fx ) 0
表 1 不同还原剂 A23 1 含i 0 %
T b 1 23 t t d e n r ut t % a. 1 cn n o i r t c n A 0 o e f e e a s f d
的
名称
冶金焦 气煤焦 铁合金
-
专用焦
、。斗
蓝炭
石油焦
木炭
A23 5 6 . 一 . 2 5 1 15 2一 . 微量 1 4 一 25 4 5 一 、 . 0 0 . . 04
管理工作。
2 0 - 30 0 6 0 -6
・1 ・ 8
铁
合
金
20 06年
处理: 筛分, 清洗, 除去硅石表面的杂物。 对硅石的物 理性能和使用要求为: 不得混人废石、 角砾状硅石、 风化石等, 表面不允许超过 1 m m厚的杂质, 不允许 有直径大于5 m m的各种有害包裹体等。 精料人炉后, 可以降低硅铁合金中A 含量。 1 一般 对于生产含 A 10 一 .%的7%硅铁, 1 % 20 . 5 可以选取 低 A23 1 的硅石。 0 而对于生产 A <05 1 .%的硅铁, 则应 当 选取蓝炭、 石油焦、 木炭等含 A23 1 低的还原剂。 0 就降铝效果而言, 由于实际原料条件、 操作水平 和管理水平不同, 降铝率一般在2% 一 5 0 5%不等。 也有降铝效果较好的, 例如, A公司采用低灰分蓝炭 后, 合金中A 由25 1 .%降到03 一 .%. .% 04
区的机会, 使合金中A 上升。 l 在生产实践中, 适当时 候 加 人 石 灰 ,使 A23与 CO S : 合 成 1 0 a , 结 i O
A23i -a 1 -O CO的三元熔渣, 0S 2 降低炉渣粘度, 使积渣
及时排除炉外, 降低炉内A23 1 的浓度, 0 同时降低了 温度, 降低其还原率, 即降低合金中A 含量。一般 1 地, 石灰不能连续加人, 应视炉况变化情况随料批带 入。 处理周期控制在一周以内, 不能集中在电极根部
被氧化( 氯化) 成相应氧化物( 或氯化物) 从合金中分 离出来。 如果控制好氧化剂的加人量, 并适当造酸性
国内外常采用的方法是合成渣氧化法、气体氧 化法和氯化法等。
421 合成渣氧化法 ..
硅铁合金合成渣氧化精炼
是应用选择性氧化原理, 选择合适的氧化性造渣剂,
第 4期
蒋仁全 硅铁合金降铝生产方法及效果
作者简介
收稿 日期
2 减少 A23 1 入炉量 0
硅铁生产中 , 1。 要来源于还原剂中的 A0 主 2 灰 分 , 约占7% - 0 硅石中杂质带人 2% 一 0 0 8%, 0 3%
Az3 1 , 0 另外, 钢屑和电极糊也带人少量的AZ3 1 o 0 蓝炭 、 木炭 碳质还原剂主要有冶金焦、 石油焦、 o 见表 t 等, 由于产地不同, A23 其 1 含量也不同, 0
一9 0 4+1 5 8 4 1 4 9 . T
一5 0 3一8 . T 4 5 7 0 2
2ag + 1 2a1 ) C() C = CC( 2 s 2 31 ) C = /AC ( /A( + 1 23I3 ) 1 2 1g 1 i C 二 /S lg /S+ l 1 ia 2 : 2 C ()
从表 2 中的数据可以看出, 在同一温度下, a C, A 与0, F23 l 2 , 反应自由烩变化值都分别比S与 C e 1 0 2 i
渣, 可以较好地抑制硅的氧化( 或氯化) 。
42 生产方法 .
0,1F2。 2 2 e 反应自由 C, 0 熔的负值要大。 当在硅铁合金 液体中通人 0, 或加人 F23 则 C, 2C ( 1 2 e ) 0 后, aA优先 l
A( + / Fz3 = l 1 e ( 1 ) 2 0s ) 1 3 0 1 A 2 / ( + e S F( ) 1 ) S+ / Fz3 ) S x ) / F ( i 2 3e ( = i ( + 3e1 0s 01 4 )
一3 6 4 9 6 7+5 . T 2 2 8
一3 . 01 2
底。电炉内沉积了大量 A23 增加了其进人反应 1 后, 0
氧化反应生成自由能变化的负值越大或氧势越 低, 则反应产物越稳定。对于任何两个氧化物, 氧势 低的氧化物其金属元素能作为还原剂去还原氧势高 的氧化物,即氧势低的氧化物的金属元素更易氧 化。在同一温度下, 氧化 ( 氯化) 反应是有选择进行 的。有关氧化反应生成自由能变化如表 2 所示。
Ab ta t sr c
1
下
n
0
d
e
m k g s e a aot . ai ma r r dp d n e u s e e K y od w mnm r i o, ec t m ti, odr e ai , g h g oyeao ew rs l a i f o l n bnfie a r l s na s l k g s wsi , gntn o l u e si u r c e ia d ea e c y tm n l a n x e a i
1 F / e+C2 / F C, 2 1=1 e 1 2
一 2 0 7+2 . T 4 7 0 0 7 一3 5 6 . T 9 8 +4 8 0 4
一3 8 0 3 9 4+8 . T 4 1
一2 7 0+5 . T 9 5 0 9 4
一4 9 4 9+2 . T 2 6 . 5 8 5
在生产中, 可通过合理地选取搭配碳质还原剂, 从而降低人炉 A,i 1 总量。 0
硅石的选取: 尽可能地选取品位高, 粒度均匀合 适, 并且热稳定性好的硅石; 另外, 对硅石进行净化
蒋仁全, 17 年出生, % 年毕业于重庆钢铁高等专科学校炼钢与铁合金专业, 男,94 1 9 助理工程师, 现从事铁合金技术
外精炼, 可进一步降低硅铁合金铝含量至05 .%或01 .%以下, 得到优质硅铁, 也可得到铝00%以下、 .3 其它杂质含 量也低的较纯净硅铁。 关健词 低铝硅铁 精料 炉外精炼 渣洗 氧化
中图分类号 T653 文献标识码 B F4.
文章编号
1 1 9320) - 1- 0 - 4( 60 0 7 3 01 0 40 0