專利名稱：超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，更具體地說，涉及超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法。
低碳硅鐵通常泛指碳含量在0.04％以下的硅鐵，它主要用于生產(chǎn)無取向硅鋼?，F(xiàn)有特殊硅鐵或高純硅鐵的生產(chǎn)方法是將熔融硅鐵注入中間包內(nèi)，然后往中間包內(nèi)通入氯氣，由于氯與碳、鈦、鈣等雜質(zhì)的反應(yīng)而使硅鐵中的碳降低至0.04％以下，鈦降低至0.03-0.05％，鈣降低至0.05-0.07％。然而這種硅鐵不能用來生產(chǎn)高級無取向硅鋼，因為碳是影響冷軋無取向硅鋼片電磁性能的主要雜質(zhì)之一。如果碳含量過高，則在生產(chǎn)硅鋼片時，為了降低硅鋼中的碳含量就要在后續(xù)的真空爐脫碳退火工序中放慢機組速度，延長脫碳退火時間，從而增加了生產(chǎn)成本，影響了經(jīng)濟效益。所以硅鐵中含碳量越低越好。但如果對碳含量要求過低，又會增加硅鐵的生產(chǎn)成本，所以從整個生產(chǎn)的經(jīng)濟平衡考慮，一般要求用于生產(chǎn)高級無取向硅鋼的超低碳硅鐵中的碳含量在0.015％以下，優(yōu)選在0.010％以下。
中國專利CN1003604B說明書中稱按其方法生產(chǎn)的硅鐵含碳量為0.05-0.003％。但在其全部3個實施例的產(chǎn)品中，只有一個實施例產(chǎn)品的碳含量等于0.015％，其他兩個實施例產(chǎn)品的碳含量為＜0.05％，因此不能穩(wěn)定地達到碳含量在0.015％以下的最低要求。而且至今尚未見碳含量＜0.015％的硅鐵產(chǎn)品問世。
本發(fā)明的目的是要提供一種能夠克服現(xiàn)有的技術(shù)的缺點，能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)出碳含量在0.015％以下，優(yōu)選在0.010％以下甚至更低碳含量的超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法。
為了達到上述目的，本發(fā)明人進行了深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的硅鐵中的碳含量沒有達到＜0.015％的原因有如下幾點(1)沒有進行爐外精煉。因為在高溫下的液態(tài)硅鐵與作為還原劑的碳直接接觸，由于高溫下碳在液態(tài)硅鐵中的溶解度較高，因此不進行爐外精煉絕對不能使碳含量降低到＜0.015％；(2)即使在爐外采用氯氣或氯氧混合氣鼓泡精煉，但由于通常的中間包沒有采取附加的保溫措施，所以通氯氣的時間不能太長，否則會使硅鐵由于溫度降低太多而粘結(jié)在中間包上無法倒出。從上述現(xiàn)有技術(shù)看，其通氯氣的時間只有20-40分鐘，這對于使用中等規(guī)模的中間包(約1至2噸)進行爐外精煉生產(chǎn)超低碳硅鐵來說一般是不夠的，只有在使用較小的中間包時，可以將通氯氣的時間適當縮短；(3)在將硅鐵水從中間包往外澆鑄時沒有采取渣鐵分離的措施。由于渣和硅鐵水一起從中間包倒出，如果分離不干凈，會導致硅鐵中夾渣，使精整困難，并因此使硅鐵中的碳和其他雜質(zhì)的含量增加，從而使硅鐵中的碳含量達不到超低碳硅鐵的要求。由于找到了這些不利于碳含量降低的原因，從而完成了本發(fā)明。
從而，本發(fā)明提供了一種超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法，其構(gòu)成如下1、一種超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，把按照常規(guī)方法生產(chǎn)的硅鐵水倒入帶有附加保溫層的中間包中，在使用可燃疏松物保溫的條件下鼓泡通入氯氣或氯氧混合氣，氯氣或氯氧混合氣的通入量為15-60kg/T(硅鐵)，優(yōu)選為25-50kg/T(硅鐵)，通氣時間為20-180分鐘，優(yōu)選為30-140分鐘，更優(yōu)選為90-120分鐘，在停止通氣后，用一種疏松物將澆口堵住，蓋上中間包蓋，待出鐵時將所述疏松物通開一個10-40mm的小口，開口的大小以能讓硅鐵水順利地流出并能將浮渣截留在中間包內(nèi)為準，然后將硅鐵水澆入常規(guī)的容器中。
2、上述中間包附加保溫層的厚度在1cm以上，優(yōu)選為2-10cm。
3、上述中間包附加保溫層的材料為石棉或硅酸鋁纖維。
4、在上述硅鐵凝固冷卻后，進一步將硅鐵破碎，篩取3-80mm，優(yōu)選4-60mm，更優(yōu)選5-20mm的顆粒，并用壓縮空氣將產(chǎn)品上附著的粉塵和3mm以下的顆粒吹去。
下面對本發(fā)明的方法進行較詳細的解釋。
在上述第1點中所說的可燃疏松物的作用是給中間包中的硅鐵水表層保溫，以免由于冷卻作用而出現(xiàn)固體硬殼。所說可燃疏松物沒有特制限制，只要能有效地保溫即可。其例子有稻草、麥秸、野草、玉米桿、樹葉、谷殼、木屑、木刨花等。
上述用于堵住澆口的疏松物不要求起保溫作用，因此可以是不燃的，也可以是可燃的。如果是可燃的，為了避免很快燒掉，可先用水打濕，然后再用其堵住澆口。之所以要求有一定疏松度，為的是在出鐵時能較容易地用鋼釬通開一個出鐵口。優(yōu)選的用于堵澆口的疏松物有浸濕的稻草、麥秸、野草、木刨花等。
上述第4點所述用壓縮空氣將3mm以下的顆粒吹去的目的是為了進一步降低碳的含量，因為碳在硅鐵中集中在晶界處，所以在硅鐵破碎后，粉塵或細顆粒中的碳含量就相對地提高，因此最好用壓縮空氣將其吹去。這些被除去的含碳量較高的細顆?？梢苑祷厍懊娴囊睙捁ば蛑谢蜃鳛閷μ己恳蟛惶珖栏竦墓梃F使用。
與現(xiàn)有技術(shù)的低碳硅鐵生產(chǎn)方法相比，本發(fā)明的方法能穩(wěn)定地使硅鐵中的碳含量降低至0.015重量％以下，也可根據(jù)用戶的需要，穩(wěn)定地將碳含量降低至0.010重量％以下甚至0.003重量％以下，并且本發(fā)明的方法的工藝步驟簡單，成本低廉。
下面舉出實施例來進一步解釋本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例的限制。
實施例1采用的設(shè)備為用于生產(chǎn)常規(guī)硅鐵的8000KVA的礦熱爐。
采用的原料重量配比為硅石∶石油焦∶木塊∶硅鋼屑＝100∶48∶13∶12所用石油焦為采用16mm的篩子過篩，粒度在16mm以下自然粒度分布的產(chǎn)品。將配料混勻，然后將其加入礦熱爐中按常規(guī)的熔煉法進行還原熔煉。出爐前先往中間包內(nèi)加稻草燃燒以提高中間包的溫度，然后將出爐的硅鐵水放入中間包內(nèi)，待中間包內(nèi)的硅鐵水達到約300mm深時，打開氯氣鋼瓶，通過一根內(nèi)徑為20mm的石墨管通氣，待氯氣從石墨管的管口冒出時才將該石墨管插入硅鐵中，隨著中間包內(nèi)硅鐵水的增加，不斷加稻草使其燃燒保溫，并使通入的氯氣量隨著硅鐵水深度的增加而加大，以硅鐵水不濺出中間包為原則，共通入氯氣約2小時，中間包內(nèi)的硅鐵水約1.5噸，共計消耗約40kg氯氣，平均氯氣消耗率為26.7 kg/T(硅鐵)。停止通氯氣后，在中間包的澆口處用一團濕稻草堵嚴，將鋼板制的中間包蓋蓋上并在澆鑄前用鋼釬在濕稻草處通開一個大小約為25mm的開口，讓硅鐵水源源不斷地流入錠模內(nèi)，但浮渣和稻草灰被濕稻草截留住，因而可獲得不帶浮渣的干凈硅鐵產(chǎn)品。
將冷卻后的硅鐵破碎，按用戶要求篩取5-20mm粒度的產(chǎn)品，并用壓縮空氣將硅鐵產(chǎn)品上附著的粉塵和5mm以下的細粒吹去并收集作為其他用途.對5-20mm粒度的產(chǎn)品取樣分析，所獲分析結(jié)果如下(重量％)SiCS P V BMnMg76.50.0120.003＜0.02＜0.01＜0.0020.07＜0.04TiCa CuCrNiZr Al0.018 0.021 ＜0.04＜0.04 ＜0.04＜0.0070.002實施例2基本上按照與實施例1相同的步驟和條件進行實驗，所不同之處是用干野草代替實施例1的稻草進行中間包的預(yù)熱和硅鐵水的保溫，以及用濕野草代替實施例1中的濕稻草堵住中間包的澆口。其他條件為，中間包出硅鐵1.3T，消耗氯氣39kg，平均氯氣消耗率為30kg/T(硅鐵)。通氣時間為90分鐘。所獲硅鐵同樣破碎成5-20mm的產(chǎn)品并用壓縮空氣吹去產(chǎn)品上附著的粉塵和5mm以下的細粒。所獲產(chǎn)品中的碳含量為0.011重量％。
權(quán)利要求
1.一種超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于，把按照常規(guī)方法生產(chǎn)的硅鐵水倒入帶有附加保溫層的中間包中，在使用可燃疏松物保溫的條件下鼓泡通入氯氣或氯氧混合氣，氯氣或氯氧混合氣的通入量為15-60kg/T(硅鐵)，通氣時間為20-180分鐘，在停止通氣后，用一種疏松物將澆口堵住，蓋上中間包蓋，待出鐵時將所述疏松物通開一個10-40mm的小口，然后將硅鐵水澆入常規(guī)的容器中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所說中間包附加保溫層的厚度在1cm以上。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所說中間包附加保溫層的厚度為2-10cm 。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所說的保溫層的材料為石棉或硅酸鋁纖維。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特往在于其中所說氯氣或氯氧混合氣的通入量為25-50kg/T(硅鐵)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所說氯氣或氯氧混合氣的通入時間為30-140分鐘。
7.如權(quán)利要求1或6所述的方法，其特征在于，其中所說氯氣或氯氧混合氣的通入時間為90-120分鐘。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述用于在中間包保溫的可燃疏松物包含稻草、麥秸、野草、玉米桿、樹葉、谷殼、木屑、木刨花。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述用于堵塞中間包澆口的疏松物包含浸濕的稻草、麥秸、野草、木刨花。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所說硅鐵水澆入常規(guī)容器中之后，待其冷卻凝固，進一步將該硅鐵破碎，篩取3-80mm的顆粒，然后用壓縮空氣將產(chǎn)品上附著的粉塵和3mm以下的顆粒吹去。
全文摘要
一種超低碳硅鐵的生產(chǎn)方法，包括把按常規(guī)方法生產(chǎn)的硅鐵水倒入帶有附加保溫層的中間包中，在保溫條件下通入氯氣20-180分鐘，通氣量為15-60kg/T(硅鐵)，停止通氣后，用疏松物將澆口堵住，蓋上中間包蓋，待出鐵時將疏松物打開一個小口以讓硅鐵水流出而將浮渣截留在中間包中。將冷卻后的硅鐵破碎并篩取3-80mm的顆粒，用壓縮空氣將產(chǎn)品附著的粉塵和3mm以下的顆粒吹去。該方法能穩(wěn)定地生產(chǎn)出C＜0.010％的硅鐵，工藝步驟簡單，成本低廉。
文檔編號C22C33/00GK1157858SQ9612009
公開日1997年8月27日 申請日期1996年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月17日
發(fā)明者張鐵錚, 李新亮 申請人:張鐵錚