專利名稱：新工藝制取鋁硅合金的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有色金屬冶煉工藝中的新方法，采用埋弧礦熱電爐從含鋁的礦石和硅石礦中直接制取鋁硅合金的新技術(shù)。
我國(guó)目前在機(jī)械制造、汽車(chē)工業(yè)、建筑行業(yè)等工業(yè)部門(mén)以及民用?？吹降蔫T造鋁合金都是用電解重熔鋁錠和工業(yè)硅熱熔兌制而得的。這樣從礦石到成品要經(jīng)過(guò)氧化鋁廠、電解鋁廠、工業(yè)硅廠、鋁合金廠等多道工序才能完成，能耗高使材料成本居高不下。而且這些工廠的基建費(fèi)用也很高，至今國(guó)內(nèi)還沒(méi)有采用電熱法將礦石直接冶煉出含鋁大于50％的鋁硅合金。
本發(fā)明的目的就是從礦石中采用電熱法從含鋁的礦物中直接制得含鋁60-70％的粗鋁硅合金，再經(jīng)處理后得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)牌號(hào)的鋁硅合金，這樣可節(jié)省大量的基建費(fèi)用，節(jié)能降耗，低投入高產(chǎn)出，為我國(guó)鋁工業(yè)生產(chǎn)方法闖出一條新路。
該工藝技術(shù)基本流程是將含鋁、硅礦(鋁土礦、硅石礦、高嶺土等)和還原劑(煤、石油焦)、粘結(jié)劑(紙槳廢液、粘土)磨粉、配料、混捏、制團(tuán)、干燥后再進(jìn)礦熱爐內(nèi)進(jìn)行高溫冶煉，制得含鋁60-70％的鋁硅粗合金。再經(jīng)精煉、真空過(guò)濾、去渣除鐵、混合、稀釋、鑄錠而制得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的鋁硅合金。(詳見(jiàn)附

圖1)其中，在本發(fā)明所提供的工藝中，原料之一的鋁礦石中的Al2O3的含量在75％以上，硅石礦含SiO2在98％以上。但原料中的有害雜質(zhì)如鐵、鈦等在熔煉中均能帶入產(chǎn)品，因此，原料中的雜質(zhì)成份必須加以嚴(yán)格控制。
其中，在本發(fā)明所提供的工藝中，對(duì)另一原料還原劑碳，要求其在高溫下，除具有較高的電阻率和還原能力外，灰份有害雜質(zhì)要少，制團(tuán)性能要好。
其中，在本發(fā)明所提供的工藝中，鋁土礦石、還原劑細(xì)磨制成團(tuán)，其中對(duì)于團(tuán)塊爐料的要求是團(tuán)塊應(yīng)具有較高的還原速度和反應(yīng)能力。
其中，在本發(fā)明所提供的工藝中，爐料應(yīng)有較大的電阻率、足夠的機(jī)械強(qiáng)度和保證團(tuán)塊的干燥程序，干燥時(shí)使團(tuán)塊水份低于1％。
其中，在本發(fā)明所提供的工藝中，正確而均勻的配料是生產(chǎn)鋁硅合金的先決條件，其中鋁硅比應(yīng)在m=2左右。如果添加的還原劑過(guò)高，則使?fàn)t料不能完全熔化，其結(jié)果粘度大，不能正常生產(chǎn)。過(guò)低會(huì)使三氧化二鋁不能完全反應(yīng)、還原，因此，三氧化二鋁和碳的用量配比，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量起著決定性的作用，正確配比是礦物中的三氧化二鋁和碳的重量比為74∶26-90∶10，優(yōu)選配比為88∶12，即還原一份氧化鋁需0.176-0.126份還原劑這樣可產(chǎn)出含鋁量高達(dá)78％以上。原料制備工序見(jiàn)附圖2。
本發(fā)明中，所涉及的生產(chǎn)設(shè)備為功率大于10MVA的三相三極式電弧爐和小于或等于10MVA的直流電弧爐，生產(chǎn)反應(yīng)溫度要求控制在1900-2200℃。在電弧爐中進(jìn)行熔煉，要求電極要埋的深，電壓要低且電流要大(其比值大于500)，熱量集中在爐堂下部，爐底單位功率密度大于600KW/m2，電極的位置要低而穩(wěn)定，爐料繞電極均勻下降，氣體從錐型爐料面排出，鋁硅粗合金定期從爐嘴放出。功率在16.5MVA以上流口可常開(kāi)。低而穩(wěn)定在插入爐料2.0m的電極位置是提高產(chǎn)量和降低電耗的重要條件。
本發(fā)明中，所涉及的直流電爐工作直流電壓50-80V，電流36-100KA。
本發(fā)明中，所涉及的精煉采用溶劑精煉的方法，加入一定比例的精煉劑(44％的冰晶石、47％鈉鹽、9％的鉀鹽)，到適當(dāng)時(shí)間，采用真空過(guò)濾，去渣，除鐵、混合稀釋、鑄錠。濾渣可重新熔化配制煉鋼用脫氧劑。本發(fā)明所提供的新工藝與國(guó)內(nèi)外電解熔兌法相比，減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高電能利用率，建廠投資少，耗電少，成本低，經(jīng)濟(jì)效益好。具體噸鋁硅合金成本提供如下鋁礦石3噸×80元=240元，石英石0.7噸×80元=56元，炭0.5噸×220=110元，電耗3000元，電極800元，藥劑850元，人工費(fèi)800元，折舊費(fèi)500元，管理費(fèi)400元，稅務(wù)1600元，合計(jì)8356元。
權(quán)利要求
1.新工藝制取鋁硅合金是將鋁土礦、硅石礦、高嶺土等含氧化鋁、氧化硅的礦石和還原劑炭磨細(xì)到一定粒度，按Al2O3/SiO2加入粘結(jié)劑和水?dāng)D壓成團(tuán)，在不超過(guò)150℃的條件下干燥，置入1900-2200℃的電爐中熔煉2.5-4小時(shí)。出爐后在抬包中加入精煉劑精煉(44％的冰晶石、47％納鹽、9％的鉀鹽)真空過(guò)濾除渣、除鐵、混合、稀釋后鑄錠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型工藝，其中礦物中的三氧化二鋁和炭的重量比為74∶26-90∶10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型工藝，其中三氧化二鋁和炭的重量比優(yōu)選為88∶12。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型工藝，其中所述的精煉劑組成的44％的冰晶石、47％鈉鹽、9％的鉀鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型工藝，其中所述的精煉劑的用量為按噸鋁合金藥劑量的10％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新工藝，主要設(shè)備為三相交流礦熱爐容量大于10MVA。直流礦熱爐容量小于或等于10MVA，直流工作電壓在50-100V，工作電流36-100KVA。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝生產(chǎn)含鋁達(dá)到50-70％粗鋁硅合金中，原料選用鋁土礦、高嶺土、硅石礦、煙煤、石油焦等的配料鋁硅比為2。
全文摘要
新工藝制取鋁硅合金是分別將含鋁、硅的原料礦石和還原劑炭磨細(xì)到一定粒度,加入粘結(jié)劑、水?dāng)D壓成團(tuán),在不超過(guò)150℃的條件下干燥,置入礦熱電爐中熔煉。2－4小時(shí)出爐后在抬包中加入精煉劑精煉,真空過(guò)濾除渣、除鐵、混合、稀釋鑄錠。原料中三氧化二鋁和炭的重量比為74∶26－90∶10;精煉劑組成為44%的冰晶石、47%鈉鹽、9%的鉀鹽;其用量為每噸10%。交流礦熱爐功率應(yīng)大于10MVA,直流礦熱爐容量可小于或等于10MVA。
文檔編號(hào)C22C1/02GK1314498SQ01109320
公開(kāi)日2001年9月26日 申請(qǐng)日期2001年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月1日
發(fā)明者李文聯(lián), 郝罘淵 申請(qǐng)人:李文聯(lián), 郝罘淵