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冶炼方法

阅读:14发布:2020-05-11

专利汇可以提供冶炼方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 所述的 硼 硅 铁 的 冶炼 方法,包括:1.用铁、 硼化物 、硅石为主体原料,以炭为还原剂、 碳 水 化合物作疏松剂,根据需要生产的硼硅铁的成分,确定铁、硼化物和硅石的用料比例;2.冶炼炉内 温度 保持在1900℃-2300℃之间,反应时间为3.5h-8h;3.冶炼方法为埋弧法。该方法用碳作还原剂,可以在矿热炉中用埋弧法冶炼,其原料选择广,使硼和硅能按需求控制还原,产品的品质稳定,产量大,节约 能源 ,没有废渣、 废水 排出,生产成本较低。用矿热炉冶炼硼硅铁可根据生产规模,确定矿热炉的功率参数,选择易于采购的原材料,针对要生产的硼硅比例,制订合理的配比,即可生产出合格的产品。,下面是冶炼方法专利的具体信息内容。

1.冶炼方法,其特征是,包括:A、用铁、硼化物、硅石为主体原料,用炭作还原剂、化合物作疏松剂,根据需要生产的硼硅铁的成分,确定铁、硼化物和硅石的用料比例;B、冶炼炉内温度保持在1900℃-2300℃之间,反应时间为3.5h-8h;C、冶炼方法用埋弧法。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征是所述冶炼炉为矿热炉,所述硼化物、硅石、炭的粒度小于100mm,其下限应保证炉内的良好透气性,铁和碳水化合物的尺寸根据冶炼炉的直径确定,以不会造成炉内架空为准,一般在30cm以下为宣。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征是所述铁使用铁屑、废铁边料、化铁、铁矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征是所述硼化物是三氧化二硼、硼砂、硼酸、硼矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征是所述炭是石油焦焦炭木炭中的任意一种,或者它们的任意组合。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征是所述碳水化合物采用锯末、木、木片、烧火材段、农作物秸杆,如玉米秸、高梁秸及甘蔗轧糖后的茎杆等中的任意一种,或者它们的任意组合。

说明书全文

冶炼方法

技术领域

发明涉及铁基合金的冶炼方法,具体地说,涉及硼硅铁的冶炼方法。

背景技术

硼硅铁又称为硅硼铁,主要用于生产非晶态合金、铁冶炼和铸造行业。目前冶炼硼硅铁的原料主要是用硼砂、二化硼、硼铁与硅铁,在中频炉内采用熔兑法冶炼,使得成本高、能耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种节约能源、成本低的硼硅铁的冶炼方法。
本发明所述的涉及硼硅铁的冶炼方法,包括:1.用铁、硼化物、硅石为主体原料,用炭作还原剂、化合物作疏松剂,根据需要生产的硼硅铁的成分确定铁、硼化物和硅石的用料比例;2.冶炼炉内温度保持在1900℃-2300℃之间,反应时间为3.5h-8h;3.冶炼方法用埋弧法。
所述冶炼炉为矿热炉,所述硼化物、硅石、炭的粒度小于100mm,其下限应保证炉内的良好透气性,铁和碳水化合物的尺寸根据冶炼炉的直径确定,以不会造成炉内架空为准,一般在30cm以下。
其中,所述铁选用铁屑、废铁边料、氧化铁或铁矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述硼化物是三氧化二硼、硼砂、硼酸或硼矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述炭是石油焦焦炭木炭中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述碳水化合物采用锯末、木、木片、烧火材段或农作物秸杆中的任意一种,或者它们的任意组合。
本发明所述的方法用碳作还原剂,可以在矿热炉中用埋弧法冶炼,其原料选择广,产品的品质稳定,产量大,节约能源,没有废渣、废水排出,生产成本较低。用矿热炉冶炼硼硅铁可根据生产规模,确定矿热炉的功率参数,选择易于采购的原材料,针对要生产的硼硅比例,制订合理的配比,即可生产出合格的产品。

具体实施方式

本发明所述的方法,包括:1.原料采用铁、硼化物、硅石、炭、碳水化合物。其中铁、硼化物、硅石为主体原料,用炭作还原剂,将硼和硅还原与铁结合为硼硅铁。碳水化合物作疏松剂,在冶炼过程中保证透气性及参与部分还原反应。根据需要生产的硼硅铁产品的成分,确定铁、硼化物和硅石的用料比例。
2.冶炼炉内温度保持在1900℃-2300℃之间,反应时间为3.5h-8h。
3.冶炼方法为埋弧法。
由于用碳水化合物作疏松剂,因此所述冶炼炉可以用矿热炉。所述硼化物、硅石、炭的粒度不宜大于100mm,但也不宜过细,以保证炉内的良好透气性为准。铁和碳水化合物的尺寸根据冶炼炉的直径确定,以不会造成炉内架空为准,一般在30cm以下为直。
所述铁可以使用铁屑、废铁边角料、氧化铁、铁矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述硼化物可以是三氧化二硼、硼砂、硼酸、硼矿石中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述炭可以是石油焦、焦炭、木炭中的任意一种,或者它们的任意组合。
所述碳水化合物可以采用锯末、木块、木片、烧火材段、农作物秸杆,如玉米秸、高梁秸及甘蔗轧糖后的茎杆等中的任意一种,或者它们的任意组合。
本发明所述的方法适宜生产含硼3%-19%(重量比,下文相同),含硅6%-40%,其余为铁和不可避免杂质的硼硅铁。
下面以生产100kg硼硅铁为例,根据需要生产的硼硅铁中硼的含量,可以用下面公式计算各种原料用量(kg):B2O3用量=(B2O3原子量×合金含硼量)÷(2B原子量×B2O3纯度×B2O3还原率)式中:B2O3是三氧化二硼,合金含硼量,即所需生产的硼硅铁中需要含的硼量;B2O3纯度为百分数,不同的硼化物中所含的B2O3的纯度是不同的,必需根据所选用的材料确定,同样,B2O3还原率也是不同的。一般在硼化物中,硼以三氧化二硼形式存在,由此可得出所用的硼化物的用量。
硅石用量可以用下面公式计算:硅石用量(kg)=(SiO2原子量×合金含硅量)÷(Si原子量×硅石含SiO2量×SiO2还原率)SiO2是二氧化硅,合金含硅量,即所需生产的硼硅铁中需要含的硅量;硅石的产地不同所含的B2O3的量是不同的,其还原率也是不同的,必需根据所选用的材料确定。
炭用量可以通过下面的计算公式来确定:炭用量(kg)=(3C原子量×合金含B量÷2B原子量+2C原子量×合金含Si量÷Si原子量-碳水化合物量×碳水化合物含碳量×碳水化合物烧损量-电极增碳量)×碳过剩系数÷炭中的含碳量其中,C是碳原子,碳水化合物含碳量、碳水化合物烧损量和炭中的含碳量根据选用的原料确定;电极增碳量根据选择的电炉确定;碳过剩系数于电炉的类型、规模、生产稳定性有关。
碳水化合物的用量为合金设计量。所谓设计量是硼硅铁的计算基准量,以100公斤硼硅铁为例,其碳水化合物用量为100公斤。
上述各种用量均可有一定的调节范围:碳水化合物波动范围90%~130%;B2O3波动范围是计算量的±5%;硅石波动范围是计算量的±3%;炭波动范围是计算量的±6%;铁波动范围是计算量的±2%。
下面以生产100kg硼硅铁为例,采用废铁边角料、硅石、石油焦、木片为原材料,先将硼酸脱水成三氧化二硼,其配料比如下:下面列举几个具体实施例:实例1生产含B3%,Si6%的硼硅铁,其用料配比(单位kg):三氧化二硼    硅石    铁    石油焦    木片10            15      91    2         90实例2生产含B4%,Si21%的硼硅铁,其用料配比(单位kg):三氧化二硼    硅石    铁    石油焦    木片14            50      75    22        90实例3生产含B5%,Si25%的,Fe27%硼硅铁,其用料配比(单位kg):三氧化二硼    硅石    铁     石油焦    木片17            56      27     19        100实例4生产含B19%,Si40%,Fe41%的硼硅铁,其用料配比(单位kg):三氧化二硼     硅石    铁      石油焦    木片67             92      41      50        110将上述原料混合均匀,投入矿热炉内冶炼,冶炼4小时后出炉。出炉温度控制在1900℃左右,即可生产出相应合格的硼硅铁。从上述实施例中看出,其原材料的总重量超过100kg,但在这些材料中含有其它元素,在冶炼过程中被烧失及部分渣子排出回炉。
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