利用6300﹢kVA﹢矿热炉生产硅铝钡合金工艺技术介绍.pdf

第 卷第 期 年 月 甘肃冶金 ， 文章编号：- （）- - 利用 矿热炉生产硅铝钡合金工艺技术介绍 严宝年 （嘉峪关大友企业公司铁合金厂，甘肃嘉峪关） 摘要：硅铝钡是一种复合合金脱氧剂，广泛应用在炼钢工业，具有较强的脱氧、脱硫效果，可改变钢液中夹杂形态 的分布，细化晶粒，改善钢的加工性能，提高钢材质量。 使用硅铝钡合金比单独使用铝块和硅钡合金利用率高，炼 钢成本降低，具有较好的经济效益。 关键词：硅铝钡；冶炼工艺；成本 中图分类号：文献标识码： The Use of kVA Submerged Arc Furnace Production of Si- Al- barium Alloy Technology Introduced - （ ， ，） Abstract： ， ， ， ， ， - ， - ， - ， Key Words：； ； 1生产硅铝钡合金的必要性 铁合金行业由于能耗高、污染严重，一直是国家 限制发展的产业。 同时，我厂现有 台 矿 热炉，已不能达到和符合国家相关产业政策要求，属 于将被强行关停的铁合金企业，企业的可持续发展 问题面临空前的严峻局面。 面对以上不利局面，在公司主管领导的统一指 挥下，我厂积极动员相关技术人员，经过再三研讨， 决定在现有设备设施的基础上，以现有产品为基础， 开发相关特种铁合金产品，并逐步加大特种铁合金 产品的份额，以实现铁合金厂“合金特种化”的战略 目标，打破我厂现有的单一产品的不利局面，为企业 开辟新的经济增长点，同时为企业的可持续发展奠 定基础。 2相关工艺技术条件及依据 2 1、 元素相关物化数据（表 1） 表 、 元素相关物化数据 元素 相对原子量 蒸汽压 熔点 沸度 密度 X 在铁液中的溶解度 在铁液中与 平衡的活度积 在铁液中与 平衡的活度积 拻 _换 行 8 - - 拻拻 _换 无限 - 2 2设备及基础条件 我厂选用 矿热炉作为冶炼硅铝钡合金的 主设备，炉工艺参数合理，电极、炉况等较其他炉 台易于操作，指标易于控制。 矿热炉相关人员，曾从事过硅钡合金的冶 炼，具备一定的冶炼技术及经验。 炉设备运行率高，具备冶炼硅铝钡合金的 设备条件。 2 3原料要求 硅石：， ， 。 硅石要有良好的抗爆性，硅石粒度要求在 。 焦炭：固定碳，灰分，水分 （水分含量高会造成白灰粉化变质），粒度 ，两种粒度焦炭视炉况按比例配 加。 重晶石：（）。 原料 要清洁，不得粘有泥土和其它外来杂质。 废钢：不得携带密闭铁质容器、不能附带油 污、泥沙等杂物。 铝锭：要求 含量大于 。 钢屑：碳素钢屑， 含量大于 ，长度小于 ，最好为 。 2 4硅铝钡合金产品牌号及成分（表 2） 表 硅铝钡合金产品牌号及成分 牌 号 化学成分 其他 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 潩墘 , 痧 痧 余量 我厂产品标准潩墘u, 痧 痧 余量 3工艺操作 3 1生产方法 硅钡合金生产方法 采用混合加料法，即将所需的原料按配比计量， 混合均匀加入炉内。 视炉况情况还可采用“抽加重 晶石法”，即将一炉料中的重晶石用量的 单独 堆放于炉台上，根据料批和需要加到电极周围沉料 的凹坑处，特别是上抬的一项电极要多加些，余下的 重晶石和其他原料混合均匀，分期、分批的加入炉 内。 硅铝钡合金生产方法 利用矿热炉生产的硅钡合金，出炉时在铁水包 内加铝锭及废钢，采用热熔的方法，生产硅铝钡合 金。 3 2冶炼原理 硅钡合金冶炼原理 本工艺采用碳热法生产硅钡合金，即将配好的 原料：硅石、重晶石、钢屑（氧化铁）和焦炭等，分批 次、视炉况情况加入矿热炉内，在温度高达 时进行反应生成硅钡合金。 总的反应可表示为： 硅铝钡合金的产生 出炉前根据前期出炉情况，将整理好的废钢及 铝锭，按规定（计算）重量加入铁水包内预热，烘干 水分，出炉时高温“铁水”（硅钡合金）流入铁水包 内，将废钢及铝锭冲熔，即产生硅铝钡合金。 3 3冶炼操作 正确配料 炉料必须按规定配比准确称量，误差要小于 。 炉料上炉台后要混匀、平坦、均匀地入炉。 合理供电 配电操作要严格按电炉供电制度供电：送电前 先将三相电极提起后方可送电，三相电流表应保持 平衡，最大波动不超过 ；在冶炼过程中三相电 极要深而稳地插入炉料中，避免电弧外露；要做到满 负荷供电，不能低负荷供电或长时间高负荷供电；选 用合适的二次电压供电，以利于电极下插。 规范冶炼操作 每班必须要确保电极的下放次数，确保电极工 作端长度达 以上；出铁和下放电极后，应迅速 进行大捣炉，捣炉操作应迅速彻底，但不宜大翻膛， 以避免热量损失；遵守正常的操作程序：沉料、攒热 料、加新料、焖、扎、盖，以确保正常的焖烧时间，减少 刺火，提高、 元素的回收率；出炉铁前 左 右，将三相电极炉料沉实，加入新料呈平顶锥体形 状，焖烧待出铁。 3 4出炉及浇注操作 出炉操作 炉况正常时每 （包括出炉时间）出炉一次， 甘肃冶金第 卷 具体出炉时间安排在本炉最后一次集中加料 后进行；出炉时要尽量将炉眼烧大，并认真执行拉渣 操作，让炉渣随高温铁水排出炉外。 浇注操作 本工艺采用炉内冶炼硅钡合金，炉外加废钢及 铝锭，产生硅铝钡合金，工艺上存在废钢及铝锭融化 不彻底、合金成分不均匀等缺陷。 应对措施：利用其 他炉台热铁水包，热包内提前加入废钢及铝锭进行 烘干及预热；采用 次浇注法并提高浇注速度； 浇注期间进行“摇包”操作，避免废钢成分沉淀及合 金成分在包内偏析；控制浇注厚度，避免合金锭成分 偏析。 3 5硅铝钡合金生产工艺流程图（图 1） 图 硅铝钡合金生产工艺流程图 4工艺的实施过程 4 1前期生产存在的问题 电极消耗快，刺火严重，明弧操作频繁，炉口 温度高，操作难度大。 炉底“缺炭”严重，附加焦炭频繁，致使炉子 表面“炭大”，电极下插困难，刺火严重。 工人难以适应新的工艺要求，焖烧时间短，炉 子塌生料频繁，炉底上涨快，生产指标差。 合金成分偏析严重，合金锭晶体结构强度差， 疏松多孔，粉化现象严重。 4 2采取的措施 加强员工培训，理解并全面接受硅钡合金的 冶炼原理及工艺操作要求。 改变电极糊配方，确保电极烧结强度，以满足 新的工艺需求。 加强炉前对废钢及铝锭的预热、浇注采用 “揺包”的方式等，减轻合金成分的偏析程度。 炉料中适度配入钢屑（氧化铁），减少炉前废 钢的投入量，在着力解决好合金晶体结构差的同时， 降低硅铝钡合金的生产成本。 派员到相关生产厂家实习学习，查找我厂前 期工艺操作等方面存在的问题和不足，以全面提高 钡系合金冶炼技术水平。 4 3后期生产取得的成果 炉内冶炼硅钡合金， 含量高达 以上， 可实现炉外加废钢 炉，达到了预期的工艺技 术目标。 炉料中配入适量氧化铁，减少了炉外废钢的 投加量，在改善产品外在质量的同时，利于产品成本 的控制。 炉料中适当配入粒度为 的焦炭， 基本解决了炉底的“缺炭”问题。 硅铝钡合金平均耗电量， 可控制在 以内，产品的获利能力为硅铁产品的 倍 以上。 相关技术人员得到了锻炼和提高，在完成对 硅铝钡合金的冶炼任务的基础上，基本掌握了硅钡 钙、硅铝钡钙合金的冶炼原理和工艺方法。 5结论及建议 通过近两年的生产实践，我厂基本掌握了硅 铝钡合金的冶炼工艺，找出了生产中存在的问题和 可控制的工艺关键点，目前，可以进行工业化生产。 通过不断的学习、考察、对比、生产和营销实 践，认为开发并生产硅铝钡等钡系合金无论在市场、 技术、工艺、原料等方面都比较符合我厂实际。 硅铝钡等钡系合金性能，不仅能适应钢铁产 业的发展需求，而且具有较好的市场前景，产品的市 场需求和售价都比较理想。 目前，硅铝钡合金的生产工艺还不是十分完 善，生产的产品不是“勾兑法”就是较低水平的一次 还原法，生产工艺仍有相当大的拓展空间。 参考文献： 赵乃成，张启轩 铁合金生产实用手册 北京：冶金 工业出版社，： 李春德 铁合金冶金学 北京：冶金工业出版社， 收稿日期：- - 作者简介：严宝年（- ），男， 年重庆钢铁高等专科学校毕业。 现从事铁合金技术管理工作。 第 期严宝年：利用 矿热炉生产硅铝钡合金工艺技术介绍