專(zhuān)利名稱(chēng)：一種鐵水降硅的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵水熔煉領(lǐng)域，特別涉及一種鐵水降硅操作方法。
背景技術(shù)：
目前為了降低鑄鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，在鐵水熔煉過(guò)程中大量使用各種廢舊爐料，從而帶來(lái)的主要技術(shù)問(wèn)題就是“硅”含量超標(biāo)。在鐵水熔煉過(guò)程中，“硅”元素主要以固溶游離態(tài)及氧化態(tài)兩種方式存在于鐵水當(dāng)中。氧化態(tài)化合物中“硅”元素不溶于鐵水，存在于爐渣當(dāng)中，可以通過(guò)扒渣操作方法將氧化態(tài)的“硅”元素去除；而以固溶游離態(tài)形式存在于鐵水中的“硅”元素，如果能夠?qū)⑵洹把趸?，生成不溶于鐵水的SiO2而進(jìn)入到爐渣中，再通過(guò)扒渣操作方法將SiO2排除鐵水體外，可實(shí)現(xiàn)鐵水降硅操作目的。促使“硅”元素被“氧化”的途徑有兩種:直接氧化法和間接氧化法。直接氧化法:保持鐵水熔煉環(huán)境氣氛為氧化性氣氛(或直接向鐵水中吹氧操作)，環(huán)境狀態(tài)下富“氧”與鐵水中的硅元素直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成SiO2變成爐渣后再及時(shí)從鐵水中排除，可實(shí)現(xiàn)降硅操作；間接氧化法:促使鐵水中“硅”元素與其它氧化物(或向鐵水中噴吹與添加降硅粉劑)間接發(fā)生“氧化-還原”反應(yīng)，生成SiO2變成爐渣后再及時(shí)從鐵水中排除，也可實(shí)現(xiàn)降硅操作。比較兩種降硅操作方法:直接氧化法在降硅的同時(shí)，由于氧化性環(huán)境氣氛不易控制，在“氧化”娃元素的同時(shí)，伴隨之鐵水中鐵元素及其它親氧元素也將同時(shí)被氧化。“富氧”鐵水與非金屬氧化物的存在，會(huì)極大降低鐵水綜合質(zhì)量性能；間接氧化法降硅操作，技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)在于正確選取硅元素與氧元素親和力大，且又不能夠與“鐵”元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的降硅材料?，F(xiàn)有技術(shù)中，多是在爐內(nèi)采用噴吹、吹氧、填加脫硅材料，或在爐外隨流降硅，這些操作方法的弊端有:1)工藝 操作復(fù)雜、降硅成本高(設(shè)備成本與材料成本)、降硅效果不穩(wěn)定、鐵水氧化燒損不容易控制；2)爐內(nèi)降硅時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物——爐渣不容易去除；3)殘余降硅材料的存在和鐵水氧化燒損程度控制不當(dāng)，可造成鐵水綜合質(zhì)量下降；4)爐外流槽降硅，反應(yīng)不平穩(wěn)，很大程度受到鐵水流速與降硅材料是否完全充分反應(yīng)影響，容易導(dǎo)致降硅效果的不穩(wěn)定。“高爐鐵水預(yù)處理脫硅的方法(專(zhuān)利號(hào)；02153413.6) ”、“一種鐵水脫硫低硅鐵水的制造方法(專(zhuān)利號(hào)=03802274.5) ”、“含高鉻鐵水降硅工藝(專(zhuān)利號(hào)200610028377.3) ”、“鐵水爐前大幅脫硫或同時(shí)三脫徹底解放高爐和轉(zhuǎn)爐”(專(zhuān)利號(hào):200510071571.5)，或在爐內(nèi)采用噴吹、吹氧、填加脫硅材料，或在爐外隨流降硅，這些操作方法最大的共同點(diǎn)僅對(duì)鐵水進(jìn)行氧化降硅操作，未從實(shí)質(zhì)上論及鐵水過(guò)氧化該如何處理，按上述方法降硅后的鐵水僅作為煉鋼主料，不可直接澆注產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鐵水降硅的操作方法，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，滿(mǎn)足降硅操作簡(jiǎn)單、成本低、降硅效果好的要求，解決間接氧化法導(dǎo)致的鐵水過(guò)氧化問(wèn)題，保證鐵水綜合質(zhì)量性能不下降，處理后的鐵水硅含量穩(wěn)定可直接用于澆注鑄鐵產(chǎn)品。本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:一種鐵水降硅的操作方法，先在中間包內(nèi)對(duì)降硅鐵水進(jìn)行間接氧化降硅操作，然后將降硅處理后的鐵水重回熔煉爐進(jìn)行還原操作，在熔煉爐內(nèi)對(duì)鐵水進(jìn)行微增硅或微增錳精煉處理，解決鐵水過(guò)氧化問(wèn)題，其具體操作步驟如下:I)先在中間包底按降硅當(dāng)量比例施放Na2CO3粉末和氧化鐵皮，將1420 1520°C鐵水沖入中間包內(nèi)，待鐵水全部倒入中間包內(nèi)反應(yīng)結(jié)束后,扒凈鐵水表面浮渣,再將鐵水折回熔煉爐，所述氧化鐵皮為干燥、粉碎后的軋鋼副產(chǎn)品，其主要成分為FeCKFe2O3和Fe3O4,其中FeO含量占80%以上，粒度0.5 15_，所述Na2CO3粉末粒度< 0.5mm ；加入Na2CO3粉末的目的是利用高溫鐵水與Na2CO3粉末瞬間接觸發(fā)生分解反應(yīng)Na2CO3 = Na2CHCO2丨，生成的CO2氣體使鐵水沸騰攪動(dòng)氧化鐵皮在鐵水中彌散分布，促使氧化鐵皮與鐵水中硅元素充分接觸，實(shí)現(xiàn)[Si]+2(0) — (SiO2)化學(xué)反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)鐵水降硅的目的。向中間包沖入鐵水的過(guò)程中，更有利保證降硅鐵水與氧化鐵皮充分混合，連續(xù)發(fā)生“氧化-還原”反應(yīng)。2)在熔煉爐內(nèi)向鐵水中加入硅鐵合金或錳鐵合金進(jìn)行精煉操作，目的是還原步驟
I)中的過(guò)氧化狀態(tài)的鐵水，其增硅或增錳目標(biāo)僅為鐵水的0.04 0.05%，這樣處理后的鐵水能保持總降硅效果不變的前提下直接澆注產(chǎn)品。所述降硅當(dāng)量為0.05 0.12%時(shí)對(duì)應(yīng)施放8 15Kg/t.鋼氧化鐵皮和0.3 0.6Kg/t.鋼 Na2CO3 粉末。

所述Na2CO3粉末和氧化鐵皮的施放順序是先放Na2CO3粉末，然后再放氧化鐵皮。在降硅操作過(guò)程中氧化鐵皮和Na2CO3粉末的加料順序不同，降硅效果是不一樣的，先加氧化鐵皮后加Na2CO3粉末，可能導(dǎo)致氧化鐵皮不能完全與鐵水發(fā)生。Na2CO3粉末與高溫鐵水接觸發(fā)生分解反應(yīng)，生成的CO2氣體覆蓋在氧化鐵皮表面，將致使氧化鐵皮表面鈍化，影響氧化鐵皮與鐵水中硅充分發(fā)生[Si]+2 (O) — (SiO2)化學(xué)反應(yīng)，或一部分氧化鐵皮根本就不反應(yīng);所述Na2CO3粉末和氧化鐵皮在施放前充分混合均勻，利用Na2CO3粉末將氧化鐵皮顆粒分離開(kāi)來(lái)，更有利促使氧化鐵皮與鐵水中硅元素反應(yīng)，該該方案最好，但操作前提是Na2CO3粉末和氧化鐵皮必須充分混合，否則也會(huì)影響降硅效果。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:1)在中間包內(nèi)添加Na2CO3粉末和氧化鐵皮后采用鐵水直接沖入法，利用鐵水與Na2CO3粉末接觸產(chǎn)生自沸騰效應(yīng)，確保鐵水中的硅元素與氧化鐵皮充分發(fā)生“氧化-還原反應(yīng)”，本發(fā)明可對(duì)任何含硅量鐵水實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)降硅。2)鐵水降硅工藝操作簡(jiǎn)單，降硅效果好，降硅成本低。3)在爐內(nèi)增加“增硅或增錳”操作環(huán)節(jié)，解決了降硅后鐵水過(guò)氧化問(wèn)題，能有效保證降硅鐵水綜合質(zhì)量性能如含氧量、鐵水激冷性、流動(dòng)性的穩(wěn)定，處理后的鐵水可直接用于澆注鑄鐵產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1
以一次性處理22.54噸含硅鐵水為例，選用的氧化鐵皮為干燥、粉碎后的軋鋼副產(chǎn)品，其主要成分為FeO、Fe2O3和Fe3O4，其中FeO含量占80%以上，粒度0.5 15mm，所述Na2CO3粉末粒度< 0.5mm。當(dāng)爐前硅含量2.52%,目標(biāo)控制硅含量為1.15%時(shí)，將1420 1520°C高溫鐵水直接出在底部加有一定量的氧化鐵皮和Na2CO3粉末均勻混合物的中間包中，待反應(yīng)平穩(wěn)扒凈鐵水浮渣，取樣化驗(yàn)鐵水硅含量為1.13%，再將鐵水折回熔煉爐，在熔煉爐內(nèi)向鐵水中加入一定量75%的硅鐵合金，精煉后鐵水終硅為1.15%。以噸鐵水加入IOKg氧化鐵皮、0.4KgNa2C03粉末和精煉增硅0.05%為目標(biāo)，噸鐵水實(shí)際降硅0.12%計(jì)算，其中:氧化鐵皮添加量為:(2.52-1.15) % /0.12% *22.54 噸 *10Kg/ 噸鐵水=2573Kg,Na2CO3粉末添加量為:(2.52-1.15) % /0.12% *22.54 噸*0.4Kg/噸鐵水=103Kg,75% 的硅鐵合金添加量為:22.54 噸 *0.05% /75%= 15.03Kg。實(shí)施例分析:在降硅操作過(guò)程中精煉還原計(jì)劃增硅0.05%，實(shí)際精煉還原增硅0.02%，這可能與添加硅鐵回收率或成分波動(dòng)有關(guān)，未達(dá)到實(shí)際增硅量；也有可能有0.03%硅參與鐵水中“富氧”反應(yīng)。生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，降硅后鐵水有必要進(jìn)行精煉增硅脫氧操作，保證鐵水綜合性能不變。在全程降硅與增硅操作中，硅含量成分波動(dòng)0.02%，可忽略不計(jì)，按噸鐵水加入IOKg氧化鐵皮、0.4KgNa2C03粉末和精煉增硅0.05%加入75%硅鐵，噸鐵水實(shí)際降硅可達(dá)
0.12%。實(shí)施例2對(duì)3.2噸鐵水，爐前硅含量1.85%，目標(biāo)控制硅含量為0.63%，選用的氧化鐵皮為干燥、粉碎后的軋鋼副產(chǎn) 品，其主要成分為FeO、Fe2O3和Fe3O4，其中FeO含量占80%以上，粒度0.5 15mm，所述Na2CO3粉末粒度< 0.5mm。將1420 1520°C高溫鐵水直接出在鐵水包中，鐵水包底層為NaCO3粉末，頂層為氧化鐵皮，待反應(yīng)平穩(wěn)扒凈鐵水浮渣后，取樣化驗(yàn)鐵水硅含量為0.62%。在精煉爐中加入75%的硅鐵，10分鐘后，取樣化驗(yàn)成品鐵水硅含量為0.63%，以噸鐵水實(shí)際降硅量為0.12%計(jì)算，其中:氧化鐵皮添加量為:(1.85-0.63) % /0.12% *3.2 噸 *10Kg/ 噸鐵水=325Kg，Na2CO3 粉末添加量為:(1.85-0.63) % /0.12% *3.2 噸 *0.4Kg/ 噸鐵水=13Kg,75%的硅鐵合金添加量為:3.2噸*0.05% /75%= 2.1Kgo實(shí)施例分析:在降硅操作過(guò)程中原則上遵循氧化鐵皮噸鐵水添加量10Kg、Na2CO3粉末噸鐵水添加量0.4Kg、精煉過(guò)程中按0.05%增硅還原鐵水中“富氧”成分，可基本保持平穩(wěn)降硅
0.12 %的目標(biāo)。值得提及的是:實(shí)施例2中鐵水降娃后精煉增娃由0.62 %達(dá)0.63 %,僅提高0.01%，說(shuō)明原鐵水降硅越低，降硅后鐵水越“富氧”，越需增硅脫氧技術(shù)處理，才可保證鐵水綜合質(zhì)量不發(fā)生變化。
權(quán)利要求
1.一種鐵水降硅的操作方法，其特征在于，先在中間包內(nèi)對(duì)降硅鐵水進(jìn)行間接氧化降硅操作，然后將降硅處理后的鐵水重回熔煉爐進(jìn)行還原操作，在熔煉爐內(nèi)對(duì)鐵水進(jìn)行微增硅或微增錳精煉處理，解決鐵水過(guò)氧化問(wèn)題，其具體操作步驟如下: 1)先在中間包底按降硅當(dāng)量比例施放Na2CO3粉末和氧化鐵皮，將1420 1520°C鐵水沖入中間包內(nèi)，待鐵水全部倒入中間包內(nèi)反應(yīng)結(jié)束后,扒凈鐵水表面浮渣,再將鐵水折回熔煉爐，所述氧化鐵皮為干燥、粉碎后的軋鋼副產(chǎn)品，其主要成分為FeO、Fe2O3和Fe3O4，其中FeO含量占80%以上，粒度0.5 15_，所述Na2CO3粉末粒度< 0.5mm ； 2)在熔煉爐內(nèi)向鐵水中加入硅鐵合金或錳鐵合金進(jìn)行精煉操作，目的是還原步驟I)中的過(guò)氧化狀態(tài)的鐵水，其增硅或增錳目標(biāo)僅為鐵水的0.04 0.05%，這樣處理后的鐵水能保持總降硅效果不變的前提下直接澆注產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵水降硅的操作方法，其特征在于，所述降硅當(dāng)量為0.05 0.12%時(shí)對(duì)應(yīng)施放8 15Kg/t.鋼氧化鐵皮和0.3 0.6Kg/t.鋼Na2CO3粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵水降硅的操作方法，其特征在于，所述Na2CO3粉末和氧化鐵皮的施放順序是先放Na2CO3粉末，然后再放氧化鐵皮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鐵水降硅的操作方法，其特征在于，所述Na2CO3粉末和氧化鐵皮在施放前充分混合 均勻。
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵水熔煉領(lǐng)域，特別涉及一種鐵水降硅操作方法，其特征在于，先在中間包內(nèi)對(duì)降硅鐵水進(jìn)行間接氧化降硅操作，然后將降硅處理后的鐵水重回熔煉爐進(jìn)行還原操作，在熔煉爐內(nèi)對(duì)鐵水進(jìn)行微增硅或微增錳精煉處理，解決鐵水過(guò)氧化問(wèn)題。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)利用鐵水與Na2CO3粉末接觸產(chǎn)生自沸騰效應(yīng)，確保鐵水中的硅元素與氧化鐵皮充分發(fā)生反應(yīng)，能對(duì)含硅鐵水實(shí)現(xiàn)有目標(biāo)降硅。2)鐵水降硅工藝操作簡(jiǎn)單，降硅效果好，降硅成本低。3)在爐內(nèi)增加“增硅或增錳”操作環(huán)節(jié)，解決了降硅后鐵水過(guò)氧化問(wèn)題，能有效保證降硅鐵水綜合質(zhì)量性能如含氧量、鐵水激冷性、流動(dòng)性的穩(wěn)定，處理后的鐵水可直接用于澆注鑄鐵產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C21C1/04GK103160631SQ201110425330
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月17日
發(fā)明者劉紹昌, 馬忠輝, 楊作平, 張福海, 杜立朝 申請(qǐng)人:鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司