專利名稱：高電阻高活性電爐爐料及其制法的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于化工、冶金電爐熔煉生產(chǎn)領域。
電爐熔煉是以電能為熱能能源，用炭作還原劑，將礦石還原而生產(chǎn)金屬、合金等。到目前為止，不論是礦熱爐、還是電弧爐，人們對電爐的供電設備和電爐的結(jié)構(gòu)研究較多，而對爐料的結(jié)構(gòu)則涉及很少，爐料通常采用天然富塊礦、燒結(jié)礦或加壓成型或滾動成型的單一團礦，還原劑為焦炭、熔劑為天然塊礦，按一定比例混合而成爐料，爐料粒度一般為5～40mm，其中焦炭粒度較小，礦物粒度較大;日本用廢渣作粘結(jié)劑，用碳酸化養(yǎng)生法生產(chǎn)加炭球團冶煉硅錳合金，但不是高電阻高活性的爐料，其目的在于解決粉料利用;采用上述爐料進行熔煉，存在有以下缺陷由于爐料某些組分比電阻偏小，且各組分的電阻相差懸殊，如30～5mm塊焦，比電阻為10～50Ω.cm，而生產(chǎn)鐵合金用的金屬鐵屑比電阻更低，且化學活性差、反應速度慢;由于爐料各組分粒度、比重不一，加上混合不均，產(chǎn)生偏析，從而造成料層短路，電爐熔池積炭，導致操作電壓降低，減少電極插入深度;爐料各組分粒徑級差大，料層透氣性不均，常發(fā)生刺火塌料，而且粒徑小于5mm的粉末不能直接利用，電爐熔煉電耗較大、熱效率低，反應效率低。
為了解決以上問題，本發(fā)明提供一種高電阻高活性的電爐爐料。
本發(fā)明提供的電爐爐料，是將礦物原料、還原劑和熔劑充分混勻后添加1～3%(干基計)的有機復合粘結(jié)劑，混合后，經(jīng)加壓成型為30×25×20mm的團礦，或者當?shù)V物原料粒度-200目大于60%時，可用圓盤造球機造成15～20mm的球形團礦。團礦經(jīng)150～200℃烘干或自然風干(水份小于1%)即可。高電阻有機復合粘結(jié)劑是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或風化煤粉碎至粒徑小于1mm，在20%的NaOH溶液中，攪拌30～40分鐘制得，攪拌溫度為90～100℃，并保溫使用。為了提高爐料的電阻，采用高電阻還原劑，如無煙煤、半焦、木炭等代替低電阻還原劑焦炭;對于礦物原料、還原劑、熔劑及添加劑，將其粉碎至粒度小于3mm，以增加其接觸電阻和比表面積，并且粒度越細，比電阻越高;對于原料的混合，采用高電阻原料與低電阻原料相互結(jié)合使用的方法，以形成相互嵌布的綜合體，從而提高比電阻和化學活性。
采用本發(fā)明的高電阻高活性電爐爐料熔煉，具有以下特點1.爐料中礦物原料、還原劑、添加劑粒度小，接觸面積大，比電阻高，較現(xiàn)有爐料提高5～1000倍以上，因而化學活性高、反應速度快;2.爐料中焦炭電阻相應提高到大于9×105Ωcm，3.用高電阻還原劑代替低電阻還原劑焦炭，并且加入高電阻的有機復合粘結(jié)劑，組成為多孔團聚的高阻爐料體系，爐料料層比電阻可以通過團礦的物理性能加以調(diào)整;4.綜合團礦粒度均勻，料層透氣性好，可有效地防止電爐發(fā)生刺火塌料，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量;5.與現(xiàn)有技術(shù)相比，操作電壓可提高20%以上，電極插入深度增加3～8倍，可抑制未熔化區(qū)-支路電流損耗，擴大坩堝區(qū)熔化范圍，提高熔化溫度，并能防止熔池積炭，因而可節(jié)電20～40%，單爐產(chǎn)量提高一倍以上，節(jié)約原材料消耗。
本發(fā)明適用于礦熱爐、電弧爐熔煉金屬、鐵合金屬、鋁合金以及黃磷等。
實施例1.以鐵屑或氧化鐵皮、硅石為礦物原料，用電爐冶煉硅鐵。將原料、還原劑破碎至粒徑小于3mm，按配料比配料，配合料初混后加入占配料量重的2%左右腐植酸鹽溶液，經(jīng)混合均勻后在輥式團壓機上制成30×20×25mm的團礦，再經(jīng)180℃的溫度干燥后即得成品爐料。團礦比電阻為315.113Ω.cm(塊礦比電阻為59.20Ω.cm)，添加50%的無煙煤代替焦粉配置作還原劑，團礦的比電阻為18.841×105Ω.cm，900℃高溫時團礦比電阻為86.88×105Ω.cm。成品爐料入爐粒度均勻，水份＜1%，機械強度好(抗壓強度＞80公斤/cm2，落下強度＞10次/米)，熱穩(wěn)定性高，比電阻大(＞105Ω.cm)。然后均勻合理布入電爐，必要時補加少量15～20mm的硅石或還原劑調(diào)整，操作電壓可相應提高20%以上，電極插入深度由原來100左右增加到400～800mm，達到節(jié)電、高效、低耗、經(jīng)濟的目的。
2.將電爐生產(chǎn)黃磷的原料、磷精礦、硅石和還原劑均破碎粒度＜3mm，按配料比配料，初混后加入自制腐植酸鹽水溶液粘結(jié)劑(有效成分干基用量2～3%)，混勻后在造球機上制成15～20mm的球團。濕團礦經(jīng)180℃溫度干燥后得成品綜合爐料。制備的綜合黃磷團礦比電阻為ρ＝22.232×105Ω.cm，采用50%的無煙煤粉代替焦粉配量作還原劑，團礦比電阻為ρ＝102.314×105Ω.cm。黃磷電爐應用高比電阻、高活性的綜合團礦熔煉，同樣可以提高操作電壓20%以上，增加電極插入深度3～8倍;節(jié)電30%，還可以提高磷酸鹽的還原率，增加單爐產(chǎn)量和提高產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種電爐爐料，是將礦物原料、還原劑和熔劑添加有機復合粘結(jié)劑混勻后，加壓成型或滾動成型綜合團礦，經(jīng)干燥后用于電爐還原熔煉或還原揮發(fā)熔煉，其特征在于a.所述的有機復合粘結(jié)劑是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或風化煤制得的腐植酸鹽溶液，按配料比計算，添加量為1～3%(干基計)；b.所述的礦物原料、還原劑、熔劑的粒度小于3mm，所含水分少于4%(重量百分比)；c.所述的綜合團礦是按上述要求配料并充分混勻后，經(jīng)對輥團壓機加壓成為30×25×20mm的團礦，濕團礦經(jīng)150～200℃烘干或自然風干(水份小于1%)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐爐料，其特征在于，當?shù)V物原料粒度-200目大于60%時，團礦的成型也可以用圓盤造球機制成15～20mm的球形團礦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電爐爐料，其特征在于，所述的有機復合粘結(jié)劑是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或風化煤粉碎至粒徑小于1mm，在20%的NaOH溶液中，攪拌30～40分鐘制得，攪拌溫度為90～100℃，并保溫使用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電爐爐料，其特征在于，所述的還原劑為無煙煤、半焦、木炭。
全文摘要
高電阻高活性電爐爐料及其制法屬于化工、冶金電爐熔煉生產(chǎn)領域。本發(fā)明是將礦物原料、還原劑和熔劑添加有機復合粘結(jié)劑混勻后，經(jīng)壓制成型為綜合團礦，干燥后用于電爐熔煉，綜合團礦粒度均勻，料層透氣性好，比電阻大，機械強度高，熱穩(wěn)定性好，粒度均勻，可有效地防止電爐發(fā)生刺火塌料，與現(xiàn)有技術(shù)相比，操作電壓可提高20％以上，電極插入深度增加3～8倍，節(jié)電20～40％，產(chǎn)量提高一倍以上，提高產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約原材料消耗。本發(fā)明適用于礦熱爐、電弧爐熔煉金屬、鐵合金屬、鋁合金、工業(yè)硅以及黃磷等。
文檔編號C22B1/244GK1094449SQ9311066
公開日1994年11月2日 申請日期1993年4月16日 優(yōu)先權(quán)日1993年4月16日
發(fā)明者唐賢容, 楊華明 申請人:中南工業(yè)大學