原煤替代焦炭生产铁合金的方法技术

本发明专利技术是一种原煤替代焦炭生产铁合金的方法，其特点是以原煤替代焦炭作还原剂，原煤替代焦炭量达３５—１００％。本发明专利技术的方法可使冶炼的电耗降低３—５％，原料利用系数提高１—２％，而且该方法对煤炭的种类和质量无特殊要求，不需要对原有设备进行重大改造，易为本领域的技术人员所掌握，可广泛应用于用炭质还原剂冶炼铁合金的矿热法，具有极大的技术、经济和社会价值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铁合金
，更具体地说，是以原煤替代焦炭作还原剂生产铁合金的方法。铁合金冶炼工艺分为溶剂法和无溶剂法，其生产过程分别见附图说明图1和图2。由图1和图2可知，溶剂法的原料为矿石、还原剂、溶剂，而无溶剂法的原料为矿石和还原剂。长期以来，铁合金的生产一直使用焦炭作还原剂。由于焦炭成本高，运输损耗大，因此世界各国都在致力于寻找能够替代焦炭的理想还原剂，其中有人试图用原煤替代焦炭。而传统的理论认为原煤在低温下不导电，在高温下容易石墨化，气孔率低，化学反应活性差，因而不能很好地作为铁合金还原剂；并且由于一些关键技术得不到解决，所以长期没有取得突破，最多只能用于34％的原煤替代焦炭。铁合金冶炼技术的关键是解决电极深插问题。电极插深合理，电炉的电效率、热效率就可以大大提高，主要元素回收率也随之提高。因而，能否控制电极插入深度就成了原煤法能否成功的关键。从前很多的研究和实践，往往都为不能保证电极深插而失败。其原因有以下三点一是电炉的参数不合适，主要是炉膛和极心圆通常偏小；二是原料粒度、特别是还原剂粒度通常偏大，因而炉粒高温下比电阻太小，电极不能深插；三是还原剂炭材利用系数没有测准，因而用量掌握不准，导致炉况运行紊乱。解决好这三个问题，就能用原煤取代焦炭。本专利技术的目的是克服已有技术的不足，提供一种以部分或全部原煤替代焦炭作还原剂的铁合金生产方法。本专利技术的主要技术方案通过调整设备参数或炉粒粒度和煤炭利用系数的方法，以取得合适的炉况运行比电阻，达到电极深插的目的，以保证使原煤替代焦炭作还原剂的量达到35％以上。本专利技术的主要技术特征是原煤替代焦炭作还原剂的量为35-100％，可通过以下具体技术方案来实现1．调大炉膛、极心圆使用原煤的电炉，炉膛、极心圆都应比传统的炉膛、极心圆大3-6％，因为大炉膛、大极心圆能够增大炉况运行的比电阻。如能够调大设备的炉膛、极心圆，以调整炉况运行的比电阻，可以为后续工作创造好的条件；当改变炉膛直径有困难时，可以单独调大极心圆以改变导电特性而增大比电阻；当改变极心圆有困难时，也可以单独增大炉膛。2．在一般情况下，调小炉料粒度主要是调小炭材的粒度，在设备工作参数已作调整并且其它原料粒度不变的前提下，只需将炭材粒度调小10-20％，就可以顺利实现全原煤冶炼；如炉膛、极心圆都不能调整时，可以调小炉料粒度来改变炉料比电阻，实现增大炉料比电阻的目的。如设备参数未作调整，则应将非炭材(矿石、溶剂)原料粒度调小20％，炭材粒度调小10-30％。通过原料粒度调整，可以达到调整炉粒比电阻，保证电极深插的目的；3．同时正确掌握煤炭的利用系数。根据已掌握的资料，铁合金的工艺计算中基于焦炭的利用系数资料通常忽略电极消耗带入炉料的炭材对整个冶炼过程的影响。由于对煤炭利用系数掌握不准，常以焦炭数值为依据，而电极消耗带入的炭则未考虑，因而容易出现过剩配炭，影响电极深插，通过大量研究结果表明①工艺计算配炭量必须考虑电极消耗带入的炭材；②煤炭利用系数比焦炭高1-2％；③在当炉料水份含量超过6％时，要考虑炉内产生水煤反应将额外消耗1-2％的炭()。本专利技术所述的原煤包括各种烟煤和无烟煤，对其质量无特殊要求。本专利技术所述的原煤部分或全部替代焦炭作还原剂生产铁合金技术适用于溶剂法和无溶剂法冶炼工艺，适用于所有容量的电炉。本专利技术的主要优点和效果本专利技术与传统的焦炭作还原剂生产铁合金的工艺相比，用原煤替代焦炭生产铁合金可使冶炼电耗降低3-5％、原料的利用系数提高1-2％，技术经济指标明显改善；本专利技术的方法，不需要对原有设备进行重大改造即可应用，因此易为本
的技术人员所掌握；本专利技术的方法广泛适用于矿热法用炭质还原剂冶炼的所有铁合金生产，特别适用于以下产品种类①硅系合金，包括工业硅、硅铁等；②锰系合金，包括锰硅合金、炭素锰铁等；③铬系合金，包括高炭铬铁、硅铬合金等；④复合合金，包括硅钙合金、硅钡合金等；⑤其它使用炭质还原剂生产的铁合金；由于使用原煤，特别是无烟煤，这就可以减少炼焦的污染，对环境保护具有积极意义；由于使用原煤，降低了冶炼电耗，提高了主要元素的回收率，可以提高资源的利用率，大大的节约资源；由于原煤成本低，用量少，可以降低成本。综上所述，原煤替代焦炭生产铁合金是铁合金生产技术的重大突破，具有极大的技术、经济和社会价值。下面通过具体实例进一步说明本专利技术的特点。实例1本实例硅铁、硅钡合金为无溶剂法工艺流程，其它合金为溶剂法工艺流程，其它的实验条件原煤选用无烟煤，焦炭选用冶金焦，实验的其它原料相同，实验用1800KVA电炉炉膛直径由2．95m增大到3．1m，极心圆直径由1．40m增大到1．52m；3600KVA电炉炉膛直径4．2m，极心圆直径1．8m。1．不同品种铁合金实验实验中电耗为生产每吨产品消耗的电量，计量单位为千瓦、时。以全煤作还原剂和全焦炭作还原剂对比实验数据见表1。2．不同原煤替代量的实验煤炭、焦炭、矿石粒度和质量同表1，实验结果见表2。表2中全焦炭法未考虑电极消耗带入炭材的影响。由表2数据可知，随着煤炭替代量的增加，电耗逐渐降低，说明煤炭活性好、电阻大，有利于冶炼。表1 表权利要求1．一种，包括溶剂法或无溶剂法在各种容量电炉生产硅系合金、铬系合金、锰系合金、复合合金和其它使用炭质还原剂生产的铁合金的工艺，其特征在于(1)以原煤替代焦炭作还原剂，其替代焦炭的量为35-100％，(2)电炉炉膛和极心圆比传统的炉膛和／或极心圆调大3-6％。2．按照权利要求1所述的方法，其特征在于在设备炉膛、极心圆工作参数调整时，将还原剂炭材粒度调小10-20％，未作调整时，将非炭原料粒度调小20％、炭材粒度调小10-30％。3．按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的原煤的利用系数比焦炭调高1-2％。全文摘要本专利技术是一种,其特点是以原煤替代焦炭作还原剂,原煤替代焦炭量达35—100%。本专利技术的方法可使冶炼的电耗降低3—5%,原料利用系数提高1—2%,而且该方法对煤炭的种类和质量无特殊要求,不需要对原有设备进行重大改造,易为本领域的技术人员所掌握,可广泛应用于用炭质还原剂冶炼铁合金的矿热法,具有极大的技术、经济和社会价值。文档编号C22B4/00GK1290758SQ0012346公开日2001年4月11日 申请日期2000年8月17日 优先权日2000年8月17日专利技术者杨晓康 申请人:杨晓康本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原煤替代焦炭生产铁合金的方法，包括溶剂法或无溶剂法在各种容量电炉生产硅系合金、铬系合金、锰系合金、复合合金和其它使用炭质还原剂生产的铁合金的工艺，其特征在于： （１）以原煤替代焦炭作还原剂，其替代焦炭的量为３５－１００％， （２）电炉炉膛和极心圆比传统的炉膛和／或极心圆调大３－６％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓康，
申请(专利权)人：杨晓康，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]