高电阻高活性矿热电炉炉料的制造方法技术

高电阻高活性电炉炉料及其制法属于化工、冶金电炉熔炼生产领域。本发明专利技术是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，经压制成型为综合团矿，干燥后用于电炉熔炼，综合团矿粒度均匀，料层透气性好，比电阻大，机械强度高，热稳定性好，粒度均匀，可有效地防止电炉发生刺火塌料，与现有技术相比，操作电压可提高２０％以上，电极插入深度增加３～８倍，节电２０～４０％，产量提高一倍以上，提高产品质量，节约原材料消耗。本发明专利技术适用于矿热炉、电弧炉熔炼金属、铁合金属、铝合金、工业硅以及黄磷等。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工、冶金电炉熔炼生产领域。电炉熔炼是以电能为热能能源，用炭作还原剂，将矿石还原而生产金属、合金等。到目前为止，不论是矿热炉、还是电弧炉，人们对电炉的供电设备和电炉的结构研究较多，而对炉料的结构则涉及很少，炉料通常采用天然富块矿、烧结矿或加压成型或滚动成型的单一团矿，还原剂为焦炭、熔剂为天然块矿，按一定比例混合而成炉料，炉料粒度一般为5～40mm，其中焦炭粒度较小，矿物粒度较大;日本用废渣作粘结剂，用碳酸化养生法生产加炭球团冶炼硅锰合金，但不是高电阻高活性的炉料，其目的在于解决粉料利用;采用上述炉料进行熔炼，存在有以下缺陷由于炉料某些组分比电阻偏小，且各组分的电阻相差悬殊，如30～5mm块焦，比电阻为10～50Ω.cm，而生产铁合金用的金属铁屑比电阻更低，且化学活性差、反应速度慢;由于炉料各组分粒度、比重不一，加上混合不均，产生偏析，从而造成料层短路，电炉熔池积炭，导致操作电压降低，减少电极插入深度;炉料各组分粒径级差大，料层透气性不均，常发生刺火塌料，而且粒径小于5mm的粉末不能直接利用，电炉熔炼电耗较大、热效率低，反应效率低。为了解决以上问题，本专利技术提供一种高电阻高活性的电炉炉料。本专利技术提供的电炉炉料，是将矿物原料、还原剂和熔剂充分混匀后添加1～3%(干基计)的有机复合粘结剂，混合后，经加压成型为30×25×20mm的团矿，或者当矿物原料粒度-200目大于60%时，可用圆盘造球机造成15～20mm的球形团矿。团矿经150～200℃烘干或自然风干(水份小于1%)即可。高电阻有机复合粘结剂是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或风化煤粉碎至粒径小于1mm，在20%的NaOH溶液中，搅拌30～40分钟制得，搅拌温度为90～100℃，并保温使用。为了提高炉料的电阻，采用高电阻还原剂，如无烟煤、半焦、木炭等代替低电阻还原剂焦炭;对于矿物原料、还原剂、熔剂及添加剂，将其粉碎至粒度小于3mm，以增加其接触电阻和比表面积，并且粒度越细，比电阻越高;对于原料的混合，采用高电阻原料与低电阻原料相互结合使用的方法，以形成相互嵌布的综合体，从而提高比电阻和化学活性。采用本专利技术的高电阻高活性电炉炉料熔炼，具有以下特点1.炉料中矿物原料、还原剂、添加剂粒度小，接触面积大，比电阻高，较现有炉料提高5～1000倍以上，因而化学活性高、反应速度快;2.炉料中焦炭电阻相应提高到大于9×105Ωcm，3.用高电阻还原剂代替低电阻还原剂焦炭，并且加入高电阻的有机复合粘结剂，组成为多孔团聚的高阻炉料体系，炉料料层比电阻可以通过团矿的物理性能加以调整;4.综合团矿粒度均匀，料层透气性好，可有效地防止电炉发生刺火塌料，有利于提高产品质量;5.与现有技术相比，操作电压可提高20%以上，电极插入深度增加3～8倍，可抑制未熔化区-支路电流损耗，扩大坩埚区熔化范围，提高熔化温度，并能防止熔池积炭，因而可节电20～40%，单炉产量提高一倍以上，节约原材料消耗。本专利技术适用于矿热炉、电弧炉熔炼金属、铁合金属、铝合金以及黄磷等。实施例1.以铁屑或氧化铁皮、硅石为矿物原料，用电炉冶炼硅铁。将原料、还原剂破碎至粒径小于3mm，按配料比配料，配合料初混后加入占配料量重的2%左右腐植酸盐溶液，经混合均匀后在辊式团压机上制成30×20×25mm的团矿，再经180℃的温度干燥后即得成品炉料。团矿比电阻为315.113Ω.cm(块矿比电阻为59.20Ω.cm)，添加50%的无烟煤代替焦粉配置作还原剂，团矿的比电阻为18.841×105Ω.cm，900℃高温时团矿比电阻为86.88×105Ω.cm。成品炉料入炉粒度均匀，水份＜1%，机械强度好(抗压强度＞80公斤/cm2，落下强度＞10次/米)，热稳定性高，比电阻大(＞105Ω.cm)。然后均匀合理布入电炉，必要时补加少量15～20mm的硅石或还原剂调整，操作电压可相应提高20%以上，电极插入深度由原来100左右增加到400～800mm，达到节电、高效、低耗、经济的目的。2.将电炉生产黄磷的原料、磷精矿、硅石和还原剂均破碎粒度＜3mm，按配料比配料，初混后加入自制腐植酸盐水溶液粘结剂(有效成分干基用量2～3%)，混匀后在造球机上制成15～20mm的球团。湿团矿经180℃温度干燥后得成品综合炉料。制备的综合黄磷团矿比电阻为ρ＝22.232×105Ω.cm，采用50%的无烟煤粉代替焦粉配量作还原剂，团矿比电阻为ρ＝102.314×105Ω.cm。黄磷电炉应用高比电阻、高活性的综合团矿熔炼，同样可以提高操作电压20%以上，增加电极插入深度3～8倍;节电30%，还可以提高磷酸盐的还原率，增加单炉产量和提高产品质量。权利要求1.一种电炉炉料，是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，加压成型或滚动成型综合团矿，经干燥后用于电炉还原熔炼或还原挥发熔炼，其特征在于a.所述的有机复合粘结剂是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或风化煤制得的腐植酸盐溶液，按配料比计算，添加量为1～3%(干基计)；b.所述的矿物原料、还原剂、熔剂的粒度小于3mm，所含水分少于4%(重量百分比)；c.所述的综合团矿是按上述要求配料并充分混匀后，经对辊团压机加压成为30×25×20mm的团矿，湿团矿经150～200℃烘干或自然风干(水份小于1%)。2.根据权利要求1所述的电炉炉料，其特征在于，当矿物原料粒度-200目大于60%时，团矿的成型也可以用圆盘造球机制成15～20mm的球形团矿。3.根据权利要求1或2所述的电炉炉料，其特征在于，所述的有机复合粘结剂是用含30%以上的腐植酸的泥煤、褐煤或风化煤粉碎至粒径小于1mm，在20%的NaOH溶液中，搅拌30～40分钟制得，搅拌温度为90～100℃，并保温使用。4.根据权利要求1或2所述的电炉炉料，其特征在于，所述的还原剂为无烟煤、半焦、木炭。全文摘要高电阻高活性电炉炉料及其制法属于化工、冶金电炉熔炼生产领域。本专利技术是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，经压制成型为综合团矿，干燥后用于电炉熔炼，综合团矿粒度均匀，料层透气性好，比电阻大，机械强度高，热稳定性好，粒度均匀，可有效地防止电炉发生刺火塌料，与现有技术相比，操作电压可提高20％以上，电极插入深度增加3～8倍，节电20～40％，产量提高一倍以上，提高产品质量，节约原材料消耗。本专利技术适用于矿热炉、电弧炉熔炼金属、铁合金属、铝合金、工业硅以及黄磷等。文档编号C22B1/244GK1094449SQ9311066公开日1994年11月2日 申请日期1993年4月16日 优先权日1993年4月16日专利技术者唐贤容, 杨华明 申请人:中南工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电炉炉料，是将矿物原料、还原剂和熔剂添加有机复合粘结剂混匀后，加压成型或滚动成型综合团矿，经干燥后用于电炉还原熔炼或还原挥发熔炼，其特征在于：ａ. 所述的有机复合粘结剂是用含３０％以上的腐植酸的泥煤、褐煤或风化煤制得的腐植酸盐溶液，按 配料比计算，添加量为１～３％（干基计）；ｂ. 所述的矿物原料、还原剂、熔剂的粒度小于３ｍｍ，所含水分少于４％（重量百分比）；ｃ. 所述的综合团矿是按上述要求配料并充分混匀后，经对辊团压机加压成为３０×２５×２０ｍｍ的团矿，湿团矿经１５０ ～２００℃烘干或自然风干（水份小于１％）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐贤容，杨华明，
申请(专利权)人：中南工业大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]