新的冶炼工业硅和硅铁的方法和设备技术

本发明专利技术的方法包括先将含ＳｉＯ↓［２］９９％以上的硅石洗净，破碎磨细成１００－２００目的细粉待用；再将木炭和石油焦按同样方法磨细成２００目左右的细粉，然后将三种细粉混合均匀装入窑中。接通直流电源，依赖电流通过炉料产生的电阻热发生一系列化学变化，短时间内使窑内温度达到１４００－２０００℃，最后停炉，流出工业硅。电耗低，劳动强度小，环境污染少，设备简单，生产灵活，成本低，适宜推广。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用直流电阻热法冶炼工业硅和硅铁的新方法和设备，属于铁合金生产领域。现有技术生产工业硅和硅铁的方法主要是矿热炉法。其不足之处是电耗高，设备损坏快，技术经济指标差；劳动强度大，工作环境恶劣。特别是矿热炉这种连续性的生产方式，不适用目前我国的用电政策(即电价随用电时段的不同而变化，分峰、平、谷三段，峰电价为谷电价的2．5倍)，也是造成该法成本过高的主要原因。本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术的不足而提供一种冶炼电耗低，功率因数高，可选择谷段时间生产，极大地降低了生产成本的直流电阻热冶炼工业硅和硅铁的新方法和设备。本专利技术的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，包括先将含SIO299％以上的硅石洗净，破碎磨细成100-200目的细粉待用；再将木炭和石油焦按同样方法磨细成200目左右的细粉，然后将三种细粉混合均匀装入窑中。接通直流电源，依赖电流通过炉料产生的电阻热发生一系列化学变化，短时间内使窑内温度达到1400-2000℃，最后停炉，流出工业硅。反应过程可用反应方式表示原料中各组份的比例应附合该方程式的要求。所述的硅石必须具有较高的物理强度，吸水率低和有足够的热稳定性。所述的硅石和炭的粒度要均匀适宜，硅石块直径=(3-35)炭块直径；所述的碳质还原剂可以导电，产生电阻热，同时碳还可以形成一个结实多孔的炉膛，利于反应完成。所述的碳还原剂由56％的木炭和44％的石油焦组成。在生产中要特别注意控制配碳量。考虑升温所需用的碳，故在配料中碳量比计算量多20-40％。一种新的冶炼工业硅和硅铁的设备为电阻热冶炼窑。该窑体为矩形，正面有一个出铁口；整个窑体的六个层面从里向外分别由耐火砖、绝缘材料和钢板构成；窑内左右两侧和窑内底面设置有导电板，直流电源通过1#和2#接线柱连接导电板。下面用电阻热冶炼窑生产含硅75％的硅铁为例进一步阐述本专利技术。附图说明图1为本专利技术电阻热冶炼窑的剖面结构图。图2为冶炼窑的俯视图。附图件号表示1、导电板2、窑底导电板3、出铁口4、窑盖 5、一号接线柱6、二号接线柱7、耐火砖8、绝缘材料 9、钢板图1为本专利技术电阻热冶炼窑的剖面结构图，该窑为矩形体，正下方有一出铁口 3，窑体的六个层面从里向外分别由耐火砖7、绝缘材料8、钢板9构成。窑内左右两侧设有导电板1，窑内底面设置导电板2，两导电板分别经过1#和2#接线柱连接直流电源。FeSi75的制备方法，它包括第一步原料粉碎含SiO299％以上的硅石粉碎后，取100目以下的硅石待用。石油焦、木炭粉碎后取150目以下焦粉和炭粉待用，铁粉(或钢屑)粉碎取100目以下的铁粉待用。第二步铺窑底取20kg木炭粉均匀平铺于窑底的导电板2上。第三步混料和装窑；称取上述硅石粉100kg，木炭粉35kg，石油焦粉20kg，铁粉13kg混合均匀后装入窑内。即均匀铺于木炭粉层之上。第四步盖窑盖4后，同时接通一号接线柱和二号接线柱，窑内短时间达到1700-1800℃高温，反应完毕。第五步接通二号接线柱，炉内温度维持在1800℃左右，打开出铁口，放出硅铁水(FeSi75)。第六步硅铁浇注成块。其厚度不得超过100mm，硅的偏析不大于4％。实验证明本专利技术的冶炼工业硅和硅铁的方法和电阻热冶炼窑具有电耗低(9000KW／H／T)。劳动强度小，环境污染少，设备简单，特别是具有间断性生产的灵活性，因而极大地降低了硅铁(或工业硅)的生产成本，适宜推广。权利要求1.一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征在于，先将含SIO299％以上的硅石洗净，破碎磨细成100-200目的细粉待用；再将木炭和石油焦按同样方法磨细成200目左右的细粉，然后将三种细粉混合均匀装入窑中；接通直流电源，依赖电流通过炉料产生的电阻热发生化学变化，短时间内使窑内温度达到1400-2000℃，最后停炉，流出工业硅；炉料中若有铁粉即可生产硅铁。2.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是反应过程可用反应方式表示原料中各组份的比例应符合该方程式的要求。3.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是所述的硅石必须具有较高的物理强度，吸水率低和有足够的热稳定性。4.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是所述的硅石和炭的粒度要均匀，硅石块直径=(3-3．5)炭块直径；所述的碳质还原剂，产生电阻热，同时碳还形成一个结实多孔的炉膛，利于反应完成。5.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是所述的碳还原剂由56％的木炭和44％的石油焦组成。6.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是在配料中碳量比计算量多20-40％。7.如权利要求1所述的一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征是窑内较好的反应温度为1700-1800℃。8.一种新的冶炼工业硅和硅铁的设备，其特征是电阻热冶炼窑，该窑体为矩形，正面有一个出铁口；整个窑体的六个层面从里向外分别由耐火砖、绝缘材料和钢板构成；窑内左右两侧和窑内底面设置有导电板，直流电源通过#和2#接线柱连接导电板。全文摘要本专利技术的方法包括先将含SiO文档编号C01B33/025GK1281819SQ0012371公开日2001年1月31日 申请日期2000年8月31日 优先权日2000年8月31日专利技术者齐国庆 申请人:齐国庆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新的冶炼工业硅和硅铁的方法，其特征在于，先将含ＳＩＯ↓［２］９９％以上的硅石洗净，破碎磨细成１００－２００目的细粉待用；再将木炭和石油焦按同样方法磨细成２００目左右的细粉，然后将三种细粉混合均匀装入窑中；接通直流电源，依赖电流通过炉料产生的电阻热发生化学变化，短时间内使窑内温度达到１４００－２０００℃，最后停炉，流出工业硅；炉料中若有铁粉即可生产硅铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：齐国庆，
申请(专利权)人：齐国庆，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]