專利名稱：鐵鈣鋁渣及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金合成渣，是一種新的冶金澆注保護(hù)材料，本發(fā)明產(chǎn)品主要由鐵、鈣、鋁的氧化物組成，作為煉鋼、煉鐵過程中的助熔劑，是一種替代螢石的理想材料。
在煉鐵煉鋼過程中，螢石作為助熔材料，是一種不可缺少的原材料，也是爐后脫硫、脫磷合成渣的重要組成材料。煉鋼煉鐵所需要的大量螢石，經(jīng)高溫熔融后，形成大量有害氣體和灰塵進(jìn)入大氣中，或溶解于水中，造成周邊地區(qū)不同程度的空氣和水的氟污染。進(jìn)幾年來，隨著人們環(huán)境意識的逐漸增強，環(huán)境保護(hù)在人類生活中的位置日益提高，氟污染已經(jīng)開始引起人們的高度重視。解決煉鐵煉鋼過程中氟污染的重要途徑就是尋求螢石的安全替代物。鐵鈣鋁渣就是我們在探索過程中發(fā)明的一種理想材料。
本發(fā)明的目的就是通過制備一種鐵鈣鋁渣，來替代煉鐵煉鋼過程中所使用的螢石，從根本上消除氟污染。
本發(fā)明產(chǎn)品鐵鈣鋁渣的主要組成成份(重量百分比)為CaO10-60Al2O310-60Fe2O310-35為了制備含有這些組份的鐵鈣鋁渣，本發(fā)明采用含有這些組份或能夠在燒制過程中參加反應(yīng)能轉(zhuǎn)化成這些組份的礦物為原料，例如用鋁礬土礦和鐵鋁礬土礦提供Al2O3；方解石(或石灰石)提供CaO；鐵鋁礬土礦和鐵礦石(或鐵精粉)提供Fe2O3等。本發(fā)明使用的原料及配方(重量百分比)為
名稱 組分含量重量配比(％)鋁礬土Al2O3≥70 0-50鋁土礦(鋁礬土原礦)Al2O3≥50 0-60鐵鋁礬土(或原礦) Al2O3≥30 0-70Fe2O3≥5方解石(或石灰石) CaO ≥45 10-80鐵礦石(或鐵精粉) Fe2O3≥45 0-50焦炭(或煤塊) 發(fā)熱量≥5000卡 0-60本發(fā)明人經(jīng)過大量的研究發(fā)現(xiàn)，可以通過上述原材料的不同組合和不同配比，通過不同的生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出具有相同或相近組成成份的鐵鈣鋁渣，幾個典型的配方如下原料名稱典型配方(重量％)1 2 34鋁礬土(鋁土礦) 11-44 0-3416-620-40鐵鋁礬土(或原礦) 14-5518-67方解石(或石灰石) 16-53 14-55 25-7418-67鐵礦石(或鐵精粉) 8-37 0-281-45 0-34焦炭(或煤) 10-48 9-50按照上述配方1和配方2，可以用冶金豎窯，采用焦炭(或煤)燒制，生產(chǎn)產(chǎn)品鐵鈣鋁渣，具體生產(chǎn)工藝為將所有原材料粉碎至粒徑10厘米以下的顆粒，按比例加入冶金豎窯，用焦炭(或煤)加熱至物料熔融流出，不斷添加完物料。流出產(chǎn)物經(jīng)自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，可以用池窯，采用燃?xì)饧訜幔a(chǎn)產(chǎn)品鐵鈣鋁渣，具體生產(chǎn)工藝為將所有原材料粉碎至粒徑2毫米以下的顆粒或粉狀，按比例加入池窯，用燃?xì)饧訜嶂廖锪先廴诹鞒觯粩嗵砑油晡锪虾螅鞒霎a(chǎn)物經(jīng)自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，也可以用電弧爐，采用電加熱，生產(chǎn)產(chǎn)品鐵鈣鋁渣，具體生產(chǎn)工藝為將所有原材料粉碎至粒徑40毫米以下的顆粒或粉狀，按比例加入電弧爐，用電加熱，隨著物料熔化不斷添加物料，使物料保持在電爐上邊沿附近合適的水平線上，直至全部熔化；或邊加料，邊將熔化物料放出，直至物料加完。產(chǎn)品經(jīng)自然冷卻，按要求粒度粉碎，化驗，包裝。
按照上述配方3和配方4，還可以用混拌壓型法生產(chǎn)產(chǎn)品鐵鈣鋁渣，具體生產(chǎn)工藝為將所有原材料粉碎至粒徑1毫米以下的顆粒或粉狀，按比例投入混合機中混勻，經(jīng)壓力機強壓壓制成類球型，球模按要求規(guī)格制成，一般為直徑20-50毫米。干燥后，即得產(chǎn)品鐵鈣鋁渣。
本發(fā)明產(chǎn)品鐵鈣鋁渣，生產(chǎn)工藝簡單可行，原材料易得。產(chǎn)品用做冶金煉鋼、煉鐵爐料，對于替代螢石，消除氟污染，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，具有推廣價值。
以下用實例對本法做進(jìn)一步的描述。
以一種鐵鈣鋁渣為例，其主要成份標(biāo)準(zhǔn)(重量百分比)為Al2O333-39，CaO 33-39，F(xiàn)e2O323-29，可以用不同的原材料和不同的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
實例1用冶金豎爐生產(chǎn)。取石灰石500kg，鋁礬土290kg，鐵礦石210kg，焦炭300kg，原料粒度要求為2-8厘米，混勻后備用。將豎爐引柴點燃，底焦燃燒后，把備好的原料適量加入，原料熔化后從窯下方水眼放出，隨著產(chǎn)品流出逐步加入原料。產(chǎn)品出爐后自然冷卻，破碎成要求粒度，化驗，包裝。
產(chǎn)品主要組份為Al2O335.6％，CaO 35.9％，F(xiàn)e2O325.3％實例2用電爐生產(chǎn)。取石灰石470kg，鐵鋁礬土495kg，鐵礦石35kg，粉碎成0-4厘米的顆粒混合均勻后，加入電弧爐中，通電加熱，隨著物料熔化陸續(xù)加料，使物料保持在電爐上邊沿附近合適的水平線上，直至全部熔化。停電，撤爐；或隨著物料的熔化，邊加料，邊將熔化物料放出，直至物料加完，提出電極。待產(chǎn)品自然冷卻后，撤掉爐體。按要求粒度破碎，化驗，包裝。
產(chǎn)品主要組份為Al2O334.2％，CaO 34.3％，F(xiàn)e2O325.2％實例3用池窯生產(chǎn)。取方解石粉440kg，鐵鋁礬土礦粉530kg，鐵礦石粉30kg，粉碎成小于2毫米的顆粒混合均勻后備用。將池窯用燃?xì)饧訜嶂梁线m的溫度后加料，隨著物料的不斷熔化，陸續(xù)加料，熔融后的產(chǎn)品從池窯的水眼中流出，產(chǎn)品經(jīng)自然冷卻后，破碎，化驗，包裝。
產(chǎn)品主要組份為Al2O334.3％，CaO 34.6％，F(xiàn)e2O323.5％實例4混拌壓型法生產(chǎn)。取方解石粉450kg，鋁礬土粉360kg，精鐵粉190kg，粉碎成小于1毫米的顆粒，按比例配制后，投入混合機中混勻，經(jīng)壓力機強壓壓制成類球型，球模按要求規(guī)格制成，一般為直徑20-50毫米。產(chǎn)品經(jīng)干燥后，即得成品鐵鈣鋁渣。
產(chǎn)品經(jīng)去除燒失量后，主要組份為Al2O334.51％，CaO 35.35％，F(xiàn)e2O324.07％
權(quán)利要求
1.一種鐵鈣鋁渣，其特征為含有如下組分(重量百分比)CaO 10-60Al2O310-60Fe2O310-35
2.如權(quán)利要求1所述的鐵鈣鋁渣，其特征為用于冶金煉鋼煉鐵過程中替代螢石作助熔劑。
3.如權(quán)利要求1所述的鐵鈣鋁渣，其特征為用做冶金爐料的脫硫、脫磷劑。
4.一種鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所用原料的配比(重量百分比)為名稱 組分 含量 配比(％)鋁礬土Al2O3≥70 0-50鋁土礦(鋁礬土原礦)Al2O3≥50 0-60鐵鋁礬土(或原礦) Al2O3≥30 0-70Fe2O3≥5方解石(或石灰石) CaO≥45 10-80鐵礦石(或鐵精粉) Fe2O3≥45 0-50焦炭(或煤塊) 發(fā)熱量≥5000卡 0-60其生產(chǎn)工藝為按產(chǎn)品所需各組分之比例要求計算上述各原料用量，分別粉碎至粒徑在10厘米以下顆粒，混勻加入爐窯中加熱至物料熔化流出，經(jīng)自然冷卻、粉碎篩分而成；或?qū)⒃戏鬯橹亮皆?毫米以下顆粒，混勻加壓制成直徑為20-50毫米的類球型，干燥即得產(chǎn)品。
5.如權(quán)利要求4所述的鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所用原料的重量配比(％)為鋁礬土(或鋁土礦) 11-44石灰石(或方解石) 16-53鐵礦石8-37焦炭(或煤塊) 10-48
6.如權(quán)利要求4所述的鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所用原料的重量配比(％)為鐵鋁礬土(或原礦) 14-55石灰石(或方解石) 14-55鋁礬土(或原礦)0-34鐵礦石0-28焦炭(或煤塊) 9-50
7.如權(quán)利要求4所述的鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所用原料的重量配比(％)為鋁礬土(或原礦)16-62石灰石(或方解石) 25-74鐵礦石(或鐵精粉) 1-45
8.如權(quán)利要求4所述的鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所用原料的重量配比(％)為鐵鋁礬土(或原礦) 18-67石灰石(或方解石) 18-67鋁礬土(或原礦)0-40鐵礦石(或鐵精粉) 0-34
9.如權(quán)利要求4所述的鐵鈣鋁渣的制法，其特征為所述爐窯為冶金豎窯、電弧爐、或池窯；加熱熱源為焦炭(或煤塊)、電、或燃?xì)?包括天然氣、煤氣和液化氣)。
全文摘要
一種鐵鈣鋁渣,含有鐵、鈣、鋁等元素的氧化物,是用鋁礬土礦、鐵鋁礬土礦、方解石、鐵礦石等原料,經(jīng)粉碎、混合而后投入爐窯中,加熱至熔化流出,流出的產(chǎn)物經(jīng)自然冷卻,粉碎篩分即得成品;或?qū)⒎鬯榈脑霞訅褐瞥汕蛐图吹卯a(chǎn)品。這種鐵鈣鋁渣作為冶金爐料,用于煉鋼、煉鐵中,是一種替代螢石的理想材料。
文檔編號C21C7/04GK1374407SQ0111150
公開日2002年10月16日 申請日期2001年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者張夢顯, 門兆嚴(yán) 申請人:張夢顯, 門兆嚴(yán)