制備硅鐵的系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了制備硅鐵的系統，包括：硅石細磨裝置，具有硅石入口和硅石細粉出口；還原煤細磨裝置，具有還原煤入口和還原煤細粉出口；氧化鐵料細磨裝置，具有氧化鐵料入口和氧化鐵料細粉出口；混合造塊裝置，具有硅石細粉入口、還原煤細粉入口、氧化鐵料細粉入口、粘結劑入口、水入口和混合濕塊料出口，硅石細粉入口和硅石細粉出口相連，還原煤細粉入口和還原煤細粉出口相連，氧化鐵料細粉入口和氧化鐵料細粉出口相連；干燥裝置，具有混合濕塊料入口和混合干塊料出口，混合濕塊料入口與混合濕塊料出口相連；熔分裝置，具有混合干塊料入口、硅鐵出口和硅鐵渣出口，混合干塊料入口與混合干塊料出口相連。該系統明顯降低硅鐵產品的原料成本。
【專利說明】
制備硅鐵的系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于冶金技術領域，具體而言，本實用新型涉及一種制備硅鐵的系統。
【背景技術】
[0002]硅鐵主要是由鐵和硅組成的鐵合金，由于硅和氧很容易結合成二氧化硅，所以硅鐵常用于煉鋼時作脫氧劑，氧化反應本身又是放熱反應，脫氧的同時又能提高鋼水溫度。同時，硅鐵還可以作為合金元素添加劑，廣泛應用于低合金結構鋼、彈簧鋼、軸承鋼及電工硅鋼中，硅鐵在鐵合金生產及化學工業中，常用作還原劑。
[0003]硅鐵的生產是以天然硅石為原料，利用冶金焦作還原劑并配加一定量的含鐵料在礦熱電爐中冶煉，采用該工藝生產硅鐵時為了保證礦熱爐料面的透氣性，硅石及焦粒的粒度都比較大，硅石粒度一般60?120mm，焦粒的粒度一般為5?22mm，二氧化硅在鐵存在的條件上被碳還原的反應開始理論還原溫度為1623°C，實際硅鐵冶煉溫度均在1700°C以上。電力在硅鐵冶煉中能耗最大，約占總成本的60%?70%。每生產一噸硅鐵大約耗電8000度以上。以75#硅鐵進行估算，每噸生產成本大約在6000元以上，而市場上硅鐵的價格僅有5200元/噸，目前多數硅鐵生產企業都處于虧損停產狀態，急需找到一種降低成本的生產硅鐵的親if工藝。
[0004]因此，現有的硅鐵冶煉技術需要進一步挖掘其節能減排的潛力。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種制備硅鐵的系統，該系統可以明顯降低硅鐵產品的原料成本，從而符合當下節能減排的要求。
[0006]在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種制備硅鐵的系統。根據本實用新型的實施例，該系統包括:
[0007]硅石細磨裝置，所述硅石細磨裝置具有硅石入口和硅石細粉出口 ；
[0008]還原煤細磨裝置，所述還原煤細磨裝置具有還原煤入口和還原煤細粉出口；
[0009]氧化鐵料細磨裝置，所述氧化鐵料細磨裝置具有氧化鐵料入口和氧化鐵料細粉出P；
[0010]混合造塊裝置，所述混合造塊裝置具有硅石細粉入口、還原煤細粉入口、氧化鐵料細粉入口、粘結劑入口、水入口和混合濕塊料出口，所述硅石細粉入口和所述硅石細粉出口相連，所述還原煤細粉入口和所述還原煤細粉出口相連，所述氧化鐵料細粉入口和所述氧化鐵料細粉出口相連；
[0011]干燥裝置，所述干燥裝置具有混合濕塊料入口和混合干塊料出口，所述混合濕塊料入口與所述混合濕塊料出口相連；
[0012]熔分裝置，所述熔分裝置具有混合干塊料入口、硅鐵出口和硅鐵渣出口，所述混合干塊料入口與所述混合干塊料出口相連。
[0013]由此，根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統采用細磨裝置分別對硅石、還原煤和氧化鐵料進行細磨處理，可以顯著提高原料之間的接觸面積，從而降低后續熔分溫度，并將所得到的氧化鐵料細粉和還原煤細粉搭配硅石細粉經造塊、干燥工序和熔分即可冶煉得到合格的硅鐵產品，與現有技術中采用蘭炭和鋼肩相比，本申請中采用還原煤和氧化鐵料可以明顯降低原料成本，從而符合當下節能減排的要求。
[0014]任選的，所述熔分裝置為燃氣熔分爐或礦熱爐。
[0015]本實用新型的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】

[0016]本實用新型的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1是根據本實用新型一個實施例的制備硅鐵的系統結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0019]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0020]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0021]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系，除非另有明確的限定。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0022]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0023]在本實用新型的一個方面，本實用新型提出了一種制備硅鐵的系統。根據本實用新型的實施例，該系統包括:硅石細磨裝置100、還原煤細磨裝置200、氧化鐵料細磨裝置300、混合造塊裝置400、干燥裝置500和熔分裝置600。
[0024]根據本實用新型的實施例，硅石細磨裝置100具有硅石入口 101和硅石細粉出口102，且適于對硅石進行細磨處理，從而可以得到硅石細粉。發明人發現，通過對硅石進行細磨處理，可以顯著提高其與其他原料的接觸面積，從而一方面可以顯著降低硅鐵冶煉反應的溫度，另一方面可以提高硅鐵反應的速率，縮短反應時間，能夠起到節能減排的效果。
[0025]根據本實用新型的一個實施例，硅石細粉的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，硅石細粉粒徑可以不高于
0.15毫米。由此，可以顯著提高節能減排的效果。
[0026]根據本實用新型的再一個實施例，硅石中二氧化硅的具體含量并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，硅石粉中二氧化娃的含量不低于90wt%。
[0027]根據本實用新型的實施例，還原煤細磨裝置200具有還原煤入口201和還原煤細粉出口 202，且適于對還原煤進行細磨處理，從而可以得到還原煤細粉。由此，通過采用還原煤替代蘭炭，可以顯著降低原料成本，并且通過將還原煤進行細磨處理，可以顯著提高其與其他原料的接觸面積，從而不僅可以顯著降低硅鐵冶煉反應的溫度，而且可以提高硅鐵反應的速率，縮短反應時間，進一步起到節能減排的效果。
[0028]根據本實用新型的一個實施例，還原煤細粉的粒徑并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，還原煤細粉粒徑可以不尚于0.15暈米。由此，可以進一步提尚節能減排的效果。
[0029]根據本實用新型的實施例，氧化鐵料細磨裝置300具有氧化鐵料入口301和氧化鐵料細粉出口 302，且適于將氧化鐵料進行細磨處理，從而可以得到氧化鐵料細粉。由此，通過采用氧化鐵料替代鋼肩，可以顯著降低原料成本，并且通過將氧化鐵料進行細磨處理，可以顯著提高其與其他原料的接觸面積，從而不僅可以顯著降低硅鐵冶煉反應的溫度，而且可以提高娃鐵反應的速率，縮短反應時間，進一步起到節能減排的效果。
[0030]發明人發現，現有制備工藝中為了提高電流效率，通常需要采用比電阻大的焦炭、蘭炭以及鋼肩，導致原料生產成本較高，不易采購，而本申請中對原料要求門檻較低，采用成本低的還原煤代替焦炭或蘭炭，采用氧化鐵料代替鋼肩，雖然氧化鐵鐵料中全鐵的品位較低，但是采用本申請的系統仍可以制備得到合格的硅鐵產品，從而在拓寬原料來源的同時降低娃鐵產品的生產成本。
[0031]根據本實用新型的再一個實施例，氧化鐵料細粉的粒度并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，氧化鐵料細粉的粒度不高于0.15毫米。發明人通過大量實驗發現，本申請粒徑范圍的硅石細粉、還原煤細粉和氧化鐵料細粉粉活性較高，且在硅鐵合成過程中物料相互之間接觸面積較大，從而可以顯著提高硅鐵的合成效率，并且該粒徑范圍的的細粉原料成型效果好。
[0032]根據本實用新型的實施例，混合造塊裝置400具有硅石細粉入口401、還原煤細粉入口 402、氧化鐵料細粉入口 403、粘結劑入口 404、水入口 405和混合濕塊料出口 406，硅石細粉入口 401和硅石細粉出口 102相連，還原煤細粉入口 402和還原煤細粉出口 202相連，氧化鐵料細粉入口 403和氧化鐵料細粉出口 302相連，且適于將硅石細粉、還原煤細粉、氧化鐵料細粉、粘結劑和水進行混合造塊，從而可以得到混合濕塊料。
[0033]根據本實用新型的一個實施例，硅石細粉、還原煤細粉、氧化鐵料細粉、粘結劑和水的混合比例并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際生產條件和產品質量要求進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，硅石粉、還原煤粉、氧化鐵料粉、水、粘結劑按質量比100:50?60:20?25:10?20:3?10進行混料。發明人通過大量實驗發現，按照此配比進行混料，原料利用率高，物料成型性好，硅鐵產品的雜質少。根據本實用新型的具體實施例，粘結劑可以選擇淀粉溶液、工業水玻璃、紙漿廢液的至少一種。
[0034]根據本實用新型的再一個實施例，造塊處理的具體類型并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，可以選擇圓盤造球處理，也可以選擇機械對輥壓球處理。
[0035]根據本實用新型的實施例，干燥裝置500具有混合濕塊料入口501和混合干塊料出口 502，混合濕塊料入口 501與混合濕塊料出口 406相連，且適于對上述得到的混合濕塊料進行干燥處理，從而可以得到混合干塊料。由此，可以顯著提高硅鐵產品的生產效率。
[0036]根據本實用新型的一個實施例，干燥手段和所得混合干塊料中水分并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，可以選擇烘干機干燥或自然干燥，并且所得混合干塊料中的水分低于2wt %。由此，通過干燥處理可以降低塊料中的水分含量，防止塊料在還原熔分設備中粉化而影響正常冶煉，從而提高還原熔分裝置的反應效率，因此使塊料中的水分越低越好，具體的，發明人發現將塊料干燥至水分含量低于2 %以下時即能滿足強度要求又能滿足反應要求。
[0037]根據本實用新型的實施例，熔分裝置600具有混合干塊料入口601、硅鐵出口 602和硅鐵渣出口 603，混合干塊料入口 601與混合干塊料出口 502相連，且適于對上述得到的混合干塊料進行還原熔分處理，從而可以得到硅鐵產品和硅鐵渣。
[0038]根據本實用新型的一個實施例，熔分裝置的選擇并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，可以選擇以天燃氣或煤制氣為主要燃料的熔分爐冶煉，或采用礦熱爐進行熔分處理，混合干塊料在熔分裝置中首先進行還原反應，其中包括鐵精粉中的氧化鐵被還原煤還原成單質鐵，硅石粉中的二氧化硅被還原煤還原成單質硅，最后脈石成分以硅鐵渣的形式與硅鐵產品分離。
[0039]根據本實用新型的再一個實施例，熔分處理的條件并不受特別限制，本領域技術人員可以根據實際需要進行選擇，根據本實用新型的具體實施例，熔分處理可以在1650°C?1850°C下進行0.5?1.5h。發明人在大量實驗中發現，該范圍的熔分條件即可以節能降耗又能滿足硅鐵生產要求，與現行工藝相比，硅鐵生產溫度降低至少100°C，由于采用了磨細物料和混料造塊工藝，改善了物料間的接觸條件，從而降低了硅鐵的生產溫度，起到了節能降耗的效果。
[0040]由此，根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統采用細磨裝置分別對硅石、還原煤和氧化鐵料進行細磨處理，可以顯著提高原料之間的接觸面積，從而降低后續熔分溫度，并將所得到的氧化鐵料細粉和還原煤細粉搭配硅石細粉經造塊、干燥工序和熔分即可冶煉得到合格的硅鐵產品，與現有技術中采用蘭炭和鋼肩相比，本申請中采用還原煤和氧化鐵料可以明顯降低原料成本，從而符合當下節能減排的要求。
[0041]如上所述，根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統可具有選自下列的優點至少之一:
[0042]根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統原料采用可以含鐵物料、煤等粉料，擴大硅鐵的生產來源，與現行工藝的蘭炭和鋼肩相比，原料成本大幅降低，所以能夠降低硅鐵生產成本。
[0043]根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統與現行工藝相比，硅鐵生產溫度降低至少100°C，由于采用了磨細物料和混料造塊工藝，改善了物料間的接觸條件，從而降低了硅鐵的生產溫度，起到了節能降耗的效果。
[0044]根據本實用新型實施例的制備硅鐵的系統能耗更低，該硅鐵冶煉系統尤其適宜于電力緊張及缺電地區使用。
[0045]下面參考具體實施例，對本實用新型進行描述，需要說明的是，這些實施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本實用新型。
[0046]實施例1
[0047]將冶煉原料硅石含Si0290.5%,煙煤含固定碳75.3%,鐵精粉含鐵65.4 %磨細至小于0.15毫米，得到的硅石細粉、無煙煤細粉、鐵精粉再與5%淀粉溶液，水按重量配比為100:55:20:5:10在混合造塊料進行圓盤造球，得到尺寸8?12_的混合濕塊料，混合濕塊料干燥后得到混合干塊料，然后將所得到的混合干塊料供給至燃氣熔分爐進行還原熔分，還原熔分溫度為1650°C，時間為1.5h，得到硅鐵產品Si 76.2%,Al 1.39% ,C 0.12%,Mn
0.45% ,P 0.035% ,S 0.02% ,Ca 0.32%，符合硅鐵牌號FeSi75All.5-B的標準。
[0048]實施例2
[0049]將冶煉原料硅石含Si0293.3%,無煙煤含固定碳82.3%,鐵精粉含鐵67.2 %磨細至小于0.15毫米，得到的硅石細粉、無煙煤細粉、鐵精粉再與工業水玻璃溶液，水按重量配比為100:50:20:7:8進行混料，混合料在高壓對輥機上壓球成型，得到尺寸3?4cm的混合濕塊料，混合濕塊料干燥后得到混合干塊料，然后將所得到的混合干塊料供給至礦熱爐進行還原熔分，還原熔分溫度為1750 0C，時間為1.0h，得到硅鐵產品Si 74.6%,Al 1.21%,Ca
0.62% ,Mn 0.43% ,P 0.035% ,S 0.016% ,C 0.18%，符合硅鐵牌號 FeSi75All.0-B 的標準。
[0050]實施例3
[0051 ]將冶煉原料硅石含Si0297.3%,無煙煤含固定碳80.5%,鐵精粉含鐵68.7 %磨細至小于0.15毫米，得到的硅石細粉、無煙煤細粉、鐵精粉再與紙漿溶液，水按重量配比為100:60:25:9:11進行混料，混合料在高壓對輥機上壓球成型，得到尺寸3?4cm的混合濕塊料，混合濕塊料干燥后得到混合干塊料，然后將所得到的混合干塊料供給至燃氣熔分爐進行還原熔分，還原熔分溫度為1850 °C，時間為0.5h，得到硅鐵產品Si 74.6%,Al 0.98%,Ca
0.72% ,Mn 0.37% ,P 0.034% ,S 0.018% ,C 0.08%，符合硅鐵牌號 FeSi75All.0-A 的標準。
[0052]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。
[0053]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種制備硅鐵的系統，其特征在于，包括: 硅石細磨裝置，所述硅石細磨裝置具有硅石入口和硅石細粉出口 ； 還原煤細磨裝置，所述還原煤細磨裝置具有還原煤入口和還原煤細粉出口 ；氧化鐵料細磨裝置，所述氧化鐵料細磨裝置具有氧化鐵料入口和氧化鐵料細粉出口 ；混合造塊裝置，所述混合造塊裝置具有硅石細粉入口、還原煤細粉入口、氧化鐵料細粉入口、粘結劑入口、水入口和混合濕塊料出口，所述硅石細粉入口和所述硅石細粉出口相連，所述還原煤細粉入口和所述還原煤細粉出口相連，所述氧化鐵料細粉入口和所述氧化鐵料細粉出口相連； 干燥裝置，所述干燥裝置具有混合濕塊料入口和混合干塊料出口，所述混合濕塊料入口與所述混合濕塊料出口相連； 熔分裝置，所述熔分裝置具有混合干塊料入口、硅鐵出口和硅鐵渣出口，所述混合干塊料入口與所述混合干塊料出口相連。2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述熔分裝置為燃氣熔分爐或礦熱爐。
【文檔編號】C22B4/08GK205710874SQ201620562707
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月12日
【發明人】宋文臣, 王靜靜, 李紅科, 曹志成, 薛遜, 吳道洪
【申請人】江蘇省冶金設計院有限公司