硅钙铁合金冶炼工艺初探

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1、硅钙铁合金冶炼工艺初探硅钙钡合金冶炼工艺初探铁台金傅刚?(重庆链合盒广)文中讨论了碳热法,电硅热法和堀台还原剂法冶炼硅钙钡台金的原理及工艺特点混合还原剂法不仅能获得与碳热法相同等级的台垒质量,而且杂质含量低,工艺操作简便.PRELIMINARYSTUDYONSi—Ca—BaALLOYMANUFACTUREPROCESSFuGang(ChongqingFertoalloyWorl:s)ThePrinclpleandfeaturesforsmelringSi-Ca-Baalloybycarbonthermalproces~,electric-silicothermlcprocessand

2、compositereductantprocess&red/s-CU$sed.Thelateronenotonlyproducethesamegradealloyasthecarbon-thermalprocessdoes,buthasthgmerltsinlowimpuritiesandsimpleprocessopetation.一,刖茜硅钙钡合金是随钢铁工业发展而出现的一种复合台金,它与一般的硅钙合金相比,使用中钙元素的回收率较高,同时,音金中的钡除具有脱氧,脱硫性能外,还兼有脱磷(BaP.,BaPs)作用.七十年代初美国联合碳化物公司首先将该台金应用于炼钢,随后,苏联

3、,日本,西禧等国也相继生产出了多种牌号的硅钙钡合金(表1).进入八十年代以来,国内某些铁合金厂也先后试制了此种舍金.无论国外还是国内生产硅钙钡合金大多采用碳热法工艺.1985年我厂也曾采 h5—54l0—2012—20二,硅钙钡合金冶炼原理及工艺特点1.碳热法碳热法冶炼硅钙钡合金的工艺是将碳质还原剂与石灰,硅石,重晶石等原料在同一矿热炉内冶炼,其操作方法与冶炼硅钙合金大致相似,主要应掌握好捣炉,炯炉操作.国内有关厂家的操作方法不尽相同,但都获得了合格的产品<见表2).其冶炼中反应为t0Si02+CaO+5C=CaSi.+5CO(1)●●●1991年第3期△G.=451740—2

4、49.88TT.=1807KBaSO+4C=BaS+4CO(2)△G.=548685—15.41TIgT一644.42TT=800KBaS+CaO+SiO.+3C=BaSi+CaS+ZCO(3)△G.=607430—731.97TT=829.86K原剂混均加在电极周围,并焖炉较长时间,待满足了CaSi反应的热力学条件及动力学条件之后,经过一定时坷,再将重品石与碳质还原剂加入炉内.这样得到的硅钙钡台金实质上是硅钙与硅钡两种台金热兑的产物.也可将钡矿与硅石,石灰,碳质还原剂仝部混台加入炉内,反应(1)一(3)在不同温度区域内同时进行生产出硅钙钡台金由此可知,生成CaSi:反应所需温度较碳

5、热法虽然具有元素回收率较高等优高,而生成BaSi在较低温度下使能进行.点,但冶炼工艺及其操作比较困难,电力消故此工艺特点在于冶炼前期提高炉温促进反耗随Ba含量的提高而增加,酐得台金杂质应(1)的进行,前期将石灰,硅石,碳质还(C.AI,P等)含量岜较高.裹9我■一些厂采用蕞热洼生产硅钙擐构结果2.电硅热法电硅热法冶炼硅钙钡电可在矿热炉内进行,它是利用硅质还原剂分别还原石灰,钡矿得到钡,钙及硅的金属化合物.硅热法冶炼中的反应为;2CaO+zSi=2CaSi+SiO(4)△G.=111183—57.49T3CaO+5S2CaSi2+CaO?SIO2(5)△G.=5550—26.73T一0

6、.18x10.T.十0.64TIgT在体系内有氧化钙存在的条件下,生成硅化钡台金的总反应可写成t2BaSO’+5Si+2CaO=2BaSi+2SO.+2CaO?StO(6)在电硅热法试验中采用不同的工艺制度,所获得的效果是不一样的(见表3).袁3中方法1因炉料中的萤石降低了熔体的初始熔点,致使Ca,Ba还原的热力学及动力学条件不充分,造成二元索含量低

7、寰5电硅热洼冶蝽硅钙镪主元素化学成分.方诖SiIcaBa墓盔矿+萤石?硅质63.614日87l52石灰+镪矿.硅质还原剂710.113.石灰+硅质还佩剂,镪矿5{6方法2取消萤石后,Ba,Ca含量便提高}方法3是考虑到炉料中钡的还原可能

8、阻碍钙的还原,故采取先还原钙,后还原钡的工艺控制,但所得合金Ca含量仍不理想.试验结果表明,台金含Ca在4.5—7.5%,Ba在7一¨的范围内波动,而难以得到含Ca更高的产品.电硅热法虽然具有操作方便,生产效率高,杂质含量低等优点,但元素回收率低,主元素不易达到要求.5.混合还原翻法混台还原剂法考虑了上述二种方法的优缺点,从工艺上进行了必要的改进,利用硅?30?质和炭质还原剂还原Ca,硅钙钡台金.Ba化台物而获理论上可能按以下反应进行:CaO+2Si+C=