一种硅铁生产原料组合物
阅读说明：本技术 一种硅铁生产原料组合物 (Raw material composition for ferrosilicon production ) 是由 王宇平 孟庆云 牛燕楠 武恒 李慧军 侯利敏 于 2020-10-23 设计创作，主要内容包括：本发明涉及硅铁生产领域,具体涉及一种硅铁生产原料组合物。本发明使用低成本的低品位铁矿石代替硅铁生产原料中的部分铁制品,使硅铁生产可以从原料选用上节约生产成本,从源头上解决硅铁生产成本升高的问题。同时,使用低品位铁矿石代替部分铁制品进行硅铁冶炼,省去矿石的中间深加工环节,减少能源消耗,节能环保。(The invention relates to the field of ferrosilicon production, and particularly relates to a raw material composition for ferrosilicon production. The invention uses low-cost low-grade iron ore to replace part of iron products in raw materials for producing the ferrosilicon, so that the production cost of the ferrosilicon can be saved from the raw material selection, and the problem of the increase of the production cost of the ferrosilicon is solved from the source. Meanwhile, the ferrosilicon smelting is carried out by using the low-grade iron ore to replace part of ironwork, so that the intermediate deep processing link of the ore is saved, the energy consumption is reduced, and the energy-saving and environment-friendly effects are achieved.)
技术领域
本发明涉及硅铁生产领域，具体涉及一种硅铁生产原料组合物。
背景技术
硅铁是铁和硅组成的铁合金。由于硅和氧很容易化合成二氧化硅，所以硅铁常用作脱氧剂，同时由于SiO2生成时放出大量的热，在脱氧的同时，对提高钢水温度也是有利的。硅铁还可作为合金元素加入剂，应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中，硅铁在铁合金生产及化学工业中，还经常被用作还原剂。
硅铁的生产是以天然硅石为原料，利用还原性炭作为还原剂并配加一定量的含铁原料在矿热电炉中冶炼，采用该工艺生产硅铁时为了保证矿热炉料面的透气性，硅石及焦粒的粒度都比较大，硅石粒度一般60-120mm，焦粒的粒度一般为5-22mm，二氧化硅在铁存在的条件下被碳还原的反应开始理论还原温度为1623℃，实际硅铁冶炼温度均在1700℃以上。
含铁原料一般是氧化皮、烧结矿和球团矿等一种或几种的混合，发明人发现，由于含铁原料供应受外部因素影响较大，铁制品原料供应不稳定，进而导致铁制品价格不断上涨，硅铁的生产成本也逐渐升高。
中国专利CN105886765A公开了一种制备硅铁的方法，所述方法使用铜渣替代钢屑以及部分替代硅石冶炼硅铁，既降低硅铁生产成本，又避免了铜渣对环境的污染。其原料采用铜渣、硅石和中低阶煤按质量比100：(120～140)：(70～100)作为原料进行硅铁冶炼，生产的硅铁符合牌号FeSi75Al2.0-C、FeSi75Al1.0-B或FeSi75Al1.0-A的标准。
中国专利CN106086411A公开了一种利用赤泥制备硅铁的方法和系统，该方法包括：(1)将赤泥与碱液进行混合溶出，以便得到固液混合物；(2)将所述固液混合物进行分离处理，以便分别得到高碱度溶液和脱铝赤泥；(3)将所述脱铝赤泥与碳质还原剂和硅石进行冶炼处理，以便得到硅铁。冶炼后的硅铁符合牌号FeSi75Al11.0-A或FeSi75Al11.0-B的标准。
寻找新的低成本硅铁生产的方法对硅铁生产企业来说具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种硅铁矿生产原料组合物，使硅铁生产可以从原料选用上节约生产成本，从源头上解决硅铁生产成本升高的问题。
本发明的目的通过以下方案实现。
本发明一方面提供了一种硅铁生产原料组合物，所述组合物按重量份数计，由以下成分组成：
兰炭185-190份、
硅石280-320份、
铁制品和铁矿石总量为55-65份。
进一步地，所述铁制品和铁矿石总量为55-60份。
进一步地，所述低品位铁矿石占铁制品和低品位铁矿石总量的30-60％。
进一步地，所述低品位铁矿石占铁制品和低品位铁矿石总量的30-45％。
进一步地，所述低品位铁矿石占铁制品和低品位铁矿石总量的33-36％。
进一步地，所述铁制品选自氧化皮、烧结矿和球团矿中至少一种。
进一步地，所述铁制品为球团矿。
进一步地，所述低品位铁矿石为褐色磁铁矿。
进一步地，所述低品位铁矿石中铁的存在形式为Fe3O4，含铁量大于等于55％。
进一步地，所述低品位铁矿石中三氧化二铝的含量低于1％、氧化钙的含量低于1％。
本发明另一方面提供了一种使用上述原料组合物炼制硅铁的方法，所述方法包括以下步骤：
1)按重量份数称取各原料；
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼；
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
以上组成是按重量份作为配比的，在生产时可按照相应比例增大或减少，其单位可以是g，kg，t等本领域技术人员公知的重量单位，重量可以增大或者减小，但各组成之间重量配比的比例不变。
本发明的主要优点在于：
1)本发明直接使用低品位铁矿石代替部分铁制品进行硅铁冶炼，省去矿石的中间深加工环节，减少能源消耗，节能环保。
2)本发明使用的低品位铁矿石较铁制品成本低，进而降低的生产成本。
3)本发明采用合适比例的铁矿石代替部分高成本的铁制品，在降低生产成本的基础上，同时得到符合国家标准的硅铁产品，具有工业化推广的意义。
具体实施方式
本发明使用的物料均为市售可获得物料，其中，兰炭为陕西神木兰炭，碳含量大于85％；硅石产地为内蒙古，硅元素含量大于95％；球团矿产地为宁夏，铁元素含量大于60％；低品位铁矿石产地为内蒙地区，其中铁的存在形式为Fe3O4，含铁量大于等于55％，三氧化二铝的含量低于1％、氧化钙的含量低于1％。
实施例1
一种炼制硅铁的方法
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿40kg、低品位铁矿石18kg。
其中低品位铁矿石中铁的存在形式为Fe3O4，含铁量大于等于55％，三氧化二铝的含量低于1％、氧化钙的含量低于1％。
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
实施例2
一种炼制硅铁的方法
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿23kg、低品位铁矿石35kg。
其中低品位铁矿石中铁的存在形式为Fe3O4，含铁量大于等于55％，三氧化二铝的含量低于1％、氧化钙的含量低于1％。
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
实施例3
一种炼制硅铁的方法
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿38kg、低品位铁矿石20kg。
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
实施例4
一种炼制硅铁的方法
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿32kg、低品位铁矿石26kg。
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
使用实施例1-4的炼制方法生产的硅铁均符合中华人民共和国国家标准《硅铁GB2272-87》中FeSi75A12.0-C的产品质量要求，FeSi75A12.0-C产品质量要求见表1。
表1牌号FeSi75A12.0-C中各元素含量要求(单位：％)
Si
Al
Mn
Cr
P
S
C
72-80
≤2.0
≤0.5
≤0.5
≤0.04
≤0.02
≤0.2
对比例1
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿58kg
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
产品符合FeSi75A12.0-C产品质量要求。
以本发明实施例3中提供的方法为例，低品位铁矿石和球团矿组成的铁制品总单耗为0.375吨/吨，所述铁制品单价为581.47元/吨，此时铁制品成本为218.05元/吨；对比例1中球团矿作为铁制品使用单耗为0.345吨/吨，球团矿为单价1000元/吨，铁制品成本为345元/吨；因此实施例3和对比例1相比，成本可降低345元/吨-218.05元/吨＝126.95元/吨。按照本公司年产能6吨/小时计算，年产量为24*6*365＝52560吨，年可节约52560吨*126.95元/吨＝667.2492万元。
因此，使用本发明提供的硅铁生产原料组合物进行硅铁生产，可以降低生产成本，具有良好的经济效益和工业化价值。
对比例2-低品位铁矿石用量过多
一种炼制硅铁的方法
1)称取兰炭185-190kg、硅石300kg、球团矿13kg、低品位铁矿石45kg。
其中低品位铁矿石中铁的存在形式为Fe3O4，含铁量大于等于55％，三氧化二铝的含量低于1％、氧化钙的含量低于1％。
2)称取好的各原料依次按兰炭、铁制品、硅石、铁矿石的顺序加入冶炼炉；
3)进行硅铁冶炼。
4)冶炼结束后的铁水直接进行浇铸。
产品无法符合FeSi75A12.0-C产品质量要求。
由于低品位铁矿石用量过多，导致产品中杂质含量无法符合FeSi75A12.0-C产品质量要求，因此不能为了追求较低的生产成本而过多地增加低品位铁矿石的用量。
本发明综合考虑了生产成本和产品质量之间的平衡，在在降低生产成本的基础上，同时得到符合国家标准的硅铁产品，具有工业化推广的意义。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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