专利名称：：用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺的利记博彩app
技术领域：
：本发明的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺涉及硅铁及其多元合金的新型生产工艺。目前，工业上冶炼硅铁及其多元合金的生产工艺均为电解冶炼法，即将石英石和铁屑按一定比例投入硅铁电解炉内，经1800℃的高温电解化合而成，每生产一吨硅铁成品耗电量高达4000度以上。该生产工艺设备投资大，耗电量多，只能大工业生产，不能土法上马。本发明的目的是提出一种用芒硝(Na2SO4)或硅酸钠(Na2SiO3)为主原料，以煤炭、重油或天然气为燃料，在特制冶炼炉中直接燃烧，加热反应，生成硅铁及其多元合金的新工艺。本发明的原理基于申请人发明的《用芒硝生产硅酸钠的生产工艺》专利技术(专利申请号为90100416.2)，是用芒硝、石英砂和碳混合，在1400℃高温下共熔，可以生成国标一类或二类固体硅酸钠;硅酸钠是氧化钠和二氧化硅的化合物，含二氧化硅75～80%，含氧化钠17%，熔态的二氧化硅在碳和氧化钠的作用下生成偏硅酸钠或被碳还原成硅，这项专利技术的生产实践证明了熔点为1713℃的二氧化硅，在碳的作用下只需1380℃即能够迅速熔融的重要事实。据此，我们可以从降低二氧化硅的熔点着手，把硅还原出来，直接与铁化合即可生成硅铁，无需用电解法产生1713℃的高温去熔融二氧化硅，只需用在特制的冶炼炉中1380℃的温度即可熔融熔点为1713℃的二氧化硅，这就是本发明的可贵之处。即可在1400℃的高温下用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁及其多元合金。降低石英熔点的测试见下表</tables>该表数字表明熔点为1713℃的二氧化硅，在本工艺实验条件下，可在1380℃温度条件下熔融。在此基础上，我们曾用新疆石英砂采用芒硝生产了SiO2含量为77.5%、模数为4.2的硅酸钠，并进一步按国标70～80号硅铁配料使用4.2模数的固体硫酸钠，在1400℃高温下反应生成含铁24%;含硅72%;含少量碳酸钠(Na2CO3)和少量硫化物的“75”号硅铁产品。本发明的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺将芒硝(Na2SO4)，二氧化硅(SiO2)，铁(Fe)，炭(C)，锰(Mn)等物质在高温下共熔生成硅铁合金，是基于物质在高温下进行氧化还原反应，即以外力(温度)，促成物质原子最外层电子转移跃迂，从而促成元素性质的改变，即产生了新的化合物和单质;从生产工艺上讲，是采用煤炭直接燃烧技术实现持续稳定的高温。在冶炼炉中用一步燃烧法和硅酸钠法冶炼硅铁及多元合金的化学方程式如下一.芒硝一步法二.硅酸钠法上述两组方程式的反应生成过程比较复杂，简单叙述是对热稳定的物质无水芒硝在与碳共热时具有氧化性，硫酸根在高温中被分解并在一定条件下被还原成金属硫化物，如碳在催化条件和1420℃的高温作用下，硫酸根被彻底分解被生成二氧化硫气体，并得到氧化钠，在同一反应过程中，氧化钠作用于SiO2化合为硅酸钠熔态物，并进一步在碳作用下裂解，同时作用于阳离子的铁(Fe2)，使其与硅化合为硅铁及其合金元素。本发明的应用实例如下附图是加热反应冶炼炉附图。1.燃烧室;2.反应室;3.储热室;4.蓄热除硫室，其反应室炉池呈椭圆型池柱。其储料室炉池呈圆型池柱。畜热除硫池和地下烟道、水封烟道综合起来为本炉的除硫装置，分别实现的重力沉降、蒸汽过滤、水解等对二氧化硫气体的处理工序。本发明的工艺流程配料→分批加料→加热反应→出炉及产品检验出厂配料后的分批加料和加热反应工艺基本在反应室内完成，如需冶炼多元合金可在仍然保持1420℃高温的储料室中进行，即根据生产需求按量加入合金品种所需要的金属元素，在储热室内进行冶炼，储热室料缸必须保持20公分料位，可定时定量出料，当出料后，必须清理出料门并堵好出料口。本发明的工艺配料计算(一)关于用芒硝和生产硅酸钠配方计算可参照专利申请《用芒硝生产硅酸钠工艺》。(二)Na2SiO3生成值批料量计算1.Na2SiO3生成值批量料＝批料总加量-(总加量×30(常数))/100例70Kg(Na2SiO3生成量)＝100Kg-(100×30)/100＝70Kg2.硅酸钠批料量含二氧化硅量计算批料量含SiO2总量＝Na2SiO3批料量×(模数中SiO2值×2.5(常数))/100例查表或检测Na2SiO3中SiO2%值为28%设Na2SiO3;批量为100Kg即SiO2总量＝100Kg×(28×2.5)/100＝70Kg3.铁配量计算例批料铁配量＝(70Kg×0.22)/78×100＝19.74Kg4.碳配量计算批料碳量＝(铁配量×碳原子量)/(铁原子量×焦炭碳含量)＝(19.7×12)/(56×0.82)＝5.15Kg批料碳量＝(Na2SiO3量×碳原子量)/(Na2SiO3量×碳含量)＝(100Kg×12)/(124×0.82)＝11.8Kg(12Kg)碳总配量＝5.51Kg+11.8Kg＝16.95Kg附上列各式物料加量必须加入常数方为实际加料量。本工艺对燃料的选择本发明是采用直接燃烧加热给生产提供热量，以保障反应温度持续稳定在1420℃以上，因此要求1.7000千卡/小时公斤工业用煤，挥发份在20%以上，含硫量不超过1%;2.亦可采用重油喷射燃烧或可燃气体为燃料。五.本发明的专用炉型类似球性多拱式炉，分燃烧室、反应室、储料室、蓄热除硫室四大部分，其中反应室室顶为圆拱形，室壁为椭圆柱形，其上部设加料口，自动卸料斗，电动行车，其储热室上部设加料口，其室壁为圆柱形，整个炉体必须采用国标一等高铝、镁、铬和刚玉耐火材料，砖型及规格按设计图纸加工制作。该工艺与传统硅铁生产工艺相比能显著提高经济效益和社会效益。权利要求1.一种用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺，采用芒硝(NaSO4)、石英砂(SiO2)为原料或者直接采用固体硅酸钠为原料与铁、锰等金属或非金属在特制的冶炼炉中高温熔融生产硅铁及多元合金，其特征是在球型多拱式冶炼炉内，采用燃煤、燃油、燃气等直接燃烧加热技术，使炉内持续而稳定地保持在1420℃～1430℃的反应温度；主含量在95%以上的国标产品无水芒硝(Na2SO4)，细度要求达到40目，SiO2含量在98%以上的石英砂，以及固定碳含量为75～85%，含硫量不超过1%的焦碳、兰碳、无烟煤和符合国标质量的固体硅酸钠(Na2SiO3)、铁(Fe)、锰(Mn)、铝(Al)的主含量均应在95%以上；作为燃料的工业标准煤炭的发热量为7000千卡/公斤小时，挥发份在20%以上，也可采用重油或工业天然气为燃料种类，其特制冶炼炉内设置蓄热除硫室，重力沉降室等除硫装置。2.如权利要求1所述的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺，其特征是所述冶炼炉分燃烧室、反应室、储热室及蓄热除硫室;3.如权利要求1和权利要求2所述的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺的冶炼炉，其特征是其反应室炉池呈椭圆柱形，其储料室炉池呈圆柱形池;4.如权利要求1所述的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺，其特征是原料即可采用芒硝一步冶炼硅铁及多元合金，亦可采用硅酸钠直接冶炼硅铁及其合金;5.如权利要求1所述的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺，其特征是有关配料的计算如下a.Na2SiO3生成值批量料＝批料总加量-(总加量×30(常数))/100b.批料量含SiO2总量＝Na2SiO3批料量×(模数中SiO2值×2.5(常数))/100d.批料碳配量＝(铁配量×碳原子量)/(铁原子量×焦炭碳含量)+(Na2SiO3量×碳原子量)/(Na2SiO3量×碳含量)6.如权利要求1所述的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺，其特征是选用发热量为7000千卡/千克小时，挥发份在20%以上，含硫量不超过1%的工业用煤。全文摘要本发明的用芒硝直接燃烧法冶炼硅铁工艺克服了传统的电解法生产硅铁及多元合金，因大量耗电而造成生产成本高，设备投资大的弊端，提出了用芒硝(Na文档编号C22C38/02GK1058620SQ9110475公开日1992年2月12日申请日期1991年7月14日优先权日1991年7月14日发明者冯中一申请人:冯中一