硅热还原法炼镁(二氧化硅碳热还原法制硅) 硅热还原过程
流程概述 硅热还原法是以白云鄂博的稀土富渣、稀土精矿渣或稀土精矿等为稀土原料，75硅铁为还原剂，石灰为熔剂，当炉渣含氟量最低时，也加入萤石为辅助熔剂，在电弧炉内制备稀土硅铁合金的方法。 国外多采用稀土氧化物、氢氧化物、稀土精矿球团[16，17]等为原料，还原剂有硅铁、硅钙、硅锰、铝粉或其他复合硅合金，也有加入碳化钙的，熔剂是碱金属和碱土金属的盐类或氧化物。 图1简要描述了我国硅热法生产稀土硅铁合金的工艺流程。 表1列出了当前我国稀土硅铁合金的国家标准。 表1 稀土硅铁合金化学成分要求（GB4137－84）
品牌号| 化学成分/% | 兹就硅 | 锰 | 钙 | 钛 | 铁 | 不大于Fe sire 21 Fe sire 24 Fe sire 27 Fe sire 30 Fe sire 33-AFE sire 33-bfe sire 36-bfe sire 39 Fe sire 42 Fe sire 4520.0~<23.023.0~<26.026.0~<29.029.0~<32.032.0~<35.032.0~<35.035.0~<38.035.0~<38.038.0~<41.041.0~<44.044.0~<47.0 | 40.045.043.040.040.040.039.039.039.037.035.0 | 4.04.04.04.04.04.04.04.03.03.03.0 | 5.05.05.04.04.04.04.04.03.03.03.0 | 3.53.53.53.53.51.03.01.03.03.03.0 | 保证金，保证金，保证金，保证金，保证金，保证金 |
钇基重稀土硅铁合金是我国20世纪70年代初开发的一个品种。钇基重稀土硅铁合金作为铸铁球化剂，也和轻稀土元素一样，除了具有强烈的脱氧脱硫作业外，还能使石墨化，提高铸铁的韧性与延展性。钇基重稀土的抗球化衰退能力特别强，它在大断面铸铁件、稀土耐热钢以及铸铁焊条等领域应用，弥补了轻稀土球化剂性能的不足。
富稀土渣石灰7硅铁合金|
↓
电弧炉
↓
分离罐
寒冷但是
↓↓
二次渣稀土硅铁合金
↓↓
渣场决定性的
↓
被储存起来
(1)提高稀土收得率和产量对原料稀土富渣的要求，REO≥12%，MnO≤2%，Fe≤1%，P2O5 < 1%，碱度1.0±0.2，无明显铁夹杂物和夹砂等。，要求粒径为10 ~ 250 mm。石灰的CaO要求> 85%，其余为炼钢原料要求，粒径大于50mm。禁止向炉内加入石灰粉。硅铁按国家标准为75硅铁，硅含量大于75%，块度不大于150mm。(2)根据所需稀土硅铁合金的化学成分和炉料的化学成分，按炉负荷计算稀土富渣、硅铁和石灰的配合量。配料的相对比例随各种因素(如合金等级、原料成分的变化等)而变化。).通过长期的生产实践，总结出了几个经验公式。①富稀土渣与还原剂的配比(简称渣剂比)是决定富稀土渣配比的主要参数，可计算如下:A (R) F = C [R] G [1]公式可写成:a/c = g [r]/f [r] [2]，其中A-富稀土渣含量，kg；C——硅含量，千克(kg)；[r]-合金中稀土金属的含量，%;(R)——富渣中稀土氧化物的含量，%,换算成稀土金属需乘以0.835；G——合金比，即生产的合金与加入的硅铁的质量比，可根据经验确定，%;F——稀土回收率，%。②碱度和石灰。生产实践证明，用式(1)表示的配料碱度应保持在3.0 ~ 3.5，出炉前终渣碱度应在2.0 ~ 2.5。SiO+2C = = = Si+2CO (1)碱度=a[CaO]-1.47[F2]+B[CaO '][3]甲[二氧化硅]+乙[二氧化硅'
| 式中 A——稀土富渣量，kg； B——石灰量，kg； [CaO]、[F2]、[SiO2]——CaO、F2、SiO2、在稀土富渣中的含量，%； [CaO′]、[SiO′2]——CaO、SiO2、在石灰中的含量，%。 3MgO＋2Si(1)====Mg2Si(1)＋MgO·SiO2(1) (2) 由式（2）可计算出石灰加入量。此公式适用于稀土富渣，如果使用稀土精矿渣为原料时，由于稀土氧化物也是碱性氧化物，当其含量大于30%，应对式[3]进行适当修正，生产一一般采用的渣灰比经验公式是： B=（0.5～1.0）A [4] 稀土精矿渣宜采用低限，稀土富渣使用高限。 （3）冶炼工艺操作 ①加料熔化 送电前，应检查炉子机电设备、炉衬等是否正常，必要时要进行处理和修补。用大电压小电流送电起弧，当3个电极均有电流时即可进行加料。稀土富渣和石灰可由炉顶部两个加料漏斗加入，富渣和石灰交替进行放料；也可手工加入。新炉壳容积小，可分两批放料，直到把全部配料加完。石灰应尽量加在炉子中心区。电流一般稳定5min左右，即可将电流增加到变压器的允许值，以加速熔化。在熔化过程中，要勤推料，不断将炉内四周的未熔料，推向炉子中心的高温区。 ②还原 当炉料熔化约70%～80%时，即可停电抬起电极（也可不停电操作），将炉内四周未熔料推向中间，将凝固的大块打碎，最好搅拌一下，使炉温各部成分均匀。然后，向炉心加入硅铁，尽量把硅铁加到高温三角区。如有硅铁露出液面，要及时把它压下，以减少硅铁烧损。此时，可以用低电压大电流送电，使硅铁快速熔化，但应注意不要造成渣下金属过热。 在升温过程中，要注意炉顶逸出炉气的颜色和浓度变化及熔体液面情况。如果炉气由黄褐色，逐渐变成灰白色，最后为蓝色，并观察到电极周围的渣面接触处不断翻滚时，表示硅铁已经化完。渣温达1350～1400℃时，即可停电。抬起电极将炉体后倾一定角度，向炉内插入中性气体管进行搅拌，气体压力0.2～0.4MPa。开始时送风量要小，把风管插入上部渣层试搅，以防突然猛烈搅拌造成跑炉。逐渐加大压力，把搅拌管下插，视炉内反应沸腾情况前后倾动炉体，搅拌位置随时变动，不留死角，要求炉内始终强烈沸腾而不溢渣。在搅拌过程中炉内反应生成的气体大量逸出，燃烧旺盛，火焰由黄褐色变为灰白色，最后变成白色。一般火舌从电极孔穿出很高，当火焰下降沸腾减弱即可结束搅拌。搅拌时间一般为5～15min，长短由熔体量决定。取样分析后，决定是否继续搅拌或出炉。 ③出炉 当炉前分析合金中稀土含量达到要求品位时，采用高电压中级电流提温至1350℃。出炉前先把门坎用石灰和焦粉垫起，使炉体趋于水平，停电3～5min，使渣铁很好分离。打开出铁口，先将大部分炉渣放入渣罐，此时，倾炉必须缓慢，以免带出合金，然后将剩余炉渣和合金放入另一罐中，将合金完全放出。出炉后将罐吊至规定地点冷却。冷却时间表为4～6h。当合金冷至400～600℃时，即可翻罐。放完合金后把炉子恢复到正常位置，进行下炉的送电起弧加料。
参 考 文 献
16、B.п.зaйko дp.,CMaль.1983,6:37
17、л.B.Cлeпobaдp.,CMaль.1983,1:25 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
