专利摘要
专利摘要
本发明属于铸造领域，具体涉及一种利用含碳球/块改善铸造铁水质量的方法。该含碳球/块含铁30-68％(质量分数，下同)，含碳5-35％。本发明首先将铁矿石与固体碳破碎，经混匀后造球，干燥后的含碳球/块与金属炉料一并投入感应电炉。含碳球/块还原、熔化产生的铁水质量稳定，将含碳球/块与“轻型废钢”共同使用可降低因轻型废钢成分差异带来的铁水质量波动。使用本发明能够提高轻型废钢的利用价值，替代价格更高的“重型废钢”，降低原料成本。同时，含碳球/块产生的铁水成本低于废钢铁水，进一步降低了铁水的生产成本。
权利要求
1.一种利用含碳球/块改善铁水质量的方法，其特征在于：将以铁矿石及含铁固体废弃物、固体碳为主要原料的球/块用于感应电炉铸造生产；球/块与金属炉料同时加入感应电炉之中；球/块与金属炉料熔化后以铁水形式排出感应电炉，具体步骤如下：
(1)首先将固体碳破碎至-10mm并与铁矿石混匀。固体碳与铁矿石的质量比为1:(3～10)；
(2)将固体碳与铁矿石的混合料混匀并造块，料块的形状为球或者其他块状集合体；
(3)将固结后的球/块烘干并与金属炉料一并投入到感应电炉中熔炼；
(4)炉料熔化后，铁元素以铁水形式排出感应电炉，炉渣以机械方式排出感应电炉。
2.根据权利要求1所述的一种利用含碳球/块改善铁水质量的方法，其特征在于固体碳包括煤、石油焦、兰炭、焦炭及其混合物。
说明书
技术领域：
本发明属于铸造领域，涉及一种利用含碳球/块改善铁水质量的方法。
技术背景：
随着工业化程度日益提高，废钢作为铸造原料的作用日益增强，但大量的廉价“轻型废钢”因为成分波动大而难以被用于铸造生产，资源浪费严重。优质废钢虽然性质优良，但价格较高。可见，常规的金属炉料，要么成分波动大、质量差，要么成本过高，很难满足铸造行业对低成本、高质量原料的需求。本发明提供了一种使用含碳球/块稳定铁水质量的方法，可以稳定“轻型废钢”熔炼出的铁水质量，大幅度降低铸件的废品率，提高其利用价值。
中国发明专利CN 101530910公开了一种“高硅氧玻璃纤维布软质过滤体铁水净化工艺”，可过滤铁水以降低铁水中的非金属颗粒夹杂量。中国发明专利CN102094100B公开了一种铁水脱磷剂及其应用方法，脱磷剂的组成为氧化钙75～85％，氧化铁10～21％，氟化钙4～5％，可以脱除铁水中的磷元素。使用这些方法可以减少铁水中的磷元素和杂质颗粒，但不能有效降低铁水中的有色金属元素含量或消除其对铸件质量的影响。中国发明专利CN 103343178A公开了一种高强度铸铁短流程快速自净化熔炼技术，采用高炉铁水、废钢为原料，添加65FeMn调整成分来获得高纯净度的铁水。但该工艺需要使用高炉铁水，只适用于极少数建有高炉的铸造企业。由此可见，现有的铁水净化工艺要么侧重于脱除铁水中的有害元素和杂质颗粒，不能消除有色金属元素对铁水质量的影响；要么依赖高炉铁水，不适于大多数没有高炉的铸造企业，不能从根本上消除废钢成分波动对铁水质量的影响及轻型废钢的利用难题。本发明与现有铁水净化技术的差别主要体现在：
(1)技术原理和原材料。中国发明专利CN 101530910采用“高硅氧玻璃纤维布软质过滤体”，目标是以过滤方式净化铁水；中国发明专利CN 102094100B采用脱磷剂，目标仅为脱除铁水中的磷元素；中国发明专利CN 103343178A更是需要同时采用铁水和65FeMn合金来净化铁水。而本发明则是采用含碳球/块，利用其还原产生的铁水稀释废钢中的有色金属元素，利用液态炉渣脱除铁水中的有害元素，从两个方面同时提高铁水质量，同现有技术方案有明显差别；
(2)工艺设备。中国发明专利CN 101530910和CN 102094100B技术原理与本发明不同，工艺设备没有可比性；中国发明专利CN 103343178A采用的高炉铁水可通过“稀释”效应降低废钢质量波动对铁水质量的影响，但该工艺需要高炉，而本发明是直接在感应电炉中使用含碳球/块，无需高炉炼铁工序，工艺设备简单；
(3)应用效果。中国发明专利CN 101530910、CN 102094100B和CN103343178A只能净化铁水，而本发明所使用的含碳球/块同时具有净化效率高、成本低的特点，能够在净化铁水的同时降低铁水成本，从应用效果上说与现有技术方案不同。
发明内容
本发明提供了一种利用含碳球/块改善铁水质量的方法，将含碳球/块与金属炉料同时投入感应电炉熔化。新炉料熔炼产生的铁水质量稳定，可以有效消除原料成分波动带来的铁水质量波动，提高轻型废钢的利用价值，同时降低铁水成本。
一种直接将含碳球/块用于感应电炉铸造生产的工艺，其特征在于：将以铁矿石及含铁固体废弃物、固体碳为主要原料的球团块用于感应电炉铸造生产；球团块与金属炉料同时加入感应电炉之中；球块与金属炉料熔化后以铁水形式排出感应电炉，具体步骤如下：
(1)首先将固体碳破碎至-10mm并与铁矿石混匀。固体碳与铁矿石的质量比为1:(3～10)；固体碳包括煤、石油焦、兰炭、焦炭及其混合物；
(2)将固体碳与铁矿石的混合料混匀并造块。料块的形状为球或者其他块状集合体；
(3)将固结后的球/块烘干并与金属炉料一并投入到感应电炉中熔炼；
(4)炉料熔化后，铁元素以铁水形式排出感应电炉，炉渣以机械方式排出感应电炉；
本发明提出了一种适用于感应电炉的含碳球/块，可省去炼铁环节，直接应用于感应电炉铸造工艺，用以降低因废钢质量差别而产生的铁水质量波动。在技术原理、原材料、工艺设备和应用效果等各方面均与现有铁水净化技术不同。
使用本发明能够提高轻型废钢的利用价值，替代价格更高的“重型废钢”，降低原料成本。同时，含碳球/块产生的铁水成本低于废钢铁水，进一步降低了铁水的生产成本。
附图说明
图1为本发明涉及的球/块制备和使用过程。
具体实施方式
以下实例用于说明本发明的实施过程，但不用来限制本发明的使用方法和适用范围。
实例1：
制备感应电炉用含碳球/块，其原料为河北某磁铁矿和山西某无烟煤，磁铁矿主要成分为：TFe62％，SiO26.97％，Al2O33.05％，CaO1.11％，MgO2.15％，粒度组成-0.074mm占55％；无烟煤灰分15.21％，水分3.14％，挥发分12.17％，固定碳69.48％。
制备和使用过程：
(1)破碎和混匀。将25kg无烟煤破碎至-3mm，加入铁矿石100kg，粘结剂3kg，水12kg，混合并搅拌均匀；
(2)造球。使用圆盘造球机造球，将混匀后的混合料制成直径10mm的球状集合体；
(3)烘干。将球/块置于220℃烘干箱中烘干；
(4)冷却。将烘干后的球/块冷却至室温；
(5)使用。将球/块与废钢同时投加至感应电炉中熔炼，产品以液态铁水和炉渣的形式排出感应电炉。
实例2：
制备感应电炉用含碳球/块，其原料为辽宁某赤铁矿和烟煤，赤铁矿主要成分为：TFe60％，SiO29.89％，Al2O31.22％，CaO0.13％，MgO1.92％，粒度组成-0.074mm占71％；烟煤灰分17.22％，水分3.11％，挥发分25.16％，固定碳54.51％。
制备和使用过程：
(1)破碎和混匀。将15kg烟煤破碎至-2mm，加入铁矿石100kg，粘结剂10kg，水10kg，混合并搅拌均匀；
(2)造球。使用对辊压球机造球，将混匀后的混合料制成直径12mm的球状集合体；
(3)烘干。将球置于干燥处自然风干；
(4)使用。将球/块与废钢同时投加至感应电炉中熔炼，产品以液态铁水形式排出感应电炉，液态炉渣人工扒出感应电炉。
实例3：
制备感应电炉用含碳球/块，其原料为山东某高铁赤泥和烟煤，赤泥主要成分为：TFe48％，SiO212.07％，Al2O35.15％，CaO3.13％，MgO2.92％，粒度组成-0.074mm占87％；烟煤灰分18.17％，水分3.57％，挥发分21.16％，固定碳57.1％。
制备和使用过程：
(1)破碎和混匀。将28kg无烟煤破碎至-2mm，加入高铁赤泥100kg，粘结剂5kg，水8kg，混合并搅拌均匀；
(2)造球。使用对辊压球机造球，将混匀后的混合料制成直径20mm的球状集合体；
(3)烘干。将球置于干燥通风处自然风干；
(4)烧制。使用箱式电炉，控制烧制温度580℃，烧制25min；
(5)使用。将热态球/块与废钢同时投加至感应电炉中熔炼，产品以液态铁水形式排出感应电炉，液态炉渣由扒渣机扒出感应电炉。
一种利用含碳球/块改善铁水质量的方法专利购买费用说明
Q：办理专利转让的流程及所需资料
A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。
1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2：按规定缴纳著录项目变更手续费。
3：同时提交相关证明文件原件。
4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q：专利转让变更，多久能出结果
A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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