高碳铬铁的冶炼工艺与原理.doc

高碳铬铁的冶炼工艺与原理?一、矿热炉?高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉(高炉)法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低铬合金( Cr<30 %),较高铬含量(例如 Cr>60 %)的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段;后两种方法是正在探索中的新兴工艺;因此,绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉(矿热炉)法生产。电炉冶炼具有以下特点: ?(1)电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。?(2)电是唯一能获得任意高温条件的能源。?(3)电炉容易实现还原、精炼、氮化等各种冶金反应要求的氧分压、氮分压等热力学条件。? 主要技术参数?根据生产的品种和年产量,首先确定炉用变压器的额定容量,选择变压器的类型(三相或三台单相)、工作电压和工作电流。然后确定电炉的几何参数,包括电极直径,电极极心圆直径(或电极中心距), 炉膛直径,炉膛深度,护壳直径,炉完高度等。所有这些参数,通常采用经验公式计算,并参照国内外生产实践进行选定。部分冶炼高碳铬铁的还原电炉主要技术参数列于表 1。?表1部分还原电炉主要技术参数?变压器容量/KVA 使用电压/V 电极直径/mm 极心圆直径/mm 炉膛直径/mm 炉膛深度/mm 2700 500 1150 2800 1700 8000 138 870 2250 6500 2700 9000 900 2300-2500 4500 2100 12500 158 1000 2300-2500 4900 2100 12500 120-168? 19级 1020 2600 ± 50 6000 2300 25000 220 1300 3300 7700 2500 ? 组成结构?埋弧式还原电炉由炉体、供电系统、电极系统、烟罩(或炉盖)、加料系统、检测和控制系统、水冷却系统等组成。?二、工艺流程? 原料的选取?冶炼高碳烙铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。其中焦炭以及硅石作为还原剂。?(1)铬矿?世界铬铁矿矿床主要分布在东非大裂谷矿带、欧亚界山乌拉尔矿带、阿尔卑斯—喜马拉雅矿带和环太平洋矿带。近南北向褶皱带中的铬铁矿资源量,占世界总量的 90 %以上。其中南非、哈萨克斯坦和津巴布韦占世界已探明铬铁矿总储量的 85 %以上,占储量基础的 90 %以上,仅南非就占去了约 3/4 的储量基础。?①选矿原则: 由于铬是用途最多的金属,而且在“战略金属”中列第一位。当今世界拥有铬矿资源的国家或资源缺乏的国家,都在加紧铬矿石选矿的研究,其选别方法有: ? 1)重选:如跳汰、摇床、螺旋溜槽、重介质旋流器等。? 2)磁电选:包括高强场磁选、高压电选。? 3)浮选和絮凝浮选。? 4)联合选:如重选—电选。? 5)化学选矿:处理极细粒难选贫铬矿。?在上述铬矿选矿方法中,生产上主要采用重选方法,常采用摇床和跳汰选别。有时重选精矿用弱滋选或强磁选再选,进一步提高铬精矿石的品位和铬铁比。?②铬矿搭配原则: 在高碳铬铁的实际生产中往往需要选择合适的矿种搭配以及搭配比例。铬矿搭配的原则主要有:? 1)合适的铬铁比( Cr 2o 3/∑ FeO )。一般来说,冶炼含铬量大于 50 %的合金要求入炉综合矿的 Cr 2o 3/∑ FeO 比值大于 ;