《铬系铁合金》PPT课件.ppt

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1、第八章第八章 铬系铁合金铬系铁合金l铬系铁合金产品分类及其用途铬系铁合金产品分类及其用途l铬矿及其预处理铬矿及其预处理l铬系铁合金生产方法铬系铁合金生产方法(矿热炉冶炼矿热炉冶炼)l中、低碳铬铁生产技术中、低碳铬铁生产技术(炉外精炼炉外精炼)2 铬系铁合金产品分类及其用铬系铁合金产品分类及其用途途1）铬元素性质及其工业应用）铬元素性质及其工业应用2）铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用）铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用3铬元素性质及其工业应用铬元素性质及其工业应用 铬元素性质：铬元素性质：M=52.01 =7190 kg/m3 Tm=2418 K Tb=2938 K 金属铬元素的工业应用领域：金属铬元

2、素的工业应用领域：钢铁冶金钢铁冶金铬系铁合金铬系铁合金 生产不锈钢生产不锈钢 金属加工金属加工电镀电镀 化工化工 制革行业制革行业铬铁名称牌号化学成分（%）CrCSiPS高碳铬铁FeCr67C6.0 521050.060.06FeCr55C600 FeCr67C9.5FeCr55C1000 中、低碳铬铁 FeCr69C1.0 554.0 3.0 0.060.05FeCr55C100 FeCr69C0.25 FeCr55C25微碳铬铁ZKFeCr67C0.010650.12.0 0.0350.04ZKFeCr65C0.010 铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用5铬矿及其

3、预处理铬矿及其预处理 铬矿种类及产地铬矿种类及产地 铬矿质量评定标准铬矿质量评定标准 铬矿预处理技术铬矿预处理技术铬矿种类及产地铬矿种类及产地A二价金属元素B三价金属元素尖晶石类矿物构成：AOB2O3铬矿锰铬铁矿(Mn,Fe)OCr2O3硬铬尖晶石(Mn,Fe)O(Cr,Al)2O3铬铁矿(FeO)(Cr,Al)2O37 铬铬矿矿按按其其工工业业上上的的用用途途可可分分为为化化工工用用铬铬矿矿、耐材用铬矿和冶金用铬矿三大类。耐材用铬矿和冶金用铬矿三大类。铬矿石分类铬矿石分类铬矿石铬矿石化工用铬矿化工用铬矿重铬酸钾重铬酸钾铬铁合金铬铁合金金属铬金属铬冶金用铬矿冶金用铬矿耐材用铬矿耐材用铬矿铬砖或

4、铬镁砖等铬砖或铬镁砖等世界主要铬矿产地及化学成分世界主要铬矿产地及化学成分(%)产地Cr2O3FeO SiO2MgO Al2O3CaOSPCr2O3/FeO MgO/Al2O3西藏矿43.94 13.29 7.0 15.34 15.12 1.8 0.009 3.31 1.01 新疆矿35.79 14.06 6.25 17.93 17.93 1.5 0.006 2.55 1.00 土耳其精矿(粉)45.90 13.15 5.0 14.98 11.91 2.3 0.004 3.49 1.26 土耳其块矿 41.04 13.81 8.0 18.72 15.12 0.6 0.005 2.97 1.24

5、 南非41.08 25.39 4.849.93 1.62 菲律宾46.32 12.23 15.45 10.08 0.65 0.0073.79 1.53 印度块矿51.85 15.37 4.19 11.21 13.12 0.19 0.0063 3.37 0.85 印度精矿(粉)52.75 15.18 3.712.13 12.36 0.56 0.012 0.006 3.47 0.98 我国铬矿资源状况我国铬矿资源状况 中国铬矿资源比较贫乏，总保有铬矿石储量1121.8万吨，贫矿储量占46.3%、富矿占53.6。产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，其中西藏的保有储量约占全国

6、的一半，占富矿总量的73.5。因此我国冶金级的铬矿进口量巨大，对国际市场的依存度达到90%以上。铬矿质量评定标准铬矿质量评定标准成分：Cr2O3/FeO比值大小，Cr2O3含量，杂质元素含量，MgO、Al2O3含量高、低和MgO/Al2O3比值物理性质粒度可熔性铬矿熔化的难易程度 含铬50%，要求Cr2O3/FeO2.0 含铬60%，要求Cr2O3/FeO2.6难熔矿用于冶炼高碳铬铁，易熔矿用于冶炼精炼铬铁冶炼高碳铬铁时铬矿预处理技术铬矿预处理技术 铬矿资源中块矿只占总量的20%，其余80%是粉矿，且相当一部分铬矿属于易碎矿石，不能直接入炉。炉型愈大，对炉料粒度要求愈高。入炉铬矿粉不得超过10

7、%，否则生产指标差。铬矿粉压块工艺(又称冷烧结球团)冷压球自然干燥冷压球预热干燥(500700)铬铁矿粉造球固态还原日本的SRC法烧结球团矿(12001500)加拿大的DRC法转底炉(金属化率90%以上)球团成型机理和常用粘结剂球团成型机理和常用粘结剂成型机理分子间作用力范德华力 粘结相低温型、高温型常用粘结剂无机粘结剂有机粘结剂陶瓷结合型膨润土水硬型水泥(nCaOmSiO2)化学结合型水玻璃、消石灰亲水性或水溶性纸浆废液、制糖废液、腐殖酸、树脂类疏水性焦油、沥青中信大锰冷压球团矿的中信大锰冷压球团矿的工艺路线及特点工艺路线及特点uu开发了原料预均化、生石灰脱水技术，解决了原料水分过开发了原料

8、预均化、生石灰脱水技术，解决了原料水分过开发了原料预均化、生石灰脱水技术，解决了原料水分过开发了原料预均化、生石灰脱水技术，解决了原料水分过高的难题，研制的多元复合粘结剂解决了不同种类铬粉矿高的难题，研制的多元复合粘结剂解决了不同种类铬粉矿高的难题，研制的多元复合粘结剂解决了不同种类铬粉矿高的难题，研制的多元复合粘结剂解决了不同种类铬粉矿原料的冷压球团的难题。原料的冷压球团的难题。原料的冷压球团的难题。原料的冷压球团的难题。uu在生产线上设计了大振幅仓底振动分筛给料及配加粘结剂在生产线上设计了大振幅仓底振动分筛给料及配加粘结剂在生产线上设计了大振幅仓底振动分筛给料及配加粘结剂在生产线上设计了大

9、振幅仓底振动分筛给料及配加粘结剂在线搅拌溶解方式，使得压球生产线运转流畅，具有成本在线搅拌溶解方式，使得压球生产线运转流畅，具有成本在线搅拌溶解方式，使得压球生产线运转流畅，具有成本在线搅拌溶解方式，使得压球生产线运转流畅，具有成本低、易于实现机械化作业的特点。解决了相关行业冷压球低、易于实现机械化作业的特点。解决了相关行业冷压球低、易于实现机械化作业的特点。解决了相关行业冷压球低、易于实现机械化作业的特点。解决了相关行业冷压球团工业化过程中运行成本过高、均化困难和需要人工配加团工业化过程中运行成本过高、均化困难和需要人工配加团工业化过程中运行成本过高、均化困难和需要人工配加团工业化过程中运行

10、成本过高、均化困难和需要人工配加等问题。等问题。等问题。等问题。uu自然晾晒工序中自主设计了自动输送冷球团装置，尽可能自然晾晒工序中自主设计了自动输送冷球团装置，尽可能自然晾晒工序中自主设计了自动输送冷球团装置，尽可能自然晾晒工序中自主设计了自动输送冷球团装置，尽可能减少冷球团的碰撞碎裂，提高成球率。减少冷球团的碰撞碎裂，提高成球率。减少冷球团的碰撞碎裂，提高成球率。减少冷球团的碰撞碎裂，提高成球率。13成品球（自然晾干）成品球（自然晾干）铬粉矿铬粉矿生石灰生石灰皮皮带带输输送送机机皮皮带带输输送送机机除尘灰除尘灰筛筛下下粉粉料料预均化、脱水预均化、脱水高位料仓（大振幅振动分高位料仓（大振幅振

11、动分筛）给料筛）给料装装载载机机粘结剂搅拌粘结剂搅拌溶解器溶解器两台轮碾机两台轮碾机压压 球球 机机皮带堆存装置皮带堆存装置筛筛分分装装置置固态添加剂固态添加剂铬铬铬铬粉粉粉粉矿矿矿矿造造造造球球球球流流流流程程程程示示示示意意意意图图图图141516影响冷压球团效果的因素及控制影响冷压球团效果的因素及控制（1 1 1 1）粒度影响粒度影响粒度影响粒度影响 不同铬粉矿的粒度分布不同铬粉矿的粒度分布17（2 2 2 2）水分的影响）水分的影响）水分的影响）水分的影响uu初始铬粉矿的水分含量对冷压球团质量的影响主要表现在初始铬粉矿的水分含量对冷压球团质量的影响主要表现在初始铬粉矿的水分含量对冷压球

12、团质量的影响主要表现在初始铬粉矿的水分含量对冷压球团质量的影响主要表现在成球的完整性从而进一步影响冷强度。成球的完整性从而进一步影响冷强度。成球的完整性从而进一步影响冷强度。成球的完整性从而进一步影响冷强度。uu铬粉矿的含水量一般在铬粉矿的含水量一般在铬粉矿的含水量一般在铬粉矿的含水量一般在4%-5.5%4%-5.5%比较适宜于压球，成球后比较适宜于压球，成球后比较适宜于压球，成球后比较适宜于压球，成球后水分控制在水分控制在水分控制在水分控制在5%-7%5%-7%，这样可以确保合适的粘结剂加入量，这样可以确保合适的粘结剂加入量，这样可以确保合适的粘结剂加入量，这样可以确保合适的粘结剂加入量，无

13、须通过一些微细粉大量加入降低粉矿的含水量，保证成无须通过一些微细粉大量加入降低粉矿的含水量，保证成无须通过一些微细粉大量加入降低粉矿的含水量，保证成无须通过一些微细粉大量加入降低粉矿的含水量，保证成球后铬矿的球后铬矿的球后铬矿的球后铬矿的CrCr2 2OO3 3含量不至于降低太多。经反复试验，我公含量不至于降低太多。经反复试验，我公含量不至于降低太多。经反复试验，我公含量不至于降低太多。经反复试验，我公司研究出采用生石灰预均化脱水技术路线，确保了铬粉矿司研究出采用生石灰预均化脱水技术路线，确保了铬粉矿司研究出采用生石灰预均化脱水技术路线，确保了铬粉矿司研究出采用生石灰预均化脱水技术路线，确保了

14、铬粉矿中水分含量符合成球机成球的要求。中水分含量符合成球机成球的要求。中水分含量符合成球机成球的要求。中水分含量符合成球机成球的要求。18（3 3 3 3）粘结剂的选用粘结剂的选用粘结剂的选用粘结剂的选用 uu不同品种的铬粉矿选配粘结剂要有差异性，否则成球不同品种的铬粉矿选配粘结剂要有差异性，否则成球不同品种的铬粉矿选配粘结剂要有差异性，否则成球不同品种的铬粉矿选配粘结剂要有差异性，否则成球的冷强度差别较大，即使同的冷强度差别较大，即使同的冷强度差别较大，即使同的冷强度差别较大，即使同 品种的铬粉矿因含水量的品种的铬粉矿因含水量的品种的铬粉矿因含水量的品种的铬粉矿因含水量的不同采用的粘结剂也有

15、差别，许多常用粘结剂都可以不同采用的粘结剂也有差别，许多常用粘结剂都可以不同采用的粘结剂也有差别，许多常用粘结剂都可以不同采用的粘结剂也有差别，许多常用粘结剂都可以达到到成球效果，无论怎样选用首要考虑的问题是：达到到成球效果，无论怎样选用首要考虑的问题是：达到到成球效果，无论怎样选用首要考虑的问题是：达到到成球效果，无论怎样选用首要考虑的问题是：添加剂中不能含有对产品有害的元素，而且要考虑对添加剂中不能含有对产品有害的元素，而且要考虑对添加剂中不能含有对产品有害的元素，而且要考虑对添加剂中不能含有对产品有害的元素，而且要考虑对炉衬材料的保护。炉衬材料的保护。炉衬材料的保护。炉衬材料的保护。uu

16、根据我公司的生产特点，经过长期试验基本选用两类根据我公司的生产特点，经过长期试验基本选用两类根据我公司的生产特点，经过长期试验基本选用两类根据我公司的生产特点，经过长期试验基本选用两类复合粘结剂复合粘结剂复合粘结剂复合粘结剂 生石灰生石灰生石灰生石灰+膨润土膨润土膨润土膨润土+水玻璃；水玻璃；水玻璃；水玻璃；消石灰消石灰消石灰消石灰+膨润土膨润土膨润土膨润土+水玻璃水玻璃水玻璃水玻璃+水溶性树脂水溶性树脂水溶性树脂水溶性树脂19 要生产出经过晾晒后能够直接入炉冶炼的冷压球团还要要生产出经过晾晒后能够直接入炉冶炼的冷压球团还要要生产出经过晾晒后能够直接入炉冶炼的冷压球团还要要生产出经过晾晒后能够

17、直接入炉冶炼的冷压球团还要在生产线上注重控制关键工序：在生产线上注重控制关键工序：在生产线上注重控制关键工序：在生产线上注重控制关键工序：确保不同粘结剂与粉矿混合的均匀性确保不同粘结剂与粉矿混合的均匀性确保不同粘结剂与粉矿混合的均匀性确保不同粘结剂与粉矿混合的均匀性 我公司选用行星式轮碾机，关键部件是行星搅拌铲，安我公司选用行星式轮碾机，关键部件是行星搅拌铲，安我公司选用行星式轮碾机，关键部件是行星搅拌铲，安我公司选用行星式轮碾机，关键部件是行星搅拌铲，安装在齿轮箱上并与一对碾轮一同安装在一个在立轴上，它同装在齿轮箱上并与一对碾轮一同安装在一个在立轴上，它同装在齿轮箱上并与一对碾轮一同安装在一

18、个在立轴上，它同装在齿轮箱上并与一对碾轮一同安装在一个在立轴上，它同时带动碾轮和行星铲做顺时针方向公转，同时行星搅拌铲又时带动碾轮和行星铲做顺时针方向公转，同时行星搅拌铲又时带动碾轮和行星铲做顺时针方向公转，同时行星搅拌铲又时带动碾轮和行星铲做顺时针方向公转，同时行星搅拌铲又分别绕各自的轴心做逆时针方向自转，不仅使混合物料做水分别绕各自的轴心做逆时针方向自转，不仅使混合物料做水分别绕各自的轴心做逆时针方向自转，不仅使混合物料做水分别绕各自的轴心做逆时针方向自转，不仅使混合物料做水平运动、又有垂直方向的上下翻动，使物料中的各种成分在平运动、又有垂直方向的上下翻动，使物料中的各种成分在平运动、又有

19、垂直方向的上下翻动，使物料中的各种成分在平运动、又有垂直方向的上下翻动，使物料中的各种成分在很短时间内得到非常均匀的混合，而且使物料在单位时间内很短时间内得到非常均匀的混合，而且使物料在单位时间内很短时间内得到非常均匀的混合，而且使物料在单位时间内很短时间内得到非常均匀的混合，而且使物料在单位时间内翻动到碾轮下的次数大大增加，通过合理选择公转与自转的翻动到碾轮下的次数大大增加，通过合理选择公转与自转的翻动到碾轮下的次数大大增加，通过合理选择公转与自转的翻动到碾轮下的次数大大增加，通过合理选择公转与自转的转速比，可以使物料运动轨迹形成转速比，可以使物料运动轨迹形成转速比，可以使物料运动轨迹形成转

20、速比，可以使物料运动轨迹形成3 3 3 3叶、叶、叶、叶、4 4 4 4叶、叶、叶、叶、5 5 5 5叶玫瑰形图线叶玫瑰形图线叶玫瑰形图线叶玫瑰形图线,大大提高了碾压效果。大大提高了碾压效果。大大提高了碾压效果。大大提高了碾压效果。铬粉矿成球过程控制铬粉矿成球过程控制2021物料运动轨迹示意图物料运动轨迹示意图物料运动轨迹示意图物料运动轨迹示意图22 确保给料的均匀性和充足性确保给料的均匀性和充足性确保给料的均匀性和充足性确保给料的均匀性和充足性 进入成球阶段时，要确保成球质量，除了粉料的进入成球阶段时，要确保成球质量，除了粉料的进入成球阶段时，要确保成球质量，除了粉料的进入成球阶段时，要确保

21、成球质量，除了粉料的粒度在一定范围内，还要保证粉料是均匀给入压球机，粒度在一定范围内，还要保证粉料是均匀给入压球机，粒度在一定范围内，还要保证粉料是均匀给入压球机，粒度在一定范围内，还要保证粉料是均匀给入压球机，同时要供料充足，为了实现上述目的，在压球机上部同时要供料充足，为了实现上述目的，在压球机上部同时要供料充足，为了实现上述目的，在压球机上部同时要供料充足，为了实现上述目的，在压球机上部采用预压辊装置，或者采用可调速的螺旋给料机进行采用预压辊装置，或者采用可调速的螺旋给料机进行采用预压辊装置，或者采用可调速的螺旋给料机进行采用预压辊装置，或者采用可调速的螺旋给料机进行强制给料，当然强制给

22、料的量要视压球后的回料量进强制给料，当然强制给料的量要视压球后的回料量进强制给料，当然强制给料的量要视压球后的回料量进强制给料，当然强制给料的量要视压球后的回料量进行调整，以达到合适的强制给料总量，否则超过压球行调整，以达到合适的强制给料总量，否则超过压球行调整，以达到合适的强制给料总量，否则超过压球行调整，以达到合适的强制给料总量，否则超过压球模子能够承受的粉料，成球强度也会受到影响；同时模子能够承受的粉料，成球强度也会受到影响；同时模子能够承受的粉料，成球强度也会受到影响；同时模子能够承受的粉料，成球强度也会受到影响；同时为了提高冷压球团脱模的完整性、延长压球机辊皮的为了提高冷压球团脱模的

23、完整性、延长压球机辊皮的为了提高冷压球团脱模的完整性、延长压球机辊皮的为了提高冷压球团脱模的完整性、延长压球机辊皮的寿命、提高辊皮表面的光洁度，要对进入压球机的粉寿命、提高辊皮表面的光洁度，要对进入压球机的粉寿命、提高辊皮表面的光洁度，要对进入压球机的粉寿命、提高辊皮表面的光洁度，要对进入压球机的粉料进行筛分和磁选，确保大颗粒物料和金属材料不能料进行筛分和磁选，确保大颗粒物料和金属材料不能料进行筛分和磁选，确保大颗粒物料和金属材料不能料进行筛分和磁选，确保大颗粒物料和金属材料不能进入压球机。进入压球机。进入压球机。进入压球机。铬粉矿成球过程控制铬粉矿成球过程控制23 月份月份指指标标23 4

24、5 6 7 8 910 矿矿耗耗 (t/t)2.472.372.412.422.442.422.512.492.47 粉粉矿矿比例比例 (%)34.54348.242.540.437.848.135.725 入炉品位入炉品位 (%)39.639.84 39.8140.840.36 39.61 40.2439.539.89 铬铬回收率回收率(%)88.486.36 86.34 84.13 86.15 88.12 84.79 86.56 88.32电电耗耗(kwh/t)467546704656441044694535463545474581冷压球团矿使用前后冷压球团矿使用前后经济技术指标对比经济技

25、术指标对比20082008年未使用球团生产技术经济指标（年未使用球团生产技术经济指标（年未使用球团生产技术经济指标（年未使用球团生产技术经济指标（1111月和月和月和月和1212月停产月停产月停产月停产）24 月份月份指标指标2 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212矿耗矿耗矿耗矿耗(t/t)(t/t)2.49 2.49 2.35 2.35 2.29 2.29 2.422.422.312.312.30 2.30 2.39 2.39 2.40 2.40 2.50 2.50 2.5 2.5 2.14 2.14 球比球比球比球比/粉比粉比粉比粉比 14.1714.17/

26、7/7 17.1917.19/0/0 1010/21.1/21.1 1818/10.9/10.9 32.132.1/3.9/3.9 20.520.5/0/0 11.411.4/11.9/11.9 20.720.7/3.1/3.1 24.624.6/0/0 15.815.8/6.1/6.1 70.270.2/0/0 入炉品位入炉品位入炉品位入炉品位(%)(%)39.4439.44 39.29 39.29 39.64 39.64 39.44 39.44 40.86 40.86 38.84 38.84 40.29 40.29 39.59 39.59 40.03 40.03 38.73 38.73 4

27、2.03 42.03 铬回收率铬回收率铬回收率铬回收率(%)(%)86.72 86.72 91.25 91.25 89.99 89.99 88.9388.93 91.88 91.88 89.59 89.59 87.51 87.51 89.07 89.07 91.36 91.36 86.31 86.31 90.9490.94电耗电耗电耗电耗(kwh/t)(kwh/t)44954495 4345 4345 4695 4695 4428 4428 4322 4322 44224422 4325 4325 4322 4322 4289 4289 4564 4564 4119 4119 20092009

28、年使用球团矿生产技术经济指标年使用球团矿生产技术经济指标年使用球团矿生产技术经济指标年使用球团矿生产技术经济指标2526铬矿烧结铬矿烧结 铬铬尖尖晶晶石石熔熔点点很很高高，且且难难以以形形成成低低熔熔点点的的液液相相，其其烧烧结结性性主主要取决于脉石的性能和所添加的熔剂。要取决于脉石的性能和所添加的熔剂。工工业业规规模模生生产产烧烧结结铬铬矿矿的的工工艺艺有有日日本本钢钢管管富富山山厂厂和和芬芬兰兰奥奥托托空空普普的的烧烧结结球球团团工工艺艺，巴巴西西珀珀居居卡卡(Pojuca)和和挪挪威威埃埃肯肯的的烧烧结结盘盘工艺、带式烧结机工艺等。其烧结能力多在工艺、带式烧结机工艺等。其烧结能力多在10

29、th以上。以上。典型的铬矿烧结工艺条件如下：典型的铬矿烧结工艺条件如下：原料配比原料配比 粉矿或精矿粉矿或精矿 焦粉焦粉 熔剂熔剂 水分水分 100 20 3.64 810 烧结温度烧结温度 13001450 某某些些工工业业废废渣渣，除除尘尘器器回回收收的的粉粉尘尘可可以以用用作作铬铬矿矿烧烧结结熔熔剂剂。采采用用烧烧结结法法可可以以回回收收浸浸出出渣渣中中铁铁和和铬铬等等有有用用元元素素。铬铬浸浸出出渣渣中中含含有有可可溶溶性性六六价价铬铬，对对环环境境造造成成污污染染。在在烧烧结结过过程程中中，六六价价铬铬还还原原成三价铬使烧结矿中成三价铬使烧结矿中Cr 6+0.01，从而消除了六价铬的

30、危害。，从而消除了六价铬的危害。固相反应出现反应产物的开始温度固相反应出现反应产物的开始温度铬矿的固态还原工艺铬矿的固态还原工艺 铬矿球团预还原工艺(SRC法)铬矿的固态还原工艺铬矿的固态还原工艺 铬矿直接还原工艺(CODIR法)铬系铁合金生产方法铬系铁合金生产方法31中、低碳铬铁中、低碳铬铁高碳铬铁高碳铬铁矿热炉法矿热炉法 普遍使用普遍使用高炉法高炉法含含Cr 30%左右左右微碳铬铁微碳铬铁高碳铬铁精炼法高碳铬铁精炼法电硅热法电硅热法氧气精炼高碳铬铁氧气精炼高碳铬铁铬矿精炼高碳铬铁铬矿精炼高碳铬铁电硅热法电硅热法热兑法热兑法l铬铁矿热炉内的物化反应铬铁矿热炉内的物化反应l铬铁冶炼的炉渣成分选

31、择铬铁冶炼的炉渣成分选择l铬铁矿还原反应机理铬铁矿还原反应机理l高碳铬铁的成分控制高碳铬铁的成分控制 高碳铬铁冶炼工艺（矿热炉法）高碳铬铁冶炼工艺（矿热炉法）33铬铁矿热炉内的物化反应铬铁矿热炉内的物化反应2/3Cr2O3+2C=4/3Cr+2COG123970-81.22T T始始=1523 K2/3Cr2O3+26/9C=4/9Cr3C2+2COG114410-83.05T T始始=1373 K2/3Cr2O3+18/7C=4/21Cr7C3+2COG115380-82.09T T始始=1403 K2/3Cr2O3+54/23C=4/69Cr23C6+2COG118270-81.75T T

32、始始=1448 K起始温起始温度最低度最低铬铁冶炼的炉渣成分选择铬铁冶炼的炉渣成分选择Al2O3-MgO-SiO2系相图系相图铬铁矿还原反应机理铬铁矿还原反应机理 矿热炉内铬矿的还原机制尚存在争议。一种理论认为大部分铬矿在固态已完成还原反应过程，只有少量未还原的细小铬矿颗粒进入熔渣。另一种理论则认为铬矿溶解于炉渣之中，渣中的铬和铁氧化物与还原剂相互作用最终完成还原过程（焦炭层）。怎么证明哪个理论正确呢？高碳铬铁的成分控制高碳铬铁的成分控制 在在高高碳碳铬铬铁铁冶冶炼炼矿矿热热炉炉内内，因因铬铬矿矿密密度度大大于于炉炉渣渣密密度度，故故在在熔熔池池合合金金上上方方形形成成了了铬铬矿矿与与炉炉渣渣

33、的的混混合合精精炼炼层层。当当焦焦炭炭层层中中生生成成的的合合金金液液滴滴穿穿过过这这些些区区域域，将将会会发发生生如如下下反反应应，影影响了最终合金产品的成分：响了最终合金产品的成分：14/5Cr3C2+2/3Cr2O3=4/3Cr+6/5Cr7C3+2COG130050-74.03T T始始=1763 K 3Cr3Si6+2Cr2O3=13Cr(l)+3SiO2(l)2Cr3C7+2/3Cr2O3=2/3Cr23C6+2CO G621315-328.13T T始始=1893 K 1/3Cr23C6+2/3Cr2O3=9Cr+2CO G655173-326.67T T始始=2006 K中、低

34、碳铬铁的生产技术中、低碳铬铁的生产技术 (炉外精炼法炉外精炼法)l中、低碳铬铁生产工艺原理中、低碳铬铁生产工艺原理l硅铬合金生产方法硅铬合金生产方法l冷装工艺和热兑法冷装工艺和热兑法(波伦法波伦法)中、低碳铬铁生产工艺原理中、低碳铬铁生产工艺原理 中、低、微碳铬铁统称为精炼铬铁，生产方法有脱碳中、低、微碳铬铁统称为精炼铬铁，生产方法有脱碳法和脱硅法两种。法和脱硅法两种。脱碳法脱碳法高碳铬铁高碳铬铁+吹氧吹氧高碳铬铁高碳铬铁+氧化剂氧化剂(FeO、Cr2O3)电硅热法电硅热法冷装与热兑工艺冷装与热兑工艺(波伦法波伦法)硅铬铁合金硅铬铁合金(矿热炉矿热炉)通过增硅降低合金中的含量碳通过增硅降低合金

35、中的含量碳用铬矿对硅铬合金脱硅用铬矿对硅铬合金脱硅Cr3C2+SiCr3Si2+C(SiC)FeOCr2O3+2(Cr,Fe)Si=4Cr+3Fe+2SiO2)硅铬合金生产方法硅铬合金生产方法l不同铬铁产品对硅铬合金成分的要求不同铬铁产品对硅铬合金成分的要求l二步法冶炼硅铬合金二步法冶炼硅铬合金l一步法冶炼硅铬合金一步法冶炼硅铬合金不同铬铁产品对硅和合金成分的要求不同铬铁产品对硅和合金成分的要求铬铁含碳量铬铁含碳量/%/%硅铬中碳含量硅铬中碳含量/%/%硅硅/%/%0.010.010.050.050.0270.02748485757C0.01C0.010.0280.0280.0650.0654

36、8485252C0.015C0.0150.0660.0660.0850.08548485252C0.25C0.25未定未定46465050二步法冶炼硅铬合金二步法冶炼硅铬合金(工艺过程工艺过程)二二步步法法硅硅铬铬合合金金冶冶炼炼属属于于无无渣渣法法工工艺艺，其机理类似于硅铁冶炼。其机理类似于硅铁冶炼。用用矿矿热热炉炉炼炼制制成成高高碳碳铬铬铁铁产产品品之之后后，再再用用高高碳碳铬铬铁铁、硅硅石石、焦焦炭炭在在另另一一台台矿矿热热炉炉中中冶冶炼炼硅硅铬铬合合金金，冶冶炼炼操操作作过过程程与与FeSi45硅硅铁铁生产相同。生产相同。二步法冶炼硅铬合金二步法冶炼硅铬合金(冶金原理冶金原理)硅的还原

37、：硅的还原：SiO2+2C=Si+2CO硅的脱碳反应硅的脱碳反应:(Cr,Fe)7C3+7Si=7(Cr,Fe)Si+3C(Cr,Fe)7C3+10Si=7(Cr,Fe)Si+3SiC炉外降碳：通过控制出铁次数和铁水镇静时间使产物炉外降碳：通过控制出铁次数和铁水镇静时间使产物 石墨或碳化硅浮于合金表面。石墨或碳化硅浮于合金表面。一步法冶炼硅铬合金一步法冶炼硅铬合金 一一步步法法硅硅铬铬合合金金生生产产属属于于有有渣渣法法工工艺艺，其其冶冶炼炼过过程程实实际际上上是是有有渣渣法法冶冶炼炼高高碳碳铬铬铁铁和和无无渣渣法法冶冶炼炼硅硅铁铁两两个个部部分分的的结结合合。即即矿矿热热炉炉上上部部类类似似

38、于于高高碳碳铬铬铁铁电电炉炉，而而下下部部分分则则类类似似于于硅硅铁铁电电炉炉。SiC和和SiO是是一一步步法法生生产产硅硅铬铬合合金金过过程程中中的的中中间间产产物物。莫莫多多甘甘(Mertdogan)认认为为：炉炉膛膛内内反反应应可可分分为为三三个个区区域：高碳铬铁生产区、域：高碳铬铁生产区、SiC生产区和硅铁生产区。生产区和硅铁生产区。一步法硅铬合金电炉炉膛反应区的温度分布一步法硅铬合金电炉炉膛反应区的温度分布和输入反应区电能平衡和输入反应区电能平衡冷装工艺和热兑工艺冷装工艺和热兑工艺(波伦法波伦法)l冷装工艺：冷装工艺：铬矿、硅铬合金和石灰在铬矿、硅铬合金和石灰在3000-6000kV

39、A 固定式或倾动旋转式电炉内完成铬铁精炼过程。固定式或倾动旋转式电炉内完成铬铁精炼过程。其操作工艺分为五个阶段：其操作工艺分为五个阶段：1)补炉，补炉，2)引弧加料引弧加料 3)熔化期，熔化期，4)精炼期，精炼期，5)出铁。出铁。l热兑工艺：热兑工艺：将硅铬合金熔体和铬矿石灰熔体在炉外充分混合，将硅铬合金熔体和铬矿石灰熔体在炉外充分混合，完成冶金反应，再进行渣金分离的过程。依据操完成冶金反应，再进行渣金分离的过程。依据操 作工艺的不同由分为一步法作工艺的不同由分为一步法(顺流反应器顺流反应器)和二步法和二步法 (逆流反应器逆流反应器)一步热兑工艺流程图（顺流反应器）一步热兑工艺流程图（顺流反应器）1）没有中间渣，中间硅铬合金，因而工艺简单。2）可使用固态硅铬合金，不需强调硅铬电炉与化渣电弧出铁时间的配合。3）合金含硅波动较大，多次倒包，会降低铬的回收率，增加产品的含氮水平。4）相对于其他热兑工艺，终渣的铬较高，一般在5%左右，比电硅热法高1%左右。一步热兑工艺特点一步热兑工艺特点二步热兑工艺流程图（逆流反应器）二步热兑工艺流程图（逆流反应器）热兑过程渣热兑过程渣-金属平衡曲线和成分控制图金属平衡曲线和成分控制图两步热兑工艺操作制度两步热兑工艺操作制度两步热兑工艺操作制度两步热兑工艺操作制度三步热兑工艺操作制度三步热兑工艺操作制度