高碳铬铁冶炼岗位培训手册

高碳铬铁岗位培训§⒈准备知识§⒉高碳铬铁生产§⒊加料操作§⒋炉前操作§⒈准备知识1.1 根据含碳量不同，铬铁可分为微碳铬铁、中碳铬铁和高碳铬铁（碳素铬铁）。

含碳量6-10%的铬铁为高碳铬铁，其中专用于生产硅铬合金、中碳铬铁的原料称之谓再制铬铁。

高碳铬铁是在矿热炉中用电加热用碳还原铬矿所生产的。

1.2 高碳铬铁所含的主要元素有铬Cr、铁Fe、硅Si、碳C、磷P、硫S，这些元素一般以化合物形式存在高碳铬铁合金中，这些化合物为：六碳化二十三铬：Cr23C6；三碳化七铬：Cr7C3；二碳化三铬：Cr3C2；硅化三铬：Cr3Si；三硅化五铬：Cr5Si3；硫化铬：CrS；三硫化二铬：Cr2S3；磷化三铬：Cr3P；磷化二铬：Cr2P；炉渣中所含的主要化合物有：三氧化二铬：Cr2O3；二氧化硅SiO2：；氧化钙：Cao；氧化镁：MgO；三氧化二铝：Al2O3。

1.3 铬是最重要的合金元素之一，在铁合金工业中，用于熔炼铬铁的电炉容量占第三位。

由于铬元素能改善钢的机械性能（强度、耐磨性）和使钢具有特殊的物理化学性质（耐热、耐腐），因此，高碳铬铁最主要的用途是“合金剂”。

高碳铬铁熔点：1520—1550℃，比重：6.5—7.0g/mm3。

1.4 在高温下，铬矿中的Cr2O3与碳素还原剂发生反应从而得到铬铁。

整个冶炼过程中存在一系列的复杂反应，最基本的反应式是：2/3 Cr2O3 + 18/7C = 4/21Cr7C3 + 2CO ①FeO + C = Fe + CO ②SiO2 + 2C=Si + 2CO ③为什么在还原过程中得不到纯铬，用碳还原氧化铬生成碳化物的开始温度为1130℃，而还原生成纯铬的开始温度为1250℃，因此用碳还原氧化铬得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。

由于生成碳化物而不可避免地使合金增碳。

在反应过程中受到：温度影响：实际生产中，炉料在加热过程中首先有部分的铬矿与焦碳反应生产二碳化三铬，随着炉料温度升高，大量铬矿与焦碳反应生成Cr7C3；铁的影响：铬矿中氧化铁比Cr2O3先还原，与碳化铬互溶，组成复合碳化物，降低了合金的熔点，使还原反应更容易进行。

硅的影响：当足量使用还原剂时，SiO2被大量还原，由于铬的硅化物比铬的碳化物更稳定，还原出来的硅置换了碳，使合金含碳量降低。

⒈5产品标准分别执行国家标准、用户标准、企业自用标准。

国家标准：GB5683—2005《铬铁》中“高碳铬铁”部分。

略用户标准：企业将根据用户标准制定了内部控制的牌号。

略企业自用标准：为再制铬铁标准。

略1.6 高碳铬铁生产中，其主要生产和技术指标有产量、单位电耗、主元素回收率等。

产量：铁合金产品由于主元素波动，一般以基准量计，规定：每吨产品（基准）含铬0.5吨。

基准量=实物重量×合金含Cr%÷50% ④单位电耗：规定每基准吨高碳铬铁所消耗的冶炼电（不含动力电）单位电耗=所消耗的总冶炼电÷所生产的合格产量（基准）kwh/t ⑤主元素回收率：指产品中主元素（Cr）的含量占入炉原料中所含主元素的量的百分比。

回收率=合格品的实物重量×合金含Cr%÷入炉原料含Cr量=基准量×0.5÷入炉原料含Cr量高碳铬铁岗位培训§⒈准备知识§⒉高碳铬铁生产§⒊加料操作§⒋炉前操作2.1 高碳铬铁生产流程仅就我公司内各个环节而言，高碳铬铁生产要经过八个环节：↓↓↓↓↓↓↓其中1—3环节可称为：原料整备阶段；4—6环节可称为：冶炼生产阶段；7—8环节可称为：成品加工阶段；2.2 高碳铬铁所用原辅料高碳铬铁所用的原辅料主要有铬矿、焦碳、硅石。

2.2.1 铬矿铬矿是合金中主元素的来源。

常用的铬矿有：巴基斯坦矿、土耳其矿、菲律宾矿、伊朗矿、澳大利亚矿、南非矿、哈萨克斯坦矿、印度矿、西藏矿等。

我公司对入炉料批中铬矿一般要求：Cr2O3≥38%； CrⅠ：Cr/Fe≥2.2—2.3CrⅡ：Cr/Fe≥1.6P≤0.013%；MgO/ Al2O3=1.2—1.7粒度：10—80mmC/F（铬铁比）是铬矿品质的重要指标，这个比值越大则铬铁合金中含铬越高。

铬铁比的选择是根据产品标准中对产品含铬量要求来确定，当C/F≥2.2可保证产品含Cr≥60%；当C/F≥1.6时，可保证产品含Cr≥52%。

M/A（镁铝比）是为了在冶炼过程中得到较好的炉渣特性而定的，A过高会造成渣粘，排渣困难，影响冶炼正常进行；M过高会造成渣熔点升高，电极电流不能保持稳定，同样影响冶炼正常进行。

粒度大小是根据炉子容量大小而定，粒度过小会造成料层透气性差，发生喷料损失大，渣中跑Cr高；粒度过大会影响铬矿熔化性，造成熔化时间长而影响指标。

2.2.2焦碳焦碳用作还原剂，高碳铬铁常用的焦碳有：冶金焦、兰碳（半焦）。

高碳铬铁生产对焦碳的一般要求是：固定炭≥82%，灰份≤15%，挥发份≤1.7%，S≤0.7%；粒度要求：5～20、10—30mm、10—40mm。

2.2.3 硅石硅石主要用作溶剂，调整炉渣熔点。

高碳铬铁生产中对硅石的一般要求是：SiO2≥97%，Al2O3≤1.0%，P2O5≤0.05%；粒度要求：30—80mm。

高碳铬铁岗位培训§⒈准备知识§⒉高碳铬铁生产§⒊加料操作§⒋炉前操作高碳铬铁生产是连续性的，即连续加料，定期出铁。

3.1 加料工工作范围防止炉顶料仓空仓，随时保持料仓满料；判断料咀是否烧损；判断电极是否发生硬断；核查料批、检查合金成分、炉渣成分；观察炉况并积极配合炉长处理炉况；注意炉压波动，及时恢复正常炉压；注意观察煤气成分及炉内压力和温度，判断炉内是否漏水督促操纵工送足负荷；检查维护二楼及二楼以上的炉子设备，保持其正常运转；维护电极，协助操纵工正常放电极。

3.2 加料3.2.1保持炉顶料仓的储料在低限位以上，及时通知配料工补充炉料；一旦储料低于低限位以下，人应站在上风口，绝对禁止探看料仓，采用遥控补料方式进行，补料以后即通知维修人员检查限位是否失灵并及时更换；检查料仓的氮封的正常，一旦不正常请及时通知维修人员及安全员到现场，必要时可以停电，以恢复安全措施；3.2.2出铁前应确保炉顶料仓满料，防止出铁后炉料跟不上而造成料仓缺料事故；出铁时若配料系统故障，则及时封闭料管，防止煤气从料仓上逸出，造成事故，并及时降负荷；3.2.3处理炉况加附加料，宜在集中加在炉心料仓中，然后再正常加料。

处理电极事故偏加重料，将重料加在事故相电极四周料管的料仓中。

3.2.4 记录每根料管吃料批数，并从料管下料声音及冒火情况判断料咀是否烧掉并向班长汇报；3.3 炉况处理3.3.1正常炉况标志：三相电极平衡，电极稳定；料面下沉均匀（炉心应快些），料层透气性好，整个炉口料面冒黄色火苗；出铁时，渣铁流动性好，成分稳定。

3.3.2不正常炉况征状及处理3.3.2.1 焦碳不足征状：电极四周挂渣，插入炉料很深，电流小负荷送不足，电极消耗快；合金含Si降低，含S升高；渣中Cr2O3升高，炉渣呈淡绿色；铁变硬。

缺碳严重时，电极上抬，渣铁度明显下降，渣粘，排渣困难，合金含Si和渣中Cr2O3升高，渣铁难以分离。

处理：出铁毕附加焦碳；料批中增加焦碳；增大焦碳粒度。

3.3.2.2 焦碳过剩征状：电流波动，电极下插浅，消耗慢；塌料，刺火，翻渣；出铁口不易打开，炉渣不易排出；合金含Si升高，渣中Cr2O3降低。

处理：出铁时炉眼开大些，用圆钢帮助排渣，出铁后即附加重料；减少料批中焦碳用量；减小焦碳粒度。

3.3.2.3 硅石过多征状：炉温降，坩埚缩小，电极易上抬，合金含C上升，含Si下降；渣中SiO2上升，炉渣呈表面发黑；炉墙侵蚀严重，炉眼大；铁水包粘铁严重，表面粘有红渣。

处理：附加少量焦碳；附加3—6批无硅石料；料批中减少硅石量。

3.3.2.4 硅石过少征状：电极四周结成渣瘤，冒出白烟，合金含Si升高；炉渣SiO2降低，渣粘稠，含有大量金属颗粒，渣温高，流动性差；合金酥，易碎。

处理：附加硅石；料批中增加硅石量。

3.3.2.5 Al2O3过高征状：电极周围挂渣，电流送不足，合金温度低，渣有长丝，发黑。

处理：增加碱性氧化物（MgO、CaO）；调整矿源。

3.4 合金成分控制高碳铬铁的成分主要取决于原料化学成份、原料物理性质和料批搭配。

3.4.1、Cr，提高主元素含量：①铬矿的C/F是关键，C/F↑则[Cr]↑，②在C/F接近的情况下，应选择较难熔的矿。

③略缺碳作业，合金含Si应控制＜1%。

3.4.2、Si，控制含Si量以满足用户需求及合金其他元素的控制。

①料批中焦碳用量足，合金含Si高；②硅石过量，合金含Si低；③M/A低，合金含Si高。

3.4.3、C，①提Si降碳，合金中含Si升高则含C降低，因此多碳作业会降C；②铬矿粒度减小会使合金增C；③M/A升高会使合金增C。

3.4.4、S，①提Si降S，效果尤为明显；②提C降S；③适量增加碱性氧化物有利于降S。

焦碳中的S占总入炉S的70%以上，选择低硫焦是关键。

3.5 造渣制度3.5.1 选择和控制炉渣成份是生产高碳铬铁的关键。

炉内的温度是由渣的熔点决定，而渣的熔点是由其组成决定的。

因此，选择合适的炉渣成份是冶炼铬铁的一个重要问题，它能使炉缸内达到足够的温度，以便保证还原反应的顺利进行和还原产物的顺利排出。

高碳铬铁的熔点较高（约1550℃），为了使它能从炉内流出，必须把它加热到1650℃。

而高碳铬铁的温度是由炉渣的熔点决定的，所以渣的熔点应调整到1650℃或以上点。

若渣的熔点偏低则炉内温度也低，出铁时虽然炉渣能顺利流出，但是铁水由于过热度小而不能畅流，就会出现渣多铁少的现象，严重时会出现只出渣不出铁；若渣的熔点偏高，则炉内温度也高，就会出现渣少铁多的现象，严重时会出现只出铁不出渣。

因此选择合适的炉渣成份是极其重要的。

3.5.2 选择炉渣成份的原则：该成份应保证有用元素得到最大限度的还原，有害元素还原最少；炉渣必须有一定的熔点，炉缸达到足够的温度，使冶炼能够顺利进行；炉渣必须有良好的流动性，保证渣铁分离，并对炉衬侵蚀最少。

3.5.3 铬矿中脉石主要组成是MgO、Al2O3、SiO2，其中除SiO2被少量还原外，其余都进入炉渣。

因此炉渣成份主要是MgO、Al2O3、SiO2，造渣即按MgO—Al2O3—SiO2三元渣系进行。

渣中SiO2含量对炉渣熔点影响最大。

在SiO2较少时，随着渣中SiO2含量的升高，炉渣熔点逐渐降低；若渣中SiO2含量过高，炉渣比电阻下降，电极不能深插，炉渣过热少，铁水温度低。

渣中Al2O3含量对炉渣的粘度有影响，若炉渣中Al2O3过高，炉渣粘度增加不利排渣，但能增加炉渣比电阻，有利于电极深插，所以需要一定含量。