高碳铬铁的冶炼工艺
12500KVA电炉高炭铬铁工艺
高炭铬铁工艺流程1选矿工艺简介本项目设计的铬矿原料主要原材料成分(业主保证):●Cr2O3含量:39~40%●Fe2O3含量:27~28%●砂矿粒度: 0.4mm(占砂矿总量92%以上)●湿度:6~8 %本项目中,一台12.5MVA矿热炉日产高碳铬铁61t,日消耗精矿量为140 t左右。
因为原矿品位很低,Cr2O3含量在39%左右,而达到生产需要的Cr2O3必须在45%以上。
故1.3t 以上原矿才能选出1t左右合格矿。
所以日处理原矿在190t 以上。
工艺流程见图一。
2造球工艺简介日产高碳铬铁61t,日消耗精矿量为140t左右。
即每天需造球140t以上。
每小时生产量在6t以上。
本设计采用三套造球设备,设备小时产量为4t,三套设备小时产量为12t,两套设备日产量为192t,三套设备日产量为288t,考虑到实际需要,可两套使用,一套备用。
工艺流程见图二。
3高碳铬铁生产工艺高炭铬铁以铬矿为主要原料,焦炭、兰炭作还原剂,硅石和镁质材料作熔剂,在镁砖内衬矿热炉内进行冶炼生产。
12500kVA矿热炉设一套配料仓,经造球处理的合格原料由装载机送至配料仓,然后经自动称量系统按批次配料,再由皮带机送至+15m平台炉顶料仓内,需要时炉料经料管靠自重下降和人工辅助推动布料。
为补充不断消耗的电极,电极壳和电极糊由3t 悬挂起重机从±0.0m提升至+20.5m平台上进行电极接长和添加电极糊。
矿热炉设两个出铁口,交替使用,12500kVA矿热炉每2h出一次铁。
熔渣和铁水同时从铁口流入铁包车上的铁水包内,熔渣再流入渣盘内,铁包车牵引至浇注跨,经20/5t起重机将铁水浇注成锭,经冷却后,由电动平车送精整跨,破碎加工,称量,包装,然后送成品跨存放。
熔渣经高压水冲渣系统水淬处理后,外销综合利用。
工艺流程见下图三。
图一选矿工艺流程图二造球工艺流程图三生产工艺流程图5.横幅有标明赞助商备注:赞助费达2000元的,商家可参与颁奖四、活动经费预算场地租用费 500元宣传展板 300元后勤、志愿者服务队、礼仪队 400元保安工作人员、秩序维护员, 0.00元宣传人员 200元设备:运动会所用器材使用费。
高碳铬铁的冶炼工艺
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/mm2700500115028001700 8000138870225065002700 90009002300-250045002100 1250015810002300-25004900210012500120-168? 19级10202600±5060002300250002201300330077002500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。
高铬铸铁生产工艺
高铬铸铁生产工艺高铬铸铁是一种具有高硬度、高耐磨、高抗腐蚀性能的合金材料,在工业生产中被广泛应用于制造耐磨耗零部件,如球磨机磨球、破碎机锤头等。
下面将介绍高铬铸铁的生产工艺。
首先,高铬铸铁的原材料主要由高铬铁、高碳铬铁和铁水组成。
高铬铁是指铁含量大于90%的合金铸铁,其中铬含量在12-30%之间;高碳铬铁是指铬含量在15-30%之间,碳含量在2-4%之间的合金铸铁。
将高铬铁和高碳铬铁与铁水按一定比例配料,放入电炉中加热熔化。
炉温要控制在1600-1650℃,保证合金的熔化。
其次,炉温达到设定温度后,将炉渣清理干净,然后加入球化剂。
球化剂主要含有稳定性好、还原性强的合金化合物,如硅铬合金、硅钙合金等。
球化剂可以改善高铬铸铁的球化效果,保证铸件的组织均匀致密,并提高其硬度和耐磨性能。
然后,将经过球化处理的合金液倒入砂型中,进行铸造。
铸造时要确保砂型的质量,避免产生缺陷和砂眼。
此外,还需控制浇注温度和浇注速度,以避免铸件出现裂纹和内部组织不均的情况。
浇铸结束后,等待铸件冷却至室温。
最后,将冷却好的铸件进行退火处理。
退火温度一般控制在900-950℃,并保持一定的保温时间。
退火可以消除铸件内部的残余应力,改善铸件的塑性和韧性,并提高其综合性能。
退火结束后,进行表面处理,如修整、打磨等,以保证铸件的表面光洁度和精度。
需要注意的是,在高铬铸铁的生产过程中,应严格控制炉温、浇注温度和退火温度,以及其他工艺参数的操作。
同时,还要进行严格的质量控制,对生产中的原材料和成品进行检测和测试,确保生产的高铬铸铁具有良好的质量和性能。
综上所述,高铬铸铁的生产工艺包括原料配料、熔化、球化、铸造、退火和表面处理等步骤。
通过科学的操作和严格的质量控制,可以获得具有高硬度、高耐磨、高抗腐蚀性能的高铬铸铁材料,满足工业生产的需求。
硅锰转高碳铬铁
硅锰转高碳铬铁
硅锰转高碳铬铁是一种冶金过程,可以将硅锰合金转化为高碳铬铁合金。
硅锰转高碳铬铁的过程涉及熔炼和冷却两个主要阶段。
首先,将硅锰合金和其他原料(如铁矿石、煤炭等)投入到高炉中进行熔炼。
在高温下,硅锰合金中的硅和锰将被还原,并与铁矿石中的铁形成合金。
然后,在合金冷却过程中,控制合金的成分和温度,使其逐渐凝固成为高碳铬铁。
硅锰转高碳铬铁的主要目的是制备具有高碳含量和一定铬含量的铁合金。
该合金可以应用于不同领域,如钢铁制造、铸造业等。
高碳铬铁具有耐磨性和耐高温性能,常被用于制造耐磨钢、耐火材料和合金铸件等。
此外,高碳铬铁还可用于生产不锈钢合金,通过调整合金中的碳和铬含量,可以获得不同性能和用途的不锈钢材料。
高碳铬铁生产工艺
高碳铬铁生产工艺
高碳铬铁是一种重要的冶金原料,用于生产不锈钢、特种钢等产品。
它主要由铁、铬和碳组成,具有高碳含量和高铬含量的特点。
其生产工艺主要包括选矿、炉料配制、冶炼和后处理等环节。
首先,选矿是高碳铬铁生产的第一步,通过选矿工艺将铬铁矿和其他杂质进行分离。
一般采用重选法或浮选法将矿石中的铁硅合金、硅铁等杂质去除,得到含铬的矿石。
然后,炉料配制是高碳铬铁生产的关键环节之一。
通过混合铬铁矿、焦炭、石灰石和其他辅助熔剂等原料,按照一定的比例配制成冶炼炉料。
炉料的质量和配制比例直接影响到后续的冶炼效果。
接下来是冶炼过程,高碳铬铁的生产主要采用电炉冶炼法。
先将炉料装入电炉中,并加入电极,通电使电极产生强大的电流,通过电阻加热和电弧的作用使炉料熔化。
冶炼过程中,根据不同的炼钢要求,可以进行还原、碱性氧化和酸性氧化等处理,调节熔体的成分和温度。
最后是后处理环节,主要包括熔体调温和浇铸。
在熔体调温过程中,根据需要,可以通过添加助溶剂、合金调整剂等方法对熔体进行调温和调组分。
然后,将调温后的熔体倒入预先准备好的铸造模具中,使其冷却凝固成坯料。
综上所述,高碳铬铁的生产工艺包括选矿、炉料配制、冶炼和
后处理等环节。
通过精确的操作和控制,可以生产出质量稳定、成分均匀的高碳铬铁产品,满足不同领域对这一重要冶金原料的需求。
铬铁冶炼生产操作规程
铬铁冶炼生产操作规程铬铁冶炼是一项重要的冶金工艺,用于生产高铬铁合金。
为了保证冶炼过程的安全稳定和产品质量的高度,制定了一系列的铬铁冶炼生产操作规程。
以下是一个1200字的铬铁冶炼生产操作规程的示例:一、工艺流程1. 原料制备:按照工艺要求,准确称量铬铁矿石、焦炭和废钢材料。
2. 进料混合:将铬铁矿石、焦炭和废钢材料按比例放入混合料斗,搅拌均匀后送入高炉。
3. 高炉冶炼:将混合料通过螺旋输送机送入高炉,控制进料速度和炉温,使其在高炉中发生冶炼反应。
4. 出铁和出渣:根据炉渣中的铁和铬含量,决定合适的出渣时机。
出铁和出渣要保持连续进行,避免出现炉缸冲击和炉渣回流等问题。
5. 铬铁冷却:将出炉的铬铁放入冷却间进行快速冷却,防止铬铁结晶不完全或结渣。
6. 产品筛分:将冷却后的铬铁经过筛分机筛分,分离出不同粒度的铬铁。
7. 成品包装:将筛分后的铬铁按照规格要求进行分类包装。
二、操作规范1. 操作人员要经过专业培训并持证上岗,了解铬铁冶炼工艺流程和安全操作规程。
2. 在进行原料制备和进料混合时,操作人员要戴好防护手套、口罩和护目镜,避免直接接触有害物质。
3. 高炉冶炼过程中,要定期对高炉炉温、进料速度和炉内压力进行监控和调整,确保冶炼反应能够顺利进行。
4. 出铁和出渣过程中,操作人员要保持警惕,定期检查出铁口和出渣口是否堵塞,及时处理堵塞问题。
5. 铬铁冷却时,要确保冷却间的通风良好,防止温度过高造成火灾事故。
6. 产品筛分过程中,操作人员应注意筛分机的运行状态,定期清理堵塞物。
7. 成品包装时,要将铬铁包装密封,标注产品规格、批次和生产日期,在包装上加盖“合格”标识。
三、安全措施1. 严格遵守安全操作规程,操作人员必须穿戴好个人防护装备,做好个人防护。
2. 对危险化学品进行合理存放,防止与其它物质混存或接触。
3. 定期检查和维护设备,确保其正常运行,及时处理设备故障和隐患。
4. 加强火灾防范和灭火设备的配置,在生产场所设立灭火器材,并进行定期检测和维护。
烧结铬矿冶炼高碳铬铁的探索
烧结铬矿冶炼高碳铬铁的探索摘要:论述了矿热炉冶炼商碳铬铁炉内炉料和炉气的基本运动规律。
实践表明,通过选择合适的烧结铬矿的配入量和搭配铬矿的类型生产高碳铬铁,可以有效地调节和控制炉况。
获得好的生产技术经济指标。
关键词:烧结铬矿、高碳铬铁、冶炼1、前言我国属于铬矿资源贫乏地区,大部分铬矿依靠国外之口。
因此,研究供应充足、价格便宜的粉状铬矿生产高碳铬铁的工艺流程具有重要意义。
目前.粉状铬矿冶炼高碳铬铁的工艺流程主要有直接入炉冶炼和预处理——冶炼两种。
前一种根据冶炼设备不同,有矿热炉冶炼和等离子扩冶炼两种不同工艺;后一种根据预处理方式不同,有烧结——冶炼、制球——冶炼和压块——冶炼三种不同工艺。
比较而言.烧结铬矿的热稳定性和还原性较好,烧结——冶炼流程的工艺成熟,矿耗和能耗低,经济效益好,各广家采用较多。
文献[1]对烧结工艺和烧结矿的物化性能进行了详细的论述;本文着重介绍不同配比方案的试验情况。
并旦在此基础上。
对烧结铬矿冶炼高碳铬铁的炉内状况作一分析。
2、矿热炉冶炼高碳铬铁炉内基本状况2.1 炉内物料特征区域根据文献[2][3],在正常的冶炼情况下,矿热炉冶炼高碳铬铁炉内有八大物料特征区域。
从上至下分别是散料层、融熔层、残焦层、带焦渣层、炉渣层、残矿层、出炉金属层和积铁层。
各区域的化学反应类型强度,炉料和炉气的组成、状态不同,并且在一个冶炼周期内其变化是时间的函数。
2.2 炉内主要化学反应根据文献[3],矿热炉冶炼高碳铬铁所涉及的主要化学反应可概括为三种类型:它们是矿物氧化成份的还原反应、成渣反应和金属液的脱碳、脱硅反应。
2.2.1还原反应2.2.2成渣反应2.2.3脱碳、脱硅反应2.3 炉料和炉气运动规律在矿热炉内炉料和炉气相向运动.互为阻力,彼此依存,互为消长。
2.3.1炉料下降取决于如下力学关系 P=P 有效—△P式中P 为决定炉料下降的力; P 有效为有效重力,由下式决定: P 有效=P 料-(P 摩+P 液) P 料为炉料拄本身重力;P 摩为炉衬对炉料和料块内部之间的磨擦阻力;△P 为炉气通过炉料的总压差, 近似表示上升炉气对炉料的阻力或支撑力.其影响因素可概括为如下通式:△P=f ×Dw ρ×22×H f 为阻力系数,在矿热炉条件下.其为无因次常数;w 为一定温度和压力下,炉气通过炉料层的实际流速,m /s ; ρ为气体实际密度,Kg/m 3; H 为炉料层的高度.m ;D 为散料颗粒间通道的当量直径,由下式决定: D=4ε/s ,(m)S 为单位容积散料总表面积.即此表面积:ε为料层空隙率,即料层空隙体积与散料堆体积之比。
高碳铬铁冶炼工艺技术操作规程
高碳铬铁冶炼工艺技术操作规程一. 产品技术条件1.生产产品应符合GB5683——87之规定说明:(1) 上表为GB5683—87中高碳铬铁牌号及化学成份。
(2) 交货的每批铬铁中各组批成品含铬偏差不得大于平均试样含量的±5%。
(3) 成品的铬铁应成块状,单块重量不得大于15㎏;通过20×20㎜筛孔数量不得大于铬铁总重量的5%。
(4) 成品铬铁的内部及表面不允许有肉眼显见的非金属夹杂物,但允许有涂刷锭模表面残留的少量白灰存在。
2.产品验收规则和试样制取方法(1) 成品铬铁应成批交货,每批由含铬量波动范围不大于5%的不同炉(或同炉)号生产的铬铁组成,铬铁复验时应符合GB3650—83之规定。
(2) 铬铁试样的采集和制取方法应符合GB4010—83和GB4332—84之规定。
(3) 铬铁化学成分的测定方法应符合GB5687—85之规定,也可以采用其他方法检测,但必须保证测定成份的准确度。
如发生争议,仲裁时应以GB5687—85为标准执行。
3.产品包装、标志和说明书铬铁的包装和证明书应符合GB3650—83的规定。
说明:(1) 铬铁出厂前、生产中应定期分析成品中的锰含量。
(2) 铬铁以50%的含铬量作为基准考核单位。
(3) 每批铬铁必须测定铬、硅、碳含量,在供方能保证其产品符合本标准规定时,其他元素可以不测定。
二. 生产高碳铬铁的原料生产高碳铬铁的原料主要有铬矿、焦炭和硅石。
有时为调整渣型,需要配加一定量的白灰(石灰石)或白云石。
选用优质原料(即有用元素含量高、性能好、粒度好)进行冶炼生产,是节能降耗、提高设备正常运行率、保持炉况顺行、保证产品质量稳定的重要的物质条件。
1.对铬矿的技术要求(1) 化学成分的要求(%)Cr2O3>38 Cr/Fe>2.2 P<0.08 S<0.05 C含量不大于0.20MgO含量在18-22% Al2O3含量在12-15%水分含量不超过10%(2) 物理状态要求(矿石中不得混入杂石、泥土和其他杂质。
高碳烙铁生产工艺流程
(1)高碳铬铁原料包括铬铁矿粉、焦粉和膨润土,对铬铁矿粉、焦粉按照碳氧比为0.8~2.4 进行配比,膨润土的质量为矿粉质量的1~5%,对原料进行第一次烘干、细磨、混合,并在圆盘造球机上制成生球,将生球在链篦机上进行预热烘干;
(2)转底炉直接预还原系统对预热烘干后的生球进行预还原反应,得到高温高碳铬铁直接还原球团;
(3)热送系统将高温高碳铬铁直接还原球团加入到矿热炉料仓中,进而向矿热炉加料;
(4)矿热炉熔分冶炼系统对高温高碳铬铁直接还原球团进行深还原和渣铁分离,得到成品。
高碳铬铁冶炼工艺技术操作规程(汇编)
高碳铬铁冶炼工艺技术操作规程一. 产品技术条件1.生产产品应符合GB5683——87之规定说明:(1) 上表为GB5683—87中高碳铬铁牌号及化学成份。
(2) 交货的每批铬铁中各组批成品含铬偏差不得大于平均试样含量的±5%。
(3) 成品的铬铁应成块状,单块重量不得大于15㎏;通过20×20㎜筛孔数量不得大于铬铁总重量的5%。
(4) 成品铬铁的内部及表面不允许有肉眼显见的非金属夹杂物,但允许有涂刷锭模表面残留的少量白灰存在。
2.产品验收规则和试样制取方法(1) 成品铬铁应成批交货,每批由含铬量波动范围不大于5%的不同炉(或同炉)号生产的铬铁组成,铬铁复验时应符合GB3650—83之规定。
(2) 铬铁试样的采集和制取方法应符合GB4010—83和GB4332—84之规定。
(3) 铬铁化学成分的测定方法应符合GB5687—85之规定,也可以采用其他方法检测,但必须保证测定成份的准确度。
如发生争议,仲裁时应以GB5687—85为标准执行。
3.产品包装、标志和说明书铬铁的包装和证明书应符合GB3650—83的规定。
说明:(1) 铬铁出厂前、生产中应定期分析成品中的锰含量。
(2) 铬铁以50%的含铬量作为基准考核单位。
(3) 每批铬铁必须测定铬、硅、碳含量,在供方能保证其产品符合本标准规定时,其他元素可以不测定。
二. 生产高碳铬铁的原料生产高碳铬铁的原料主要有铬矿、焦炭和硅石。
有时为调整渣型,需要配加一定量的白灰(石灰石)或白云石。
选用优质原料(即有用元素含量高、性能好、粒度好)进行冶炼生产,是节能降耗、提高设备正常运行率、保持炉况顺行、保证产品质量稳定的重要的物质条件。
1.对铬矿的技术要求(1) 化学成分的要求(%)Cr2O3>38 Cr/Fe>2.2 P<0.08 S<0.05 C含量不大于0.20MgO含量在18-22% Al2O3含量在12-15%水分含量不超过10%(2) 物理状态要求(矿石中不得混入杂石、泥土和其他杂质。
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高碳铬铁生产工艺一、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/mm2700500115028001700800013887022506500270090009002300-2500450021001250015810002300-25004900210012500120-168 19级10202600±5060002300250002201300330077002500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( Cr2o3/∑FeO)。
一般来说,冶炼含铬量大于50%的合金要求入炉综合矿的Cr2o3/∑FeO比值大于;而冶炼含铬量大于60%的合金要求此比值大于。
2)合适的MgO/Al2o3比值。
它不但影响熔渣的导电性能和还原性能,而且影响合金的含碳盘。
在实际生产中,使用MgO/Al2o3,比值偏低的铬矿需配足量的焦炭,以增加焦炭层的厚度,一方面是为了保证炉底不易损坏,另一方面也是为了增加未还原矿核在焦炭层的滞留时间。
减少渣中跑铬。
3)合适的块度搭配。
单独使用粉矿时,易造成粉矿烧结,使料面透气性变差,严重破坏了冶炼气氛;使用块度大的铬矿易增加精炼层厚度,造成合金含碳量偏低。
4)合适的熔化性能。
单纯使用易熔铬矿会造成成渣过早,使熔化速度快于还原速度,易造成渣中跑铬高现象;单纯使用难熔铬矿会增厚精炼层,出现大量未还原矿核以及合金含碳量偏低等现象,给正常冶炼带来了很大的困难。
合理搭配铬矿使熔渣有合理的熔点,对改善经济指标非常重要。
(2)还原剂在合金生产中,使用最为普遍的是最便宜的一种还原剂-冶金焦“碎块”(高炉用焦经筛选后的筛下焦)。
由于炼焦用煤的质量及焦化厂生产焦炭的条件不同,碎焦块的质量也各异.但是它们有一个共同的缺点,就是电阻不高,反应性能欠佳,灰分和硫、磷的含量较高,同时水分含量也较高,而且还不稳定。
焦炭中含有的硫主要是有机琉及大量的硫化物,还有少量的硫酸盐和极少量以碳中固溶体状态存在的元素硫。
焦炭的磷含量也各不相同。
焦块具有海绵状组织,并有大量的裂纹,其气孔率波动于35%-55%范围内,焦炭的视密度为m3。
焦炭的性质依其块度不同而变化,如表2所示。
表2 焦炭性质随块度变化情况块度/mm25--5013--256--136含量/%挥发分灰分固定碳块度为25-40mm的焦块的电阻比焦粒(10-25mm)低10%-15%。
生产铁合金用焦炭在破碎时产生的粉末量应尽量少,这一点是非常重要的,而且灰分成分应尽可能有利于所炼的铁合金品种。
原料的处理原料的质量要求:A 原料的品位和纯洁度:冶炼要求原料尽可能高的品位。
纯洁度高的原料可以取得高产、优质、低消耗的效果B 原料中的有害杂质:原料中的杂质以硫磷最为有害,因为它们进入铬铁合金后,最终将影响钢和钢材的质量。
C 原料的粒度:原料粒度是否合适对冶炼进程是有很大的影响。
原料粒度过大会造成不易熔化,还原因难,导电性增加,使渣量增大,炉况恶化,冶炼的各项技术经济指标变坏。
但如原料粒度过小,粉末多,则会使炉料的透气性不好,电极周围压力大,造成刺火。
而且粉末料易熔化,会使上层炉科烧结而悬料,导致塌料,其结果是电极不稳,刺火塌料频繁,未还原料直接进入坩埚,同样会使技术经济指标变坏。
因此对矿热炉的原料粒度应有严格的要求。
铬矿中Cr2o3>40%, Cr2o3/ΣFeO>,s<%,P<%,MgO和 Al2o3含量不能过高;粒度10—70mm,如系难熔矿,粒度应适当小些。
焦炭要求含固定炭不小于84%,灰分小于15%,S<0.6%,粒度3—20mm。
硅石要求含SiO97%,Al2o3<1.o%,热稳定性能好,不带泥土,粒度20一80mm。
原料的干燥:A 原料的干燥也很重要,特别是焦炭更需干燥。
因为使用湿焦有以下几方面缺点:(1)焦炭孔隙度大,故吸水性很强。
焦炭中水分的波动,首先影响到炉料中固定炭配比的准确性,其次水分的蒸发也消耗热量。
特别当塌料时,湿料直接进入坩埚区,吸收大量的热,使耗电量增加。
上述因素直接影响炉况的稳定性,造成操作困难,产量下降,单位电耗增加。
(2)湿焦破碎后,其粉末常把筛孔堵塞或使筛孔变小,结果焦末筛不下来,使焦炭中粉末增多。
(3)湿焦炭装入到闭炉,易使料管堵塞产生悬料,当料崩塌时,会带入空气,炉内压力迅速增高,有可能产生爆炸事故。
干燥焦炭可用转简干燥机。
转筒干燥机的直径为;长12m,通入转筒的热风温度为200℃,这种干燥机每小时每立方米容积能蒸发水分24kg。
破碎与筛分:由于入护的原料有一定的粒度规格,而使用直接从矿山开采远来的矿石往往不能满足这个要求,因此必须先进行破碎筛分达到所规定的粒度才能入炉使用。
目前,破碎铬矿和硅石的设备大多使用颚式破碎机。
矿石在不动颚板和可动颚板之间进行破碎.偏心轴旋转时,通过连杆与推扳使可动颚板作前后往复运动,达到压矿排矿的目的。
矿热护要求焦炭的粒度比矿石小。
对冶炼要求小粒度的原料或焦炭可采用对辊破碎机破碎。
对辊破碎机由铸铁机架和一组互相对滚的水平轴组成,对辊的辊面是乎的,也可以有一条宽为15-20mm,深4-5mm 的小槽。
对辊为硬面铸铁件,其质量好坏影响其使用寿命,质量好的对辊一般使用3个月。
对辊破碎机的碎矿比一般为3-4。
原料的输送与称量:原料破碎后,再筛分,经过称量配料,送到炉顶料仓,通过料管加入炉或送至加料平台。
上料(即原料的输送)设备与称量必须简单可靠,目前采用的上料方式有以下两种:一种是用皮带运输机将料达到料仓,然后按配料比在配料车(又称作称量车)将料配好卸人炉顶料仓。
配料车上装有可开式料斗和称料用的弹簧秤,配料车挂在电葫芦上。
电葫芦沿着炉子周围的单轨运行,配料工借电钮装置开动料仓的给料机,依次将炉料按要求配比称好,送至一定的料仓。
另一种上料方式是用上料小车沿斜桥将炉科送到炉顶平台。
上料小车在原料仓,用杠杆式秤配料,配好的炉料卸入上料小车,然后用卷扬机从斜桥把炉料运到炉顶平台上,再用小车把料推到炉顶料仓。
在用手工加料的小电炉上,配好的炉料直接送到加科平台上。
配料时,称量的准确度要求达到5kg。
炉料的混合是靠下料和倒运时进行的。
所以在称量时,应当把密度较小的料配在底部,以便下料时达到混合均匀的目的。
原料的预处理为降低高碳铬铁生产设备的造价,各厂都趋向使用大型还原封闭电炉,这些电炉必须使用硬块铬铁矿。
由于硬块铬铁矿供应困难,这就迫使各厂使用价廉的碎铬铁矿和粉矿,但这类矿必须经过预处理才能人炉。
因此铬矿粉的预处理是铬铁生产厂的重要环节:造球工艺:铬矿资源中块矿只占总量的20%,其余80%是粉矿。
有相当一部分铬矿居于易碎矿石,在开采和贮存过程中极易碎裂成细小的颗粒。
即使强度高的块矿在加工过程也产生大量的细粉。
粉矿直接入炉不仅会造成大量有用元素随炉渣和炉气流失,还会直接威胁电炉的运行安全。
此外,生产过程产生的大量粉尘也需要造块处理。
目前球团和造块工艺已经成为铬铁生产工艺流程的重要组成部分,主要球团生产工艺有冷压块(又称冷固结球团)、热压块、蒸汽养生球团、碳酸化球团、烧结球团、预还原球团等。
常用造球设备有压块机、圆筒造球机、因盘造球机等。
焙烧工艺过程:原料矿石中通常含有大量的高价氧化物、化合水、碳酸盐和硫化物。
焙烧是在适当温度和气氛条件下,使矿石发生脱水、分解、氧化、还原过程,改善入炉矿石的物理性质和化学组成。
烧结工艺:烧结是利用矿石出现熔化或矿石与焙剂之间的固—固反应产生液相来润湿和粘结矿石颗粒,冷却后形成多孔的具有足够强度的烧结矿的工艺过程。
烧结过程是物质表面能降低的过程。
粉矿具有较高的分散度,其比表面积大于相同质量的块矿。
烧结后的矿物表面积减少,体系的自由能ΔG降低。
这是—个自发进行的过程。
高碳铬铁的冶炼冶炼基本原理电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是在电弧加热的高温区用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物.称为电碳热法。
埋弧还原电炉是电炉的一种,在铬铁生产中用于对矿石等炉料进行还原熔炼。
其持点是正常熔炼过程中电弧始终埋在炉料之中。
按炉口形式分为高烟罩敞口式、矮烟罩敞口式(将高烟罩降低后,短网由烟罩上部引入的一种改进型)、半封闭式和封闭式4种(见下图3)。
前两种为早期使用的形式,日趋淘汰。
目前广泛采用的是半封闭式和封闭式。
其中半封闭式还原电炉应用最广,这种电炉(特别是中、小型的)便于观察和调整炉况,可适应不同原料条件,有利于改炼品种。