铁合金冶炼概述

铁合金冶炼概述
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第一节
铁合金生产原料
本章仅就在购买矿石时，在冶炼费用上应该考虑的问题，提出一些看 法。例如可能会出现这样的情况：以相当低的买价购进的矿石，由于冶炼性 能不良而使成本提高，于是购进时所获的好处，复又被抵消掉。当从经常打 交道的矿山获得矿石时，可避免出现这种情况：冶炼厂熟悉这种矿石的所有 特性，且拟定的冶炼方法经证明是适于处理这种矿石的。 例如地球上已知的铬矿床并不太多，而且矿石的基本化学成分和物理性 能都已清楚。如南非矿床提供的精矿，粒细， !"# $% 和 &’ 含量都高。与此相 反，土耳其产的铬矿为块状，属尖晶石型， !"# $% 含量中等，质地很硬。掌 握了这种情况之后，即可参照生产规模，尽量采购大批矿石。 已经知道的关于锰矿石的情况例如有：高加索恰图拉矿床提供的矿石， 铁低， ()$# 含量中等，含磷量高；相反，南非矿床提供的矿石，铁高，磷 低，含锰量 高。智 利 锰 矿 的 特 点 是：铁 和 磷 的 含 量 都 很 低，含 锰 量 只 有 *+, 。关于摩洛哥矿石，所知道的是：所有矿石都含有少量铅和铜，冶炼时 要给予足够重视。 为了更好地核算成本，还必须仔细地权衡矿石的离港运费和质量间的相 互关系。根据上述情况，就可以确定，哪种矿石适于所用的工艺流程。应该
时期的次数。 如果用火车车皮将矿石运到厂里，则大批矿石的重量，能掌握得很准。 让每一节车皮都通过地磅，称量记录再送给有关车间作进一步处理。如矿石 是水路运来的，则当用抓斗直接将矿石从船上抓送到矿仓中时，对船的装载 量进行检收应当说就已经可以了。常常也有这种情况，即用抓斗将矿石从船 上卸到厂用车皮中，然后再进行称量。 用一台一般的翻车机，将车皮中的矿石卸掉，送给运输装置，再由运输 装置把矿石送到冶炼车间的矿仓中。因为在冶炼车间的厂房中或厂房附近很 少有足够的场地，所以往往不得不进行矿石的中间存贮。如属粉矿，则应尽 可能加盖。露天堆放的粉矿，视细度的不同，可吸收 !" # $"% 水份。大块 矿石吸水少，因而可以露天存放。为了尽量减少运输矿石和附加料所用的人 工，原料从车皮到炉子一段路上的运输操作，最好要高度机械化。 必须为每一炉非常仔细地调配好炉料。经常采用这样的布置，即在车间 地坪上设置一排料斗，每一个料斗的下方放料口处均装有一个自动秤。称好 的原料，由自动秤落入装料桶中，空装料桶是放在有轨车上送到料斗放料口 下方的。待准确给定重量的矿石和附加料落入放在相应料斗下面的装料桶中 后，即可用车间吊车吊起装料桶，送到有关炉子的上方。打开闸板，桶内料 即可落入炉中。为了防止矿石和附加料挂料，料斗和装料桶周壁都要做成上 大下小。颗粒度不同时，应该注意产生偏析的问题。
说明的一个限制条件是：上述原则只适用于市场和贸易渠道开放的世界经济 稳定时期。危机时期的原则则变了样：首先考虑的是“不顾价格地进行生 产” ，经济核算退居次要地位。 根据化学成分，含金属添加剂元素的矿石，属于氧化矿类。例外的是 钼，钼在自然界中几乎只以辉钼矿的形式存在。绿硫钒矿含有以 !" #$ 的形 式存在的钒。 %&、’(、)、 *+、 *, 和 -. 以氧化物或含氧盐的形式存在于自 然界中。 在市场上出售的矿石，都已经过充分的精选，所以在大多数情况下不需 要再在铁合金厂中建立自己的选矿车间。矿石是根据所含的有关金属氧化物 的含量计价的。例如 /012 年 / 吨锰矿石中的每单位锰的售价为 /3 4 "5 美元， 而 /025 年约为 67 美元，另外要减去杂质的折扣。可以很泛泛地讲，高品位 矿石的价格虽然比中等品位矿石的贵些，但是冶炼性能好，因而成本较低。 但起决定性作用的还是：采用哪种方法来冶炼矿石和炼成哪种产品。如果想 炼制一般高炉锰铁，则含锰量中等的矿石，只要其锰铁比能满足高炉锰铁的 要求即可。反之，如果要用硅热法进行冶炼，则应该采用含锰很高，含铁 低，含磷尽可能低的矿石，因为采用这种方法冶炼时，将有一定百分比的锰 留在炉渣中，铁和磷则将全部进入铁水。由于成品低碳锰铁是根据其含锰量 计价的，所以含铁量过高会降低售价。如果采用铝热法，则对锰矿石的成分 要提出更为严格的条件。 炼制铬铁的情况也是这样，即用碳还原法冶炼含碳 " 4 78 的高碳铬铁 时，采用 %&" 91 含量中等的矿石还能有一定的好处，而用硅热法冶炼时，则 只能采用 %&" 91 含量高的矿石。 生产硅铁，特别是含硅 2$ 4 758 的高品位硅铁时，只能采用 #+9" 含量 超过 028 的石英或石英岩，且还必须特别注意，不使原料含有粘土成分， 因为粘土会使产品含铝高。含铝低的硅铁将按优质产品加价。 钨矿石的情况要复杂一些，因为钨矿石常常含有损害钢质量的元素砷和 锡。为了克服这种困难，钨矿石的用户商定了一个复杂的公式，这个公式规 定矿石的价格按杂质含量分档。 除化学成分外，矿石的外形也是重要的。细颗粒的矿石，如浮选精矿或 其它精选产品，不能直接装入目前还都在用的敞口电炉中。细颗粒容易飞 扬，因而炉尘损失可达 /$8 。与还原剂和附加剂配好的细颗粒矿石，由于
粒度不同而在从料仓到炉子的途中，会出现颗粒偏析现象。常常还会发现， 业已形成的渣池，有时不容易润湿矿石粉末，因而会不必要地拖长冶炼时 间。如果矿石以致密的状态入炉，就可防止这种损失和困难，为此目的，对 含金属添加剂元素的矿石，迄今只能通过压块来解决。将粉矿和还原剂一起 压成极为紧密的机械结合的压块，使其有利于随后的还原过程。为了制压块 而多用的费用，会由于产量的提高、熔渣中金属元素的充分还原和因而带来 的矿石金属回收率的提高而得到补偿。 近年来，这个想法由于应用球团而获得进一步发展。为此把还原剂碳和 矿石，必要时还加起造渣作用的粘结剂，一起制成球团，待其干硬后再进行 高温加热和预还原。采用这种球团作为低炉身还原电炉的炉料，可以节电 !" # $"% 。 当供应的矿石块度过大时，则必须经过破碎。 对加入电炉中的矿石的块度，定不出一个通用的规定。矿石块度应该根 据还原剂的块度、冶炼方法和炉子大小来决定。装入无熔渣炉子的混合料， 采用拳头大小的矿石和添加料，效果良好。如果将矿石加到液态渣池中，以 迅速增加金属氧化物的含量，则最好将矿石破碎成榛子到核桃那样的大小， 因为细粒矿石比大块的熔化得快。如若用石英或石英岩来冶炼含硅合金，则 马上就会发现，采用 &’(! 含量即使高达 )*% 的砂，也不可能进行生产；相 反，用一个拳头到两个拳头大小的石英块，却可取得良好的冶炼效果。在大 多数情况下，可以在原料从贮仓到炉子的途中添加一道破碎工序，这样作多 花不了多少费用。 每一种矿石的库存量最好都尽可能大。首先应该根据厂内炉子的容量来 安排库存量，当然也要考虑到市场情况和仓库大小。在仓库管理工作方面， 应该注意为大量矿石花费的资金的增值。在很多情况下，可以用若干批成分 互相补充的矿石组成所谓搭配炉料，因而可以在较长时间内，大约 ! # $ 个 月内，保证给冶炼车间提供均匀的炉料，这是对原料的供应不发生季节性波 动的情况而说的，如石英和石英岩。 例如可以用等量的含铁量低而含磷量比较高的恰图拉矿石和含磷量低而 含铁量较高的南非矿石，炼出含铁量和含磷量都完全符合要求的锰铁。 如前所述，每种矿石或者每批矿石，都需要经过一定的掌握时期，而在 这个掌握时期中，炼出的产品可能对不上号，所以希望尽可能减少这种掌握