电硅热法冶炼中低碳铬铁(汇编)

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转炉吹炼引入水蒸气冶炼中低碳锰铁和中低碳铬铁

转炉吹炼引入水蒸气冶炼中低碳锰铁和中低碳铬铁

步 脱硅 升锰 精炼 , 待取样 分 析合 格后 出炉 , 完成 一次
周 期性 作业 。
该 方法 的缺点 是生 产设 备 较多 、 资大 , 实 际 投 在
生产过 程 中需要 多炉联 动 , 协调 性较 难 把握 , 加 了 增 锰 的挥 发损 失 , 同时渣 中锰 含量 较难 控制 f 5 】 。
摘 要 阐述 了 瑞 典 U T公 司 开 发 的一 种 由 高 碳 锰 铁 、 碳 铬 铁 “ 步 法 ” 炼 中 低碳 锰 铁 与 中 低 碳 铬 铁 的 工 艺 。 H 高 一 冶
该 方 法 称 为 C U 与 A D( 氧 混 吹 脱 碳 法 ) 似 , 同 的是 在 喷 吹气 体 的 过 程 中引 入 了水 蒸 气 , 而 降 低 了氲 气 的 L, O 氩 类 不 从 消 耗 , 时 提 高 了锰 、 的 回收 率 。 “ 步法 ” 传 统 的 电 硅 热 “ 步 法 ” 比 , 金 属 回 收 率 高 . 备 投 资 小 、 行 率 同 铬 一 与 两 相 贵 设 运 高 、 行成本低 。 运 关 键 词 一 步 法
据 [ , 炼 时 间 长 , 回收 率 低 ( 7 , 林 铁 合 金 2 熔 1 ) 锰 5% 吉
厂 17 9 3年数 据 ) 生产 效率 低 下 。 , 热装 电硅热 法 生
产 中低 碳 锰铁 是 将 锰 矿和 石 灰 预 热送 入 电炉 融 化 ,
同时 加 入液 态锰 硅 合 金进 行 冶炼 。 方 法在 一 定程 该
使炉 料熔化 、 精炼 。 方法需 反复进行 几次才 能合格 , 该 工序 比较繁 琐 ,并 且所 有 人包 原料 的温 度 和质 量要
其 次 。脱 去 部分 硅后 的中间合 金 熔体 进入 精炼 炉进 一步 精炼 。 精炼 炉在 出铁 完成后 , 新装 入部 分 重 高 品位 锰矿 和石 灰进 行熔 化 ,待 兑 完经 摇包 预精 炼 的中 间合金 后 。 再将 剩余 部 分锰 矿 和石灰 兑 入 , 进一

AOD—CB法冶炼低碳铬铁

AOD—CB法冶炼低碳铬铁
2 0 1 3年 第 4期 总第 2 3 1期



F ERRo- ALL0YS
2 0 1 3 No . 4 To L 2 3 l
A OD— C B法冶炼低碳铬铁
李松峰 郭军 2
( 1中钢 集 团 吉林 机 电有 限公 司 中 国 吉林 1 3 2 0 2 1 ) ( 2 中钢 集 团吉林铁 合金 股份 有 限公 司 中国 吉林 1 3 2 0 0 2 )
Ab s t r a c t I t ma k e s a n a n ly a t i c e l a b o r a t i o n o n t h e c r a f t a n d t h e r e a c t i o n p r o c e s s 0 f a d o p t i n g AOD - CB me t h o d t o p r o d u c e l o w c a r b o n F e Cr ,d i s c u s s e s t h e t h e r mo d y n a mi c t h e o r y nd a o p e r a t i o n c o n t r o l i n o x y g e n Mo wi n g r e a c t i o n .T h e e x p e r i me n t r e s u l t p r o v e s t h a t i t ’ S f e a s i b l e t o s u b s t i t u t e n i t og r e n g a s f o r a r g o n g s a b y t a k i n g me a s u es r s u c h a s a p p l y i n g

低碳铬铁生产工艺

低碳铬铁生产工艺

低碳铬铁生产工艺一、配料混合根据低碳铬铁的化学成分和生产要求,确定所需原料的种类和数量。

将各种原料按照规定的比例称量好,放入混合机中充分搅拌均匀。

加入适量的润滑剂和还原剂,以改善低碳铬铁的性能。

将混合好的原料输送到下一工序。

二、高温冶炼将混合好的原料加入高温冶炼炉中,加入适量的燃料进行燃烧。

保持炉内高温,使原料熔化并发生化学反应,生成低碳铬铁。

去除熔渣和杂质,使低碳铬铁变得纯净。

对低碳铬铁进行合金化处理,以改善其性能。

三、炉渣分离将冶炼后的低碳铬铁从炉中取出,放入炉渣分离装置中。

通过重力、磁力或机械力的作用,将低碳铬铁与炉渣分离。

将分离后的低碳铬铁输送到下一工序。

四、浇铸将分离后的低碳铬铁放入浇铸模具中。

在一定温度下进行浇铸,形成所需的形状和尺寸。

对浇铸好的低碳铬铁进行冷却处理。

五、冷却将浇铸好的低碳铬铁放入冷却装置中,进行自然冷却或强制冷却。

控制冷却速度,以获得所需的机械性能和组织结构。

六、包装将冷却好的低碳铬铁进行表面清理和修整。

按照规定的包装要求进行包装,确保产品质量和安全运输。

在包装上注明产品名称、规格型号、生产日期等信息。

七、检验对每一批次的低碳铬铁进行化学成分分析、物理性能测试等检验工作。

根据检验结果对产品进行分类,确保产品质量符合标准要求。

对于不合格的产品进行返工或报废处理。

八、储存将检验合格的低碳铬铁存放在干燥、通风、无污染的仓库中。

定期检查库存产品,确保产品质量稳定和安全储存。

高碳铬铁技术(完整版)

高碳铬铁技术(完整版)

12500KVA高碳铬铁电炉开炉方案1、启动时间:2007年7月13日上午11:302.烘炉前的准备工作2.1 详细检查电炉的高压设备系统。

2.2详细检查电炉的继电保护系统是否工作可靠。

2.3详细检查低压绝缘系统的情况是否良好。

2.4详细检查电极升降系统、液压系统、冷却系是否工作可靠、有无跑、冒、滴、漏现象;2.5详细检查出炉系统及行车;2.6详细检查电极糊的添加情况;2.7汇总,确认。

3、电烘目的:以焦炭作为导电和加热的介质充分加热炉衬、提高炉衬温度,同时也焙烧电极。

电烘可分为渣烘(带料烘)和下述方法。

3.1 电烘前的准备工作:将电极长度调整至合适长度;在炉底铺一层大焦(粒度5-45mm),并在焦碳埋设12根圆钢摆放呈“△”形,交点在三根电极下端,以构成回路,便于引弧。

3.2 送电:再次检查各系统后,送电,下坐电极引弧进行电烘。

3.3 开始烘时,电流以起弧为标志(电流变比太大时,基本看不出起弧电流)然后逐步增加电流。

3.4 在电烘过程中,•每隔一段时间(3小时左右),应停电,将电极提起,把电极下面已烧结的焦碳推向炉边,同时补加适量新碳稳定电弧。

3.5 控制冷却水量,便于电极焙烧。

3.6 电烘过程中,必须时刻注意电极的维护,严防电极下滑和发生软断,硬断事故。

3.7 正常情况下,需电烘24h左右,耗电80000--120000KWh,要求采用较低的二次电压。

3.8 电烘结束后,要求将炉心红碳大部分扒向炉墙四周,按规定带料烘炉及投料。

4投料电烘结束后,应视炉内残碳的多少决定是否清灰,如残碳较少可推部分碳向四周炉墙。

投料前需将要使用的出铁口及备用出铁口用焦末封堵。

视炉内残碳量,决定投入的少碳料或无碳料的多少。

为了第一炉就获得合格的产品,一般需加入20-25t的加强料(Cr/Fe大于正常值,焦碳用量大于正常值,MgO/Al2O3应做得高一些,SiO2应做得小一结,让炉墙镁砖挂上高熔点的铬渣后对提高炉体寿命大有好处),然后转入正常料比。

电炉冶炼铬铁操作方法

电炉冶炼铬铁操作方法

电炉冶炼铬铁操作方法
1. 准备工作
首先需要准备好所需的原料,包括铬铁、石灰、硅石、氧化铝等。

同时需要准备好各种工具设备,例如电炉、倾吊设备、加热器等。

2. 加料
将铬铁等原料按照一定的比例加入电炉中。

同时加入适量的石灰、硅石及氧化铝等辅助原料,以提高铬铁的质量和产量。

3. 熔炼
通过电炉进行加热,将原料熔化。

同时控制熔炼温度和时间,确保原料充分熔化和反应。

4. 倾吊
在原料熔化后,通过倾吊设备将熔融铬铁流出。

须注意倾吊时的倾角和速度,以避免铬铁冷却固化。

5. 冷却
将倾吊出的铬铁放置于冷却设备中,冷却后将得到铬铁块。

铬铁块的质量和形状也应该进行控制。

6. 包装和运输
将铬铁块进行包装,并通过合适的方式运输到客户或下一个加工步骤,完成整个铬铁冶炼过程。

电硅热法生产工艺及冶炼操作

电硅热法生产工艺及冶炼操作

电硅热法生产工艺及冶炼操作1.热装法生产中低碳锰铁1974 年我国某厂的3500KVA 精炼炉上进行国热装法生产中低碳锰铁试验,获得国成功,后来在充分完善工艺制备之后转入正规化生产。

该厂采用16500KVA 封闭式矿热炉与3500KVA 旋转式精炼炉相配合,用矿热炉生产的锰硅合金热兑入精炼炉生产中低碳锰铁,副产的中锰渣冷凝后破碎用于锰硅合金生产。

实际操作中为保护好炉衬,提高电热能利用效率,上一炉出铁完毕炉眼堵实后,就要旋转炉体,迅速捣除炉墙周边结料。

然后调好转速,开动给料机向炉内布料,布向炉墙边缘的炉料以石灰为主,布向中心区域的炉料以锰矿为主。

布料结束后,电极与炉墙之间的料面应呈凹形环。

在等待液态锰硅合金兑入的时间里,利用炉体余热预热炉料。

待到液态锰硅合金称量后,就旋转炉体,兑入合金液,使合金液在凹形环中对流均匀。

然后放下电极送电,补加入调整料,待极心圆附近炉料基本熔清后,再次旋转炉体,在外加的机械搅拌作用下加速周边炉料的熔化,加速脱硅反应;待周边炉料基本熔清后,取样判断合金含硅量,认定合格后出炉。

中锰渣的炉渣碱度宜控制在1.1~1.3,此时的渣中含锰量在22%左右。

与冷装法相比,热装法具有以下一些优点:(1)冶炼时间缩短,冶炼电耗降低。

由于锰硅合金以液态形式兑入,省去了重熔锰硅合金所需时间,通过预热炉料又减少了炉料升温所需要的电能,热装法比冷装法缩短冶炼用电时间15min 以上,降低冶炼电耗50% 左右。

(2)炉台日产量可比冷装法提高25%左右。

(3)采用液态锰硅合金热装入炉,简化了锰硅合金出炉后的推渣、浇铸、精整、加工等工序,提高了锰硅合金的金属收率,减轻了工人劳动强度,降低了生产成本。

热装法的优眯显而易见,不足之处是不能解决渣中残锰量高的问题,即使采用高碱度炉渣操作,入渣锰也在12%~18%之间。

通常采用略低的炉渣碱度,副产不粉化的中锰渣应用于锰硅合金生产。

2.冷装法生产中低碳锰铁冷装法是生产中低碳锰铁的传统方法,它采用的精炼炉多由炼钢电弧炉改造而成,即倾动式的石墨电极精炼炉,中低碳锰铁的冶炼过程分补炉、引弧、加料、精炼和出炉铸锭五个环节。

低碳铬铁规格

低碳铬铁规格

低碳铬铁规格摘要:一、低碳铬铁简介1.低碳铬铁的定义2.低碳铬铁的用途二、低碳铬铁的规格1.低碳铬铁的牌号2.低碳铬铁的化学成分3.低碳铬铁的物理性质三、低碳铬铁的生产工艺1.低碳铬铁的生产方法2.低碳铬铁的生产流程四、低碳铬铁的市场前景1.低碳铬铁的市场需求2.低碳铬铁的产能情况3.低碳铬铁的发展趋势正文:低碳铬铁是一种含碳量较低的铬铁合金,具有高强度、高硬度、耐磨性好等优点,广泛应用于不锈钢、耐磨钢、合金结构钢等钢铁材料的制造。

在我国,低碳铬铁的生产和应用已经取得了显著成果,为钢铁行业的发展做出了重要贡献。

一、低碳铬铁简介低碳铬铁,顾名思义,是一种含碳量较低的铬铁合金。

它具有高强度、高硬度、耐磨性好等特点,因此被广泛应用于不锈钢、耐磨钢、合金结构钢等钢铁材料的制造。

低碳铬铁不仅可以提高钢铁材料的耐磨性、抗腐蚀性等性能,还可以提高钢铁材料的抗氧化性和耐热性。

二、低碳铬铁的规格1.低碳铬铁的牌号我国低碳铬铁的牌号主要有FeCr55C6、FeCr50C6、FeCr60C7 等。

这些牌号的低碳铬铁在成分、性能等方面有所不同,但都具有优良的耐磨性、抗腐蚀性等特点。

2.低碳铬铁的化学成分低碳铬铁的化学成分主要包括铁、铬、碳等元素。

其中,铁是低碳铬铁的主要成分,铬是低碳铬铁的关键元素,碳是低碳铬铁的合金元素。

根据不同的牌号,低碳铬铁的化学成分有所不同。

3.低碳铬铁的物理性质低碳铬铁的物理性质主要包括密度、熔点、硬度等。

低碳铬铁的密度较大,熔点较高,硬度较高。

这些物理性质使其在耐磨、抗腐蚀等方面具有优良的性能。

三、低碳铬铁的生产工艺1.低碳铬铁的生产方法低碳铬铁的生产方法主要有高炉法、电炉法、真空法等。

这些方法在生产工艺、成本、环保等方面有所不同,但都可以生产出优质的低碳铬铁。

2.低碳铬铁的生产流程低碳铬铁的生产流程主要包括原料准备、熔炼、精炼、铸造等步骤。

在这些步骤中,需要严格控制熔炼温度、熔炼时间等条件,以确保低碳铬铁的质量和性能。

冶本铁

冶本铁

一、第一次作业名词解释:1、电硅热法冶炼中、低碳锰铁:电硅热法生产中低碳锰铁是把锰矿、硅锰合金和石灰加入电炉中,主要靠电热式炉料熔化,并对锰硅进行精炼硅锰而得到中、低碳锰铁。

2、自焙电极:用无烟煤、焦炭以及沥青焦为原料,再一定温度下制成电极糊装入电极壳,经烧结焦化。

可连续使用,工艺简单成本低,应用广泛。

3、电硅热冶炼低微碳铬铁:电硅热法冶炼低微碳铬铁,是用铬矿、硅铬合金和石灰在电炉中进行熔炼,主要依靠硅铬合金中的硅来还原铬矿中的三氧化二铬。

可以冶炼含碳0.06%以下的铬铁。

简答题:1、写出硅铁炉内主要的物理化学反应?答:硅铁炉内的主要反应SiO2+C=Si+2CO ΔG=700870-361.74T (1)Fe+Si=FeSi ΔG=-119323.8-2.68T (2)SiO2+2C+Fe=FeSi+2CO ΔG=581546.5-364.42T (3)可见还原得到FeSi较得到Si要容易含Si大于33.3%的硅铁,合金中除了FeSi,还有Si,因此冶炼Si 45%, 75%, 90%的硅铁,主要还是取决于反应(1)。

2、冶炼碳素铬铁时,如何选择和控制炉渣的成分?答:高碳铬铁冶炼中产生的炉渣量大(合金量1.3-1.5倍),炉渣成分对炉内反应,产品质量,炉况顺行及技术经济指标影响很大。

铬铁矿中脉石主要为MgO, Al2O3和SiO2,除SiO2少量被还原,其余进入熔渣,主要炉渣为MgO-Al2O3-SiO2体系。

选择和控制炉渣成分是生产碳素铬铁的关键。

脉石自然形成的炉渣的SiO2含量较低(20%以下),熔化温度很高(1800C以上),需降低熔化温度,可以通过增加炉渣中SiO2含量。

但SiO2不宜过高,使得熔点过低,炉内温度低,对生产不利。

Al2O3含量影响粘度,过高增加粘度,不利于排渣,但能增加电阻率,有利于电极深插,必须保持一定含量。

含碳量低一些的,Al2O3可以高,含碳量高一些的,要求Al2O3低。

电硅热法冶炼中低碳铬铁

电硅热法冶炼中低碳铬铁

电硅热法冶炼中低碳铬铁电硅热法就是在电炉内造碱性炉渣的条件下,用硅铬合金的硅还原铬矿中铬和铁的氧化物而制得。

冶炼设备及原材料用电硅热法冶炼中低碳铬铁是在固定式三相电弧炉内进行的,可以使用自焙电极,炉衬是用镁砖砌筑的(干砌)。

炉衬寿命短是中低碳铬铁生产中的重要问题。

由于冶炼温度较高(达1650?),炉衬寿命一般较短(约45,60天)。

电炉功率一般采用2000,3500kV?A。

3500kV?A固定式三相电弧炉的炉壳直径为5.2m,高2.5m,炉膛直径(底部)2.7m,炉膛深度1.3m,电极直径450mm。

冶炼中低碳铬铁的原料有铬矿、硅铬合金和石灰。

铬矿应是干燥纯净的块矿和精矿粉,其Cr2O3含量越高越好,杂质(Al2O3,MgO、SiO2)含量越低越好。

铬矿中磷含量不应大于0.03%。

粒度小于60mm。

硅铬合金应是破碎的,粒度小于30mm,不带渣子。

石灰应是新烧好的,其CaO含量不少于85%。

石灰中CaO越低,则杂质SiO2、Al2O3就越高,结果用来调整碱度的CaO也越多,而真正的有关CaO就越低。

如果石灰中的CaO低,则有效的CaO就更低。

炉内反应用电硅热法冶炼中低碳铬铁的主要反应如下:2Cr2O3+3Si=4Cr,3SiO22FeO+Si=2Fe+SiO2这两个反应的基础是硅能与氧化合生成比铬和铁的氧化物更为稳定的化合物SiO2。

用硅还原铬和铁的氧化物的过程和用碳还原的过程有区别。

用碳还原时生成的一氧化碳可以从反应中逸出,因而用碳还原氧化物的反应沉淀是很完全的,并能保证被还原的元素有较高的回收率。

用硅还原铬和铁的氧化物时,反应生成的SiO2,聚集于炉渣中,使进一步还原发生困难。

因此,如不采取措施,还原时只能将矿石中40%,50%的Cr2O3还原出来,而后还原反应就要停止进行。

再增加还原剂的数量,则合金中的硅要高出规定标准造成废品,而且炉渣中的Cr2O3还是很高。

为提高铬的回收率,需向炉渣中加熔剂石灰。

控制电硅热法微碳铬铁冶炼增碳的实践与分析

控制电硅热法微碳铬铁冶炼增碳的实践与分析

控制电硅热法微碳铬铁冶炼增碳的实践与分析
纪正国
【期刊名称】《浙江冶金》
【年(卷),期】1992(000)003
【总页数】3页(P25-27)
【作者】纪正国
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TF641
【相关文献】
1.电硅热法冶炼微碳铬铁中氮元素控制的实践与研究 [J], 张晓斌;王秀仁;王继君
2.硅热法冶炼低,微碳铬铁过程硅氧化损耗机理及对经济效益影响浅析 [J], 胡凌标
3.控制电硅热法微碳铬铁增碳的实践 [J], 纪正国
4.电硅热法微碳铬铁增碳机理的研究 [J], 李景春
5.电硅热三步法微碳铬铁冶炼中电极对合金增碳的探讨 [J], 陈国翠
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电硅热法微碳铬铁冶炼

电硅热法微碳铬铁冶炼

电硅热法微碳铬铁冶炼
电硅热法是一种用于冶炼微碳铬铁的方法,其基本原理是利用电弧加热硅热体,使其与铁氧化物反应,生成微碳铬铁。

具体的冶炼过程如下:
1. 将硅热体和铁氧化物混合后送入电弧炉中,利用电弧加热硅热体,使其温度达到1700℃-1800℃。

2. 在高温下,硅热体与铁氧化物发生反应,生成微碳铬铁,并放出大量热能。

3. 反应后的产物经过冷却和研磨后,即可得到微碳铬铁。

电硅热法冶炼微碳铬铁的优点是:反应速度快,能耗低,产生的废气和废水较少。

同时,该方法还可以回收铁氧化物中的铁,降低了资源浪费。

不过,电硅热法冶炼微碳铬铁也存在一些缺点,例如反应过程中产生的二氧化硫等有害气体需要进行处理,反应后的产物中还可能存在一定量的杂质等。

因此,在实际应用中需要综合考虑其优缺点,并采取适当的措施加以优化和改进。

电硅热法生产低微碳铬铁降耗实践

电硅热法生产低微碳铬铁降耗实践



分 析 了 电硅 热 法 生 产 低微 碳 铬 铁 的 工 艺 流程 , 到 了影 响 生 产 指 标 的 主要 因素 及作 用 机 理 。 过 对 生 产 工 找 通
艺的调整, 强化 了工艺管理 , 在降本增效上取得了一定 的成效。 关键词 电硅热法 低微碳铬铁 工艺 实践
文 献 标 识码 B 文 章编 号 10 .9 3 2 0 )600 .6 1 114 (0 7 0 —0 60 3
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要 因素和作 用机 理 , 通过对 工艺 的调 整和 改进 , 强化
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( ) ( ) 当炉温 高达 1 6 1、2 。 0K后 , 中存 在一定 量 的 7 渣
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转中低碳铬铁冶炼方法

转中低碳铬铁冶炼方法

转中低碳铬铁冶炼方法中低碳铬铁的冶炼方法主要有两种:高碳铬铁精炼法和电硅热法。

高碳铬铁精炼法又分为用铬矿精炼高碳铬铁和用氧气精炼高碳铬铁。

用铬矿精炼高碳铬铁时,精炼炉渣具有较大的粘度和较高的熔点,冶炼过程温度必须是较高的。

因此,电耗高,炉衬寿命短,含碳量也不易降下来。

用氧气吹炼高碳铬铁具有较大的优越性,如生产率高、成本低、回收率高等。

目前传统的生产方法还是电硅热法。

电硅热法就是在电炉内造碱性炉渣的条件下,用硅铬合金中的硅还原铬矿中铬和铁的氧化物,从而制得中低碳铬铁。

电硅热法冶炼中低碳铬铁,对设备和原料的要求及熔炼操作工艺基本上与电硅热法冶炼微碳铬铁相同,只是中低碳铬铁含碳量较碳铬铁高,因而可以使用固定式电炉和自焙电极,作为还原剂使用的硅铬合金的含碳量也可以相应地高一些。

此外,熔炼操作也不像微碳铬铁要求得那样细致。

氧气吹炼中低碳铬铁吹炼方式吹氧法炼制中低碳铬铁使用的设备是转炉,故称转炉法。

按供氧方式不同,吹氧可分侧吹、顶吹、底吹和顶底复吹四种。

我国采用的是顶吹转炉法。

铬铁顶吹转炉的结构与炼钢转炉要求相同,炉衬用镁砖砌筑,炉体有倾动机构。

竖直的氧枪有升降机构和水冷系统。

吹炼原理吹氧法是将氧气直接吹入液态高碳铬铁中使其脱碳而制得中低碳铬铁。

高碳铬铁中的主要元素有铬、铁、硅、碳,它们都能被氧化。

氧气吹炼高碳铬铁的主要任务是脱碳保铬。

当氧气吹入液态高碳铬铁后,由于铬和铁和含量占合金总量的90%以上,所以首先氧化的是铬和铁,其反应是:4/3Cr+O2=2/3Cr2O3 2Fe+O2=2FeO然后,这些氧化物将合金中的硅氧化掉。

由于铬、铁、硅的被氧化,熔池温度迅速提高,脱碳反应迅速发展,其主要反应为:1/6Cr23O6+1/3Cr2O3=9/2Cr+CO而且,温度越高,越有利于脱碳反应,并能抑制铬的氧化反应,合金中的碳可以降得越低。

在常压下,吹炼含碳2%的产品的终点温度为2038K,吹炼含碳1%产品的终点温度为2217K,吹炼含碳0.5%产品的终点温度为2432K。

低碳铬铁用途[教材]

低碳铬铁用途[教材]

低碳铬铁用途低碳铬铁就是铁和硅组成的铁合金。

低碳铬铁是以焦炭、钢屑、石英(或硅石)为原料,用电炉冶炼制成的铁硅合金。

由于硅和氧很容易化合成二氧化硅,所以低碳铬铁常用于炼钢时作脱氧剂,同时由于SiO2生成时放出大量的热,在脱氧的同时,对提高钢水温度也是有利的。

同时,低碳铬铁还可作为合金元素加入剂,广泛应用于低合金结构钢、弹簧钢、轴承钢、耐热钢及电工硅钢之中,低碳铬铁在铁合金生产及化学工业中,常用作还原剂。

(1)在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。

为了获得化学成分合格的钢和保证钢的质量,在炼钢的最后阶段必须进行脱氧,硅和氧之间的化学亲和力很大,因而低碳铬铁是炼钢较强的脱氧剂用于沉淀和扩散脱氧。

在钢中添加一定数量的硅,能显着的提高钢的强度、硬度和弹性,因而在冶炼结构钢(含硅0.40-1.75%)、工具钢(含SiO.30-1.8%)、弹簧钢(含SiO.40-2.8%)和变压器用硅钢(含硅2.81-4.8%)时,也把低碳铬铁作为合金剂使用。

同时改善夹杂物形态减少钢液中气体元素含量,是提高钢质量、降低成本、节约用铁的有效新技术。

特别适用于连铸钢水脱氧要求,实践证明,低碳铬铁不仅满足炼钢脱氧要求,还具有脱硫性能且具有比重大,穿透力强等优点。

此外,在炼钢工业中,利用低碳铬铁粉在高温下烯烧能放出大量热这一特点,常作为钢锭帽发热剂使用以提高钢锭的质量和回收率。

(2)在铸铁工业中用作孕育剂和球化剂。

铸铁是现代工业中一种重要的金属材料,它比钢便宜,容易熔化冶炼,具有优良的铸造性能和比钢好得多的抗震能力。

特别是球墨铸铁,其机械性能达到或接近钢的机械性能。

在铸铁中加入一定量的低碳铬铁能阻止铁中形成碳化物、促进石墨的析出和球化,因而在球墨铸铁生产中,低碳铬铁是一种重要的孕育剂(帮助析出石墨)和球化剂。

(3)铁合金生产中用作还原剂。

不仅硅与氧之间化学亲和力很大,而且高硅低碳铬铁的含碳量很低。

因此高硅低碳铬铁(或硅质合金)是铁合金工业中生产低碳铁合金时比较常用的一种还原剂。

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电硅热法冶炼中低碳铬铁电硅热法就是在电炉内造碱性炉渣的条件下,用硅铬合金的硅还原铬矿中铬和铁的氧化物而制得。

冶炼设备及原材料用电硅热法冶炼中低碳铬铁是在固定式三相电弧炉内进行的,可以使用自焙电极,炉衬是用镁砖砌筑的(干砌)。

炉衬寿命短是中低碳铬铁生产中的重要问题。

由于冶炼温度较高(达1650℃),炉衬寿命一般较短(约45-60天)。

电炉功率一般采用2000-3500kV·A。

3500kV·A固定式三相电弧炉的炉壳直径为5.2m,高2.5m,炉膛直径(底部)2.7m,炉膛深度1.3m,电极直径450mm。

冶炼中低碳铬铁的原料有铬矿、硅铬合金和石灰。

铬矿应是干燥纯净的块矿和精矿粉,其Cr2O3含量越高越好,杂质(Al2O3,MgO、SiO2)含量越低越好。

铬矿中磷含量不应大于0.03%。

粒度小于60mm。

硅铬合金应是破碎的,粒度小于30mm,不带渣子。

石灰应是新烧好的,其CaO含量不少于85%。

石灰中CaO越低,则杂质SiO2、Al2O3就越高,结果用来调整碱度的CaO也越多,而真正的有关CaO就越低。

如果石灰中的CaO低,则有效的CaO就更低。

炉内反应用电硅热法冶炼中低碳铬铁的主要反应如下:2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO22FeO+Si=2Fe+SiO2这两个反应的基础是硅能与氧化合生成比铬和铁的氧化物更为稳定的化合物SiO2。

用硅还原铬和铁的氧化物的过程和用碳还原的过程有区别。

用碳还原时生成的一氧化碳可以从反应中逸出,因而用碳还原氧化物的反应沉淀是很完全的,并能保证被还原的元素有较高的回收率。

用硅还原铬和铁的氧化物时,反应生成的SiO2,聚集于炉渣中,使进一步还原发生困难。

因此,如不采取措施,还原时只能将矿石中40%-50%的Cr2O3还原出来,而后还原反应就要停止进行。

再增加还原剂的数量,则合金中的硅要高出规定标准造成废品,而且炉渣中的Cr2O3还是很高。

为提高铬的回收率,需向炉渣中加熔剂石灰。

石灰中的CaO能与化合并生成稳定的硅酸盐:CaO·SiO2、2CaO·SiO2(以2CaO·SiO2为最稳定),这样才能把渣中Cr2O3进一步还原出来。

炉渣碱度CaO/SiO2一般等于1.6-1.8。

冶炼中低碳铬铁的炉渣中也含也MgO,是由铬矿和炉衬带进的,氧化镁和氧化钙的作用相同,所以炉渣碱度也可用(CaO+MgO)/SiO2来表示。

冶炼中低碳铬铁(CaO+MgO)/SiO2一般等于1.8-2.0。

这样就使铬矿中的Cr2O3最大限度地从矿石中还原出来。

如碱度再提高就不合理了,不但不能大幅度的降低炉渣中的Cr2O3,而由于渣量增加,炉渣中铬的总量及熔化炉渣消耗的电能也增加。

炉渣与金属之比(渣铁比)为3.0-3.5。

操作工艺中低碳铬铁生产特点是间歇式作业,各个不同冶炼期有着各种不同的电气制度。

在熔化期内,还原反应在高温区已开始进行,但周围炉温较低,大部分固体料仍在熔化,故可用较高的电压,这时炉子的功率较大。

炉料化完后的还原期就不要大功率了,如继续长弧高压操作,热损失增加,并恶化操作条件,有损炉料,故应采用较低的二次电压。

一般熔化期用178V,精炼期电压为156V。

电硅热法冶炼中低碳铬铁所用的还原剂为硅铬合金,硅铬合金中的铬在冶炼过程中进入中低碳铬铁。

为了防止弧光侵蚀炉底和适于送电,采用留铁操作,炉底留铁量以150-200mm厚为适宜。

留铁生产有如下优点:(1)使炉渣和炉底隔开,避免炉渣对炉度侵蚀;(2)保持炉衬有恒温,不致使炉衬由于经常下冷料形成急冷引起破坏;(3)防止高温弧光刺破炉底。

但留铁应适当,太多或太少都不利。

留铁最太多,引起翻渣和塌料,影响产品质量;留铁量太少,会使炉底遭受高温,机械冲刷及化学侵蚀,从而缩短炉衬的使用时间。

中低碳铬铁冶炼的主要环节是补炉、堵出铁口、加料和熔化、精炼等。

出铁后应立即用镁砂堵出铁口,并检查炉衬的侵蚀情况。

炉衬是在1650-1700℃的高温下工作的,同时受渣铁的强烈化学侵蚀及搅动时的机械冲刷,此外炉况不正常及出铁口使用不合理等,都会引起炉龄缩短。

生产实践证明,采用下列方法可以延长炉龄寿命:提高筑炉质量、制定合理的操作工艺、使用合理的二次电压、稳定的掌握温度和碱度、保持均恒的留铁量、合理的使用和维持出铁口。

当发现炉墙(主要是渣线)侵蚀严重时,应及时从料批中抽出部分石灰,或用镁砖头进行补炉。

补好炉衬方可引弧送电。

冶炼中碳铬铁可采用快负荷操作,送电后15分钟方可满负荷操作。

为促进化料,冶炼中低碳铬铁熔化期负荷要给足,以便提高炉缸温度,精炼期负荷可稍小一点。

加料有两种方法:一是混合加料,即将铬矿、石灰和硅铬合金一次混合加入炉内;再一种加料法是分批加料法,即将一炉炉料混合后,分几次加入炉内。

前者是目前广泛应用的方法。

其特点是送电后,将混合料一次缓慢的加到炉内,分布要微呈盆形,电极后面适当多些,大面适当少些。

如果夏季雨水较多,原料潮湿,可将料先下到炉子周围进行烘烤,待干燥后,用耙子徐徐推入炉内。

为加速熔化和充分利用热量,根据化料情况,可用耗子将四周的料逐渐推入炉内。

为加速熔化和充分利用热量,根据化料情况,可用耙子将四周的料逐渐推入炉内高温区。

从送电到炉料化完以后,这段时间叫熔化期。

精炼期是指炉内料化完后到出铁前,此阶段是还原反应,此期内应进行充分搅拌,以促进还原反应的进行。

精炼期必须保持一定的精炼时间,太长会使金属增碳,并浪费电能;太短则还原反应进行的不彻底,金属回收率低。

出铁前应在三根电极的中间取样,判断含硅量,硅量低应补加硅铬进行调硅;硅高应酌情加铬矿脱硅处理。

待成分合格即可出铁。

判断含硅量的方法如下:(1)试样断面呈灰白色,稍有立岔(柱状结晶),铁样较坚韧,证明金属含硅小于3%,可以出铁。

(2)试样断面呈灰黑色,立岔很多,坚韧不易打碎,说明含硅太低,应补加还原剂进行调硅。

但加硅铬后,应进行搅拌,并有一定精炼期之后方可出铁。

(3)试样断面呈白色,质地较脆,易于打碎,说明含硅太高,不能出铁,应进行精炼,必要时可加入一定量的铬矿进行脱硅。

待成分合格方可出铁。

出铁前应准备好钢包、渣罐、小车、锭模等,卷扬应正常运转。

成分合格,立即打开出铁口停电出铁。

出铁口有时难开,使用烧穿器或氧气烧开出铁口。

正确使用和维持出铁口是延长炉龄寿命的关键问题之一。

出铁口开的高度和堵的深度都应适当。

如开的太高,铁水出不来,大量的铁水存在炉内,造成翻渣,严重的会造成漏炉事故;出铁口开的太低,会把炉内的铁水都放出来,钢包装不下,造成炉前事故,又使炉底下降,炉龄寿命显著缩短。

最好是根据炉底的深度开,先出渣,后出铁水,按料批的大小炉炉都均匀的出铁。

出铁口堵的深度也应适当,太深造成开眼困难,太浅出铁口外移,侵蚀出铁口两侧,使炉衬寿命变短,还易跑眼。

出铁后将渣铁在特制的渣铁分离器(即分渣模)里分离。

渣铁分离后,合金浇铸在锭模里。

或用铸铁机浇铸。

吊往精整台冷却后除掉表面灰尘和夹渣,破碎后每块质量小于15kg,按品种牌号入指定的库号,并将化学成分和物理形态不合格的产品回炉重新熔炼。

在熔炼低碳铬铁(C≤0.25)时,对增碳问题应适当注意。

原材料要清洁干净不准带碳,特别是硅铬合金的含碳量要低,硅铬合金严禁带渣,因渣中含碳量较高。

配料计算原料成分铬矿:Cr2O345%,FeO23%,SiO25%,Al2O313%,CaO2%,MgO8%,C0.03%,P0.03%。

硅铬合金:Cr28%,Si48%,Fe23%,C0.5%,P0.02%。

石灰:FeO0.5%,SiO21%,Al2O35%,CaO80%,MgO1%,C0.03%,P0.03%。

计算条件计算条件为:(1)以100kg铬矿为基础进行计算。

(2)铬矿中Cr2O3有75%被还原,有25%进入炉渣(其中有15%呈Cr2O3存在,有10%呈金属粒)。

(3)硅铬合金中硅的利用率为80%(其中进入合金3%),7%以Si和SiO的形式挥发,13%进入炉渣。

铁和铬各入合金95%,入渣5%。

(4)原料中磷有50%合金,25%入渣,25%挥发。

(5)碱度CaO/SiO2=1.6-1.8。

配料计算A还原100kg铬矿所需要的硅量还原Cr2O3(2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO2):45×0.85×(84÷304)=10.59(kg)还原FeO(2FeO+Si=2Fe+SiO2):23×0.95×(28÷114)=4.25(kg)合计:10.59+4.25=14.84(kg)折合成硅铬合金为:14.84÷(0.48×0.80×0.9)=40(kg)B由40kg硅铬合金带入金属中各元素的质量Cr:40×0.28×0.95=10.60(kg)Fe:40×0.23×0.95=8.40(kg)C由100kg铬矿中带入金属各元素的质量Cr:45×0.75×104/152=23.10(kg)Fe:23×0.90×56/72=16.10(kg)D生成金属的质量及成分元素质量/kg 合金成分/%Cr 10.60+23.10=33.70 57.40Fe 8.40+16.10=24.50 41.60Si 40×0.48×0.03=0.58 1.0合计58.70 100E应加入石灰量从铬矿中带入的SiO2量:100×0.05=5(kg)硅铬氧化生成的量:40×0.48×0.90×(60÷28)=37(kg)合计:5+37=42(kg)渣中应有的CaO(石灰)量42×1.6=67(kg)(碱度为1.6):应加入的石灰量:67÷0.80=84(kg)F炉料组成铬矿:100kg;石灰:84kg;硅铬:40kg。

单位消耗项目消耗数量铬矿/(kg/t)1500-1600硅铬合金/(kg/t)620-640石灰/(kg/t)1350-1500镁砖/(kg/t)38-40电极糊/(kg/t)40-42电耗/(kW·h/t)200-2200。

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