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1、华夏特钢工艺培训,主讲人：肖磊,.,1,讲授内容,高碳铬铁简介 工艺流程图介绍 高碳铬铁原料加工 高碳铬铁冶炼工艺 开炉注意事项,.,2,铁合金定义及分类,铁合金：是指一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素融合在一起的合金；铬铁是铬与铁的合金，其中还包括碳、硅及其它元素。 铁合金的品种繁多，分类方法也多一般按下列方法分类: (1)按铁合金中主元素分类，主要有硅，锰，铬，钒，钛，钨，钼等系列铁合金。 (2)按铁合金中含碳量的分类，有高碳，中碳，低碳，微碳，超微碳等品种。,.,3,铁合金定义及分类,(3)含有两种或者两种以上合金元素的多元铁合金，主要品种有硅铝合金，硅钙合金，锰硅铝合金，硅钙铝合
2、金，硅钡钙合金等。 (4)按生产方法分类:有高炉铁合金，电炉铁合金，炉外法(金属热法)铁合金，真空固态还原铁合金，电解法铁合金，此外还有氧化物压块与发热铁合金等特殊铁合金。 硅铁、锰铁、硅锰、铬铁、钨铁、钒铁、镍铁、钼铁、钛铁、稀土镁硅、稀土硅铁、硅钙合金、硅钡合金、硅铝合金、钽铌、磷铁、硼铁等。,.,4,高碳铬铁生产所需原料,生产高碳铬铁所用的原辅料主要有铬矿、焦碳、硅石。 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、阿尔巴尼亚矿、土耳其矿、菲律宾矿、伊朗矿、澳大利亚矿、阿曼矿、南非矿、哈萨克斯坦矿、印度矿、西藏矿等。（中国铬矿资源比较贫乏，按可满足需求的程度看，属短缺资源。总
3、保有储量矿石1078万吨，其中富矿占53.6%。铬矿产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，以西藏为最主要，保有储量约占全国的一半）,.,5,高碳铬铁生产所需原料,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。,.,6,高碳铬铁生产所需原料,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、阿尔巴尼亚矿、土耳其矿、菲律宾矿、伊朗矿、澳大利亚矿、阿曼矿、南非矿、哈萨克斯坦矿
4、、印度矿、西藏矿等。 1对铬矿的技术要求 (1) 化学成分的要求（%） Cr2O338 Cr/Fe2.2 P0.08 S0.05 C含量不大于0.20 MgO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。新矿种需经试验、化验后方准入炉使用。一般块铬矿入炉粒度为5-80，其中5以下量不应超过总量的20%。若配用部分难熔块矿冶炼时，要求最大破碎粒度不大于60mm，最大配入量不超过料批总量的30%。,.,7,高碳铬铁生产所需原料,2对焦炭（或兰碳）的技术要求 焦碳 焦碳用作还原剂，高碳铬铁常用的焦碳有：冶金焦、兰碳
5、（半焦）。 高碳铬铁生产对焦碳的一般要求是： 固定炭83%，灰份15%，挥发份1.7%，S0.6%； 粒度要求：1030mm、2040mm。（镍铁厂现使用焦炭粒度为20-40mm) (2) 物理状态要求 一般12500KVA电炉要求焦炭入炉粒度为20-40，不允许过大或过碎，不得混入泥土、杂质和粉末。有时，因工艺要求需配加部分（一般不超过30%）兰碳或0.5-20mm的焦粒。,.,8,高碳铬铁生产所需原料,3对硅石的技术要求： (1) 化学成分的要求： 含SiO2不小于97%，含P2O5不大于0.02% (2) 物理状态要求： 硅石表面、断面不允许有泥土、脉石和夹杂，必要时应进行拣拾、冲洗；硅
6、石要有良好的抗爆性。硅石入炉粒度为20-80。,.,9,高碳铬铁生产工艺流程原料处理加工,.,10,高碳铬铁生产工艺流程矿热炉冶炼,.,11,压球工艺介绍,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。 矿石筛分粉（小于5mm的筛下物）与除尘灰等物料经电子计量称称量配料，加入适量水后通过压球主机造球成型，由子母车运送至烘干窑进行烘干，出窑，堆放待用。 压球矿只是解决矿粉入炉带来的透气性和吹损率高的弊病。冶炼数据表明，与块矿相比，使用压球矿的铬金属回收率相对要低。,.,12,烧结工艺介绍,铁矿石烧结生产:是钢铁工业中关
7、系到冶炼炉生产的产量、质量及能耗的重要环节。近年来,随着我国钢铁工业的迅猛发展以及铁矿石烧结矿用量的大幅增长,烧结设备大型化已成为必然趋势。 日用矿量2300吨，矿石中粉料约占65%，为了满足630000KVA密闭式矿热炉生产需要，建设一套120的带式烧结机系统。这套系统当前也是国内最大的铬矿粉带式烧结系统,.,13,高碳铬铁冶炼,.高碳铬铁冶炼基本原理 所谓矿热炉法（电炉熔剂法）就是原料按焦炭、硅石、铬矿顺序进行配料，由人工不断从炉口向炉内及电极周围加入混合好的各种原料或使用料管直接把炉料加入炉内及电极周围，并保持一定的料面高度，加好的料面应呈平顶大锥体。电炉使用自焙电极，三相电极均较深地埋
8、在炉料中，依靠电弧热和电流通过炉料产生的电阻热对炉料加热，使炉料熔化、还原。通过出铁口定时排出渣、铁，并随炉料的不断下沉及时地补加新料，保持相对稳定的料面高度。根据电极的消耗情况及时接长电极壳、添加电极糊和压放电极。整个生产过程不断地循环往复，是连续进行的。,.,14,高碳铬铁冶炼,采用电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理就是用碳还原铬矿中的铬和铁的氧化物。在高温条件下，铬矿中的Cr2O3与还原剂中的C发生反应，就可以得到各种成分不同的铬铁产品。使用C做还原剂时，其基本反应为： 2/3Cr2O3+2C=4/3Cr+2CO T开=1253 FeO + C = Fe + CO T开=910 2/3Cr2O
9、3 + 18/7C = 4/21Cr7C3 + 2CO T开=1133 2/3Cr2O3+ 54/23C = 4/69Cr23C6 + 2CO T开=1174 1/3Cr23C6 + 2/3Cr2O3= 9Cr + 2CO T开=1733,.,15,矿热炉主要设备,矿热电炉的设备主要由炉体、供电系统、电极系统（电极把持器、电极压放装置、电极升降系统）、加料系统、出铁系统、冷却水系统、防护系统等组成。,.,16,原料的准备、配比和装入,1所有入炉原料进厂时，相关人员必须及时通知化验室取样化验。要求化验室化验人员应该在最短的时间内，提供最准确的化验结果。不同品种、不同品位的各种原料必须分开堆放，不
10、允许混杂。未经化验或未经生产部主管许可，各种新进的原料不允许投入使用。 2各种原料的堆放处、各个配料仓后面应该有明显的标示牌，标明原料的品种、品位，防止混杂。 3一般，入炉原料应由24种铬矿、焦炭和硅石等原料组成。有时，由于矿石搭配不合理，需要配加适量的石灰石（调整炉渣碱度）、白云石（调整镁铝比）、铁矿（调整铬铁品位）等辅料调整原料组成，以便保证正常生产，冶炼出合格的产品。要求计量工必须按炉料配比通知单规定准确称量。 4根据现场的实际情况，为更好的调节各入炉原料的均匀性，一般要求 ： 9#料仓装回炉料； 4#料仓装硅石； 1#料仓装焦炭；其他料仓装料时要求按名称隔开。,.,17,原料的准备、配
11、比和装入,5因为配料的准确与否会直接影响炉况和产品质量，要求计量器具必须标准、准确，并按使用规范由职能部门定期校验。每个生产班组至少校验一次磅秤的误差情况并及时予以调整。 6因为配料的准确与否会直接影响炉况和产品质量，要求配料操作人员必须按炉料配比通知单规定配比上料，不允许私自作任何调整。并如实记录每炉、每班用料量。接到炉料配比变更通知单后及时变更料批配比，并如实做好记录。 7所有使用设备调试完毕、正常后，不允许乱动、私自更改各运行程序，以保证炉料配比的准确度。一般：要求最大料批不得大于1650（铬矿）/批、种，以保证各种炉料尽可能混合均匀。 8应急处理炉况必须附加料时，一般由炉长决定，必要时
12、报请生产部主管同意。附加料情况（附加时间、附加品种、附加量）必须如实记录于原料作业交接班记录本及冶炼记录表，并及时通报生产部。,.,18,原料的准备、配比和装入,9因炉况波动确实需要改变（调整）炉料配比时，由炉长向生产部申请，经审定后由生产部下发配料单。未经许可，任何班组和个人不允许违反工艺规程，私自变更炉料配比。配料单必须由生产部主管签发。 10为保证入炉原料的均匀性，防止和避免因偏加料或混料不匀造成炉况和产品质量的波动，及时把撒在地上的原料装入料仓；不允许将除原料以外的任何东西加入料仓。 11炉顶料仓应经常保持“满”的状态，发现不足及时补充，不允许因供料不足或不及时影响电炉正常运行。 12
13、为保证各种原料的纯洁，要求天车工在给各个料仓装入各种原料时必须准确，不允许抛撒、混杂，更不允许误装。如料仓装料序号变更或使用新料时，必须询问清楚以后方可进行装料操作。,.,19,原料的准备、配比和装入,13为保证入炉块矿充分还原、降低消耗，要求破碎工在加工各原料时必须注意：回炉料最大粒度不超过80mm，硅石、石灰石最大粒度不超过60mm，易熔块矿最大粒度不超过80mm，难熔块矿粒度最大不超过60mm。整个破碎加工各原料过程中不允许混入各种杂质。为保证炉料块、面分配的均匀性，要求入炉的块矿必须全部经过破碎加工。 14各种需要加工、破碎的原料必须保证生产正常使用，并有一定的余量。不允许因破碎原料供
14、应不及时影响生产。 15巡料操作工在上料过程中必须随时注意计量传感器及计量皮带的运行情况，操作过程中不允许碰撞计量器具及其它运行设备。并保持计量器具及运行设备周围整洁、无杂物，不允许使用的工具掉入配料仓。,.,20,电炉供电及电极操纵,1一般，对一定功率的电炉来讲，在保证炉况良好、输入功率较高的前提下，以选用比较高的二次电压进行冶炼生产为宜。一般：30000KVA电炉正常使用的二次电压在217-227之间，不宜过高或过低；电极电流密度在：5-6.3A.cm2范围内。 2要求稳定安全供电.所谓稳定安全供电包括：供电数量、供电时间、供电质量的稳定。要有能满足电炉变压器按额定容量使用的电负荷量；还要
15、有足够的动力用电负荷。不能经常被迫降负荷冶炼，不能断续供电，供电电压频率要稳 定，波动值不能大于5%。 3.供电系统线路中电压波动较大时，为保证实现规定的功率和合理的电气运行制度，经请示生产部主管同意,可在允许范围内合理的调整二次电压。,.,21,电炉供电及电极操纵,4.正常冶炼操作时，三相电极二次电流应控制在40KA45KA，不允许超过45KA。一般要求应该满负荷运行。但不提倡超负荷运行。必须注意:由于供电系统的原因我们使用的系统电压偏高,没必要超负荷运行。如因生产要求确实需要超负荷运行时，应控制在不超过额定负荷的15%左右,最大超负荷值不允许超过额定负荷的30%. 5.要求操作工在操作过程
16、中,保持三相电极电流、三相电极位置相对平稳、平衡，尤其要注意保持三相电极的功率平衡，三相间功率最大波动值不允许超过15%。尽可能避免和减少三相电极功率的不平衡。 应该注意：(1)保证炉料混合的均匀性，还原剂要有合适的粒度，并基本均匀地分布于炉料中。(2)控制三相电极把持器的位置平衡,合理调整三相电极的下放量，尽量保持三相电极工作端长度基本相等。(3)注意观察各相电极功率不平衡状况和电极消耗情况，便于及时调整处理。,.,22,电炉供电及电极操纵,6.要求操作工进行停送电操作时，必须上抬电极，将负荷降至额定负荷的1/2以下时方可进行停送电操作。塌料、翻渣和刺火时会造成电流波动，如果电流波动不大时应及时告知冶炼工处理,可在短时间尽可能不动或少动电极。注意观察三相负荷的使用情况，防止因频繁地上抬或下插电极造成二次塌料甚至大翻料,尽可能地减少热量损耗。 7.操作工应严格按照电炉供电制度停电、送电、用电，合理调整负荷，听从冶炼班长和运行电工的指挥；升降电极时要注意,避免因升降幅度过大、速度过快，使电极遭受外力损伤。 8.由于生产过程的不确定性,为
