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1、炉外法生产钼铁工艺简介原料熟钼矿是生产钼铁的主要原料，是钼铁中的钼的来源，除要求品位高以外，对杂质也有严格的要求。一般成分为：Mo48%52%，S0.065%，P0.023%，Cu0.30%，SiO28%14%，Pb0.2%0.5%。粒度不得大于20mm，1020mm粒度不得大于总量的20%。硅铁粉是75%硅铁经破碎、球磨的粉状原料，用于还原熟钼矿、铁鳞等氧化物。硅铁粉在使用前必须有准确的硅、铝含量分析，含硅量要求为75%77%，粒度要求是：1.01.8mm不超过1%，0.51.0mm粒度的不超过10%，其余为0.5mm以下。粒度过大会造成钼铁含硅升高，使用含硅量高的硅铁粉效果比含硅量低的好。
2、铝粒要有准确的含铝量以作为配料计算的依据，其粒度要求在3mm以下。粒度过小，生产中不安全；过大，则对冶炼反应不利。铝粒的配加量要根据熟钼矿的温度、含钼量、生产规模、气温条件而定，一般每批料配入5-8kg。 铁鳞是轧钢、锻造时的氧化铁皮，是冶炼中的氧化剂及熔剂。在冶炼反应中约30%进入合金，是合金中铁的来源之一；约70%的铁鳞以FeO的形式进入炉渣，起稀释炉渣的作用。对铁鳞的要求：Fe68%，S0.05%，P0.035%，C0.30%，Cu0.1%。铁鳞在使用前须加热干燥去掉水分及油分，在生产中也可以使用铁矿，但铁矿含硫较高，现国内已很少使用。 钢屑是合金中铁的主要来源，要求含铁大于98%，一般
3、用碳素钢钢屑。 萤石粒度应在20mm以下，使用前要加热干燥，去掉水分，萤石中CaF90%，S0.05%，P0.05%，方可使用。炉料中萤石的配加量取决于实际炉渣情况和熟钼矿中SiO2的含量，一般配入量每批料2-3kg。硝石就是硝酸钠，当使用含钼低的熟钼矿时，常由于氧量不足，还原剂不能多加，而造成炉料发热量偏低，可用硝石作补热剂，每批料配加1-3kg。配料计算计算条件计算条件为：（1）以100kg熟钼矿为计算基础，并称其为一批料。（2）熟钼矿含52%Mo，生产出钼铁合金含Mo60%。（3）硅铁粉中含Si76%，Al2%，Fe21%。（4）铁鳞中Fe3O4含量95%。（5）钢屑中含Fe98%。（6
4、）根据炉料技术条件，确定每批炉料中加入铁鳞20kg，硝石3kg，萤石2kg，含Al99%的铝粒6kg。（7）熟钼矿中钼以MoO3存在，并100%被还原，其他氧化物还原不予考虑。（8）铁鳞中30%铁进入合金，70%以FeO形式进入炉渣。（9）硝石中含NaNO399%。（10）炉料发热量不低于2300kJ/kg。炉料用量计算A炉料放氧量计算100kg熟钼矿中放出氧量为：20kg铁鳞中放出氧量为：Fe3O4=3Fe+2O23kg硝石放出氧量为：4NaNO3=2Na2O+4O2+2NO+N2每批料放氧量总计：261.5720.9171.11829.607（kg）B炉料还原剂的计算铝粒结合氧量为：还剩余
5、氧量为：29.6075.28024.327（kg)这要由硅铁中硅与铝来结合。氧化1kg硅需氧量为：Si+O2=SiO2氧化1kg铝需氧量为：氧化1kg硅铁中硅与铝共需氧量为：1.1430.760.8890.020.886（kg）每批炉料需加硅铁量（硅铁过剩系数为1.03）为：C钢屑配入量的计算100kg熟钼矿可以产生出含Mo60%的钼铁合金量为：如果合金中杂质总量为2kg，需加铁量为：86.66752232.667（kg）由硅铁粉带入铁量为：28.280.215.94（kg）由铁鳞带入铁量为：每批料应配入钢屑量为：炉料配比根据上述计算，炉料配比为：熟钼矿100kg；硝石3kg；铝粒6kg；铁鳞
6、20kg；硅铁粉28.28kg；钢屑23.06kg；萤石2kg；总计182.34kg。热量验算AMoO3与铝反应放热氧化6kg铝粒需MoO3量为：放热量为：BMoO3与硅反应放热100kg熟钼矿中MoO3总量为：剩余的MoO与硅反应放热量为：CFe3O4还原为Fe放热DFe3O4还原为FeO放热ENaNO3与硅反应应放热每批炉料总放热量为：102195.6266662171708716.925288.3420032.8（kJ)炉料单位发热量为：熔炼操作炉料准备炉料要加工成合适粒度，然后要进行烘干，按配料比进行配料。炉料的准确称量是保证冶炼正常进行的先决条件。称量的顺序是熟钼矿、硝石、铝粒、铁鳞
7、、硅铁、钢屑、萤石。称好的炉料放入混料机内混料，混料时间约8min，混合均匀的炉料放入聚料斗内。配料工作是一项非常仔细、不容许有丝毫差错的工作，配料人员要精力集中、责任心强。尽可能采用电子自控装置。配料时应严格防火，因炉料易燃和粉尘易爆的特性，要求有严格的防火措施。混料工序要有严密的封闭排烟除尘设施。熔炉熔炉是冶炼钼铁的主要设备。熔炉外壳是用10mm钢板焊制的圆形筒，内衬耐火粘土砖，在距炉壳下缘100mm处开设一个直径120mm的放渣口。某厂4t批料的熔炉实际尺寸如图226所示。准备好的熔炉放在砂基上，在砂基中作成半球形的凹坑，用以容纳熔化的合金。容纳合金的凹坑称砂窝。用烘干的河砂作成砂窝、摆
8、正炉筒后将砂窝捣实，尤其是炉筒下缘与砂窝之间的结合处，要在里面捣高150200mm，外面捣高400mm以防止冶炼时炉渣由结合缝漏出。砂窝靠自然烘干，严禁用湿砂窝，否则会造成严重喷溅现象，甚至喷溅伤人。熔炼过程混合好的炉料装入熔炉内。第一料斗加好后应加入精整返回品、碎屑，铺成中空的环行一圈，不要靠近炉墙，以防粘结在炉壁不熔，也不能在中心不留反应通路，隔断反应。环形铺好后，再加入第二斗炉料，装好炉料后料面距炉子上缘不应少于500mm，以防反应时喷溅外溢。在炉料表面中心做一凹坑，加入点火混合物再用钢钎插入点火物中摇晃，使点火物与下部炉料相通。之后点火物中心加引火剂镁屑100g，摆正排烟罩后用红火点燃
9、，反应自动进行。反应过程的变化是由中心开始向下和向四周蔓延。正常反应时间小于10分钟。在前1/4时间反应平缓；在中间一段时间反应激烈，排出大量褐色浓烟，有沸腾和轻微喷溅现象；在后1/4时间反应减慢，火焰明亮，烟气转淡，反应结尾有明显亮光。冶炼过程正常标志是：（1）反应激烈，排出烟气浓厚，反应中不间断，不喷溅，反应结束明显，没有拖长现象，反应结束后，烟气发亮清透。（2）放渣时渣子流动性较好，稍有粘结现象。冷却后渣罐内渣子表面突起，有光泽，渣样呈深绿色。（3）拔起炉筒时有拉渣丝现象，钼铁锭上层渣盖微向下凹。（4）反应时间在210分钟范围内。冶炼过程不正常现象、原因、后果及处理方法为：（1）其他现象
10、正常，但大量喷溅。这是由于炉料潮湿或单位发热量过高或砂窝潮湿引起的。这种现象容易造成漏炉或炉料喷溅伤人，使合金含硅偏高。如果是发热量偏高，就要减少铝粒，增加硅铁粉的配入量；如果是炉料或砂窝潮湿，就要解决炉料和砂窝的干燥问题。（2）反应过于激烈，大量喷溅，反应时间很短，结束快；结束后烟气明亮，炉渣粘稠，色泽蓝绿，取出的小钼铁样冷却后易碎裂，断面有亮星呈银白色。这是还原剂过多的表现，常导致合金硅高钼底，这时必须减少还原剂的配入量，一般每批料减少0.30.7kg。（3）反应平稳，反应间断，烟气深褐色且上升缓慢。反应时间长，结束不明显且拖长。拔炉后，钼铁锭表层渣面出现气泡，并有冒火现象。在未冷的钼铁锭
11、中取出小块钼铁样冷却，后表层挂黑褐色的渣子，小钼铁样很硬，断面不整齐，呈灰黑色。这是还原剂不足的表现。这会导致合金含钼较高，含硅较低（低于0.05%），钼铁锭分层，冷却时极易生锈，精整困难、炉渣含钼高、金属颗粒多，这时必须增加还原剂，一般每批料增加0.20.5kg。（4）反应进行缓慢，无明显正常烟气，反应时间长。这是炉料发热量不足所致。这往往导致合金含钼高，含硅也高，铁锭分层或偏析，这时要检查炉料粒度、成分和含氧量，而后再根据具体情况调整配料比。反应结束后的30分钟为金属颗粒镇静沉降时间，以保证渣中含钼在0.35%以下。打开渣口，炉渣流入渣罐中，取样分析钼含量。高于0.35%的富渣要返回熔炼。
12、贫渣可以弃去或综合利用。放渣后，拔起炉筒，用铁勺从砂基上的金属锭中取铁样。合金表面光滑，微结绿渣，断口致密呈银灰色，结晶细小，无亮星，标志着钼铁质量良好。正常的合金、炉渣成分范围如表14所示。表14合金与炉渣成分钼铁成分/%MoSiCSPCuSuSbAsPb59-610.5-1.00.05-0.100.05-0.080.03-0.040.1-0.50.01-0.040.01-0.040.01-0.020.0001-0.005炉渣成分/%MoSiO2MgOAl2O3FeOCaOS0.01-0.3558-631.0-2.011-1516-243-50.01-0.03合金锭在砂窝中冷却78h，用特制
13、夹具起铁。在锭底部烧结砂层要刮掉，锭的上部渣盖要用耙子推掉，锭的上部渣盖要用耙子推掉，再用压缩空气把熔渣吹尽。在水箱中用水冷却30min，水冷合金自然炸裂易于精整。为防止合金水冷生锈，水冷时间不易过长，要在中心还红热时即终止水冷，在自然降温时，合金借自身余热将残余水分烘干。在精整前要取合金样进行分析，因为合金锭有偏析，所以应按下述方法取样：将金属锭平均分成三等分，在等分线上取三根金属柱，然后在这些金属柱上，自中心柱向边上柱的顺序分别均匀取4、3、2个试样，共计9个试样，然后混匀，每个样质量约200g，铁锭含钼偏析不得超过3%。合金成分有偏析，碳与硫偏析不大，只中心部位略微偏高。钼与硅的偏析较大
14、，钼含量在锭下部比上部高2%以上，而中心部位略微偏高，硅含量上部和中部位最高相差约0.7%。这些说明偏析是极为严重的。精整时除要打去合金上的残渣和内部夹渣外，合金锭还要破碎到4050mm后才能进行包装。冶炼1t55%Mo的标准钼铁单位消耗为：钼矿（按45%Mo折算，钼的回收率为98.33%）1213kg；75%硅铁339350kg；铁鳞250kg；钢屑260270kg；铝粒4560kg；萤石30kg；硝石40kg。提高钼回收率是提高钼铁经济效益的根本措施。生产中造成钼损失的主要途径是烟气带走损失和炉渣损失。烟气中的钼主要以氧化钼粉尘的形式存在；炉渣中的钼主要是以金属颗粒的形式存在。目前，我国有的厂家采用大布袋除尘器来回收冶炼烟气中的含钼粉尘，收到了良好的效果。炉渣中的钼可采用重选或磁选的方法来回收。在生产中要最大限度地把含钼金属颗粒从炉渣中沉降下来，这要求炉渣熔点低，不粘稠。因此，要使炉渣中的FeO含量保持在16%以上，并使炉料中的还原剂稍有过剩，具有足够的发热量。
