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国内外铬矿预还原科研、生产成果总结及后续技术建议

来源:2017高效、低成本、智能化炼钢共性技术研讨会论文集|浏览:|评论:0条   [收藏] [评论]

国内外铬矿预还原科研、生产成果总结及后续技术建议陈亚团(酒钢集团宏兴股份公司钢铁研究院,甘肃嘉峪关 735100) 摘 要:铬矿是生产铬系合金的重要原料,其矿物理化指标的特殊性与其资源…

国内外铬矿预还原科研、生产成果总结及后续技术建议

陈亚团

(酒钢集团宏兴股份公司钢铁研究院,甘肃嘉峪关 735100

 要:铬矿是生产铬系合金的重要原料,其矿物理化指标的特殊性与其资源的紧缺性,决定了铬矿的使用必须走大胆创新与高效利用途径。经过对国内外铬矿利用相关研究与生产情况的分析与研究,将学术界以及生产厂家已达成一致认识的铬矿利用信息进行了总结归纳,在此呈现给国内从事铁合金生产和钢铁生产研究、工作人员。

关键词:铬矿;造块;球团;回转窑;预还原  

1 前言

铬矿是一种特殊矿物,其铬与铁均以尖晶石型复合氧化物形式存在,铬矿中Al2O3与MgO的含量较高,因而熔点高达1700℃以上,还原所需温度高达1300℃以上。另外铬矿硬度较大,开采难度大。另外,目前世界铬铁矿年开采量中块矿约占20%,粉矿约占80%[1]。粉矿价格较便宜,但使用性能不好。目前铬矿的供需矛盾突出,如何高效利用铬矿资源,发挥最大作用,是铬铁合金研究和生产单位必须解决的问题。铬粉矿造块及深加工是解决碳素铬铁生产中电耗高、生产率低和环境污染大问题的主要手段。迄今,在工业上已有多种方法可以使之获得不同程度的解决。本文是在对国内外研究及应用情况了解后形成的归纳与总结,希望对国内冶金工作者能有所助益。

2 国内外研究、应用成果综述

2.1 造球工艺

2.1.1预还原之前的矿粉造块方面,目前应用较多的是压球与球团两种工艺。球团有蒸养球团和低温焙烧球团两种。

2.1.2 配焦球团力学性能略优于配煤球团,以烟煤制备的球团的还原性好,但强度较差。另外,昭和电工公司的实践表明,加入无烟煤的铬矿球团在窑内容易爆裂。其原因是球团受热时外层和内层的无烟煤的膨胀、收缩不同所致。

2.1.3 还原剂和铬矿混磨制粉可提高磨矿效率,增加料的细度,有利于改善球团的质量。另外采用混合配料磨碎方式,可节约投资,焦粉无爆炸危险,还可减少成分偏析。

2.1.4实验证明内加碳铬矿还原球团的抗磨性良好,粉料率低于3%,可以满足要求。

2.1.5用圆盘造球机成球,在150-250℃下干燥2小时,生球粒度为12-20mm,落地强度0.8米高度2-4次/球,抗压强度15-20Kg/球,可以满足入窑的要求。

2.1.6生球强度随着内配碳比的增加而降低,要制取合格的预还原球团,造球料中应有足够的还原剂但要兼顾强度。干燥应控制在低温,预热时应注意碳的烧损。

2.1.7圆盘造球时,生球的抗压强度随直径的增大而增加,但落下强度随球径的增大而减少。另外,试验表明,在其它条件一定时,球团直径达的金属化率较直径小的高些。综合考虑球团直径一般控制15-20mm为宜。

2.1.8造球料的水分必须合适,对造球有影响的主要是毛细水。球团内80%的气孔为水所填充,因此毛细水对球团的强度和造球中球粒的长大都有着重要的作用。

2.1.9不论是压球还是圆盘造球,国内外使用较多的是膨润土。膨润土的加入量与原料的粒度也有关。原料越细膨润土加入量越多(日本周南电工公司在物料粒度为74微米占93%和物料水分为12-14%的情况下,膨润土添加量为3%。)

2.1.10原料粒度细时有利于成球,但其整体强度降低,且细磨成本较高,因此应做好粒度合理搭配。采用集配(不同粒度的料进行混合配料)理论进行配料,能够保证球的强度,对于压球工艺,集配理论的影响更显著。

2.1.11影响造球质量的因素很多,比如原料的水分和粒度,膨润土的加入量、造球的操作等。造球前需要困料2h,造球后的生球团水分必须合适,因为球团内80%的气孔为毛细水,所以造球时水的加入方式采用大喷淋和细喷淋相结合的方式。湿球的水分控制在9%-11%。

2.1.12转鼓试验显示,混料的细度越高,加碳球团抗磨性越好,从而可减少回转窑结圈。

2.1.14常用的粘结剂种类有:玉米粉调剂、白薯粉调剂、纸浆废液、糖浆、水玻璃、膨润土、有机树脂等。水玻璃粘结剂的球团落下强度和抗压轻强度最大,纸浆作粘结剂最小。随着还原剂配入量的增加,球的强度下降。

2.1.15铬矿粒度越细,反应速度越快,其影响在还原反应的急增期逐步增加,过渡期最大,缓慢期逐步减小。铬矿与还原剂混合制成球团(圆盘造球、压球、蒸养球团均可)能很好地促使还原反应的进行[2],比矿粉与还原剂直接混合的反应速度快且还原率高。

2.2 预还原工艺方面

2.2.1还原剂的影响(种类与配入比例):

(1)烟煤的还原能力最好,但球团的抗压强度较低。焦炭粉的还原能力在反应初期高于无烟煤,但后期却最差。因此应考虑多种还原剂的合理搭配。

(2)内配碳比对还原率的影响也是十分明显的。内配碳比的增加提高了含碳铬矿团块的内部的还原势,改善了碳与被还原氧化物的接触条件,因而能提高Cr2O3的还原率。且温度为1 200~1 300 ℃时内配碳量对铬铁矿球团还原的影响更显著;温度低于1200℃时,内配碳素不能充分消耗,致使还原球内部仍残留大量游离碳,碳热自还原反应的程度较弱,导致球团金属化率较低;温度高于1300 ℃时,还原温度的影响成为了绝对主导,配碳量的影响开始变弱。铬的碳热还原主要为借助碳气化反应的间接还原,紧贴着氧化物的精细碳粒降低了还原进程中气相的氧位,为碳热自还原反应创造了条件,使CO 分压增大,促进了扩散交换,因此,强化了还原反应效果。当IC/O=1.2 时,铬铁矿预还原球团的各金属化指标表现出很大增幅。经保护气实验,内配碳比IC/O=1.2 为铬铁矿预还原球团的较佳配比。但在工业炉窑内进行还原时,考虑到气氛的控制,应在球团外部附加碳素。焙烧应有适宜的高温,并保持一定的还原气氛。

(3)必须注意,随着内配碳比的增加,金属相的颗粒平均尺寸变小,即内配碳比升高不利于金属相的聚集长大。金属相含碳量随配碳增加而升高。含碳量越高,碳化铬的熔点也越高,也就不利于金属通过扩散聚集。

(4)球团的高温软化温度除了受铬矿性质的影响外,还与所加入的还原剂种类有关,还原剂对软化温度的影响则按照木炭、焦炭粉、无烟煤、烟煤、石墨的顺序逐渐提高。  

2.2.2还原温度的影响

(1)在1200℃以上,含碳铬矿球团的还原速度随温度的升高和矿粉粒度的减少而加快,由反应模型推导出的还原速度关系式与试验结果吻合[3]。

(2)影响含碳铬矿球团中Cr2O3还原率的主要因素是还原温度和内配碳比,高温和高配碳比有利于Cr2O3的还原。温度为1450℃,碱度为1.6,内配碳比不小于1.2时,实验状态Cr2O3的还原率达到92%。实际则可得到还原率大于60%、抗压强度大于50kg/球的预还原球团。

(3)还原温度和内配碳量是影响球团还原的主要因素,其中温度时主导因素,还原剂配入量是次要因素,接下来才是其它因素的影响。温度对预还原球团的金属化指标影响非常明显,温度高于1200 ℃时,铬铁矿预还原球团的金属化指标开始明显增加。高温(≥1300 ℃)时,可实现铬铁矿球团的快速还原(t≤1 h)。球团的还原率随温度的升高而升高,随还原时间的延长而增加,但还原后期的还原速率有减小趋势。

(4)随着球团预热温度的升高。球团的失碳率、抗压强度和落下强度均升高,而失碳率曲线的斜率最大,说明随温度上升碳烧损很快。窑内料层温度高低与加热速度有关。

(5)回转窑内预还原时,在无外焦时,还原温度需要高于1370℃时才能使球团金属化率达到50%以上,而当有20-30%的外加焦时,则还原温度降至1350℃左右也可获得相同的效果。

(6)窑内还原温度高、还原时间长和内配碳越多,成品球的强度越低。通常预还原窑内还原温度应控制在1400℃以下,还原时间以小于25min为好。

(7)由于铬铁矿的矿物结构非常复杂,与普通的铁矿不同,其中铁与铬在矿石中的存在形式不是平常的铁、铬氧化物,而是与多种元素结合的尖晶石矿物。因此其还原难度比单一的铁或铬矿物质大得多。还原温度要高(1400℃),时间适当延长。

(8)随还原温度的升高,各金属化指标均呈增加趋势;超过1300 ℃,增加趋势变缓,这是由于产生了密实的金属壳层,覆盖在未还原的矿物周围,阻碍了还原气体的扩散反应; 此时铬金属化率较高,铁已还原完毕。铁优先于铬还原,铬从1200℃以后才开始快速还原,还原温度对铬金属化率的影响远比对铁的大,这是因为Cr2O3 的还原是强吸热反应,因此,温度越高,越有利于Cr2O3的还原。

(9)1250~1300 ℃为铬铁矿预还原的温度过渡区间,达到此区间,铬铁矿球团才开始快速还原。随还原温度的升高,铬铁矿中铬矿物和铁矿物得到了大量还原,生成的金属化铬铁由星点颗粒或小片状逐渐增多、长大,最后聚结为大片状,并由铬铁矿边缘向中心扩散,覆盖在未还原的铬铁矿表面形成金属结圈,阻碍了扩散反应的通道,对后期反应不利,使还原反应几乎停滞。

(10)研究表明,高温(≥1 300 ℃)时,碳的气化反应速率以及还原过程扩散速率均较大,可实现快速还原;温度越高,金属化指标的增幅受还原时间的制约越小。低温时,铬铁矿表面某些质点上的铁矿物优先得到还原,并逐渐向中心推进,反应后期其金属化率趋于稳定;受界面反应和形核势垒的限制,铬矿物还原及其产物形核速率较慢,故铬的大幅还原则在反应中后期。

2.2.3添加剂的影响

实验表明,铬铁矿球团还原要达到较高的金属化率需要较高的温度(≥1300 ℃),这不利于节能降耗,为了强化铬铁矿球团的预还原效果,国内外科研人员进行了许多相关的研究,其中配加添加剂(或称催化剂)被认为是一种较有效的方法。前期研究已表明,铬铁矿球团还原主要受铬还原的制约,添加剂可为降低铬铁矿预还原温度以及缩短还原时间提供帮助。

(1)添加剂加速反应的效果按鹏酸盐、氟化物、氧化物的顺序递减。对于同一种酸根,钾盐的促进作用最强,钠盐次之,钙盐最差[4]。随着温度的升高,硼酸盐的促进作用有增加趋势。钠盐中以NaCl、Na2B4O7·10H2O 和Na2CO3 的催化效果最好。添加剂的使用可为降低铬铁矿预还原温度以及缩短还原时间提供帮助,从而起到节能减排与降本增效的作用。

(2)含碳铬矿球团中加入CaF2或CaCl2能使球团的还原速度加快。氟化物能降低铬矿还原的扩散阻力,却明显提高了界面反应的阻力,造成反应初期没有促进效果的现象,但从整个还原过程来看对还原是有促进作用的。

(3)添加剂促进还原的机理:从还原的矿相分析,高温时的MgO、Al2O3在尖晶石的表面要浓缩,阻碍了离子在固体内的扩散,加入添加剂后改变了尖晶石的形状,使尖晶石细化,这对物质的内扩散有利,促进了还原反应的进行。固体碳与CO2的反应,即Boudonard反应是通过CO2在固体碳表面的吸附而发生的。添加剂的加入能侵入碳的基平面间,使晶格畸形及减弱碳原子间的键能,从而促进表面复合物的脱附,加速Boudonard反应。自然也就有利于碳还原铬、铁的氧化物的反应,达到加速的效果。按照前人的研究,加入的离子半径越大,晶格发生畸变的程度越大,越有利于还原反应的进行。对于添加剂强化铬铁矿还原的机理,研究者提出了不同的理论,概括为添加剂强化了碳的气化反应,促进了固相扩散反应,导致了矿物晶格的畸变,降低了其表观反应活化能等。

(4)添加剂强化含碳铬铁矿球团还原的作用受还原温度、添加剂类别等因素的影响,是多种因素耦合作用的结果,具体机制有待进一步探索和研究。

2.2.4球团内渣相配比的影响

(1)含碳铬矿团块中的渣相组分主要对还原产物的结构产生影响,增加渣相的碱度对Cr2O3的还原产生有利影响,特别是在低内配碳比时。当含碳铬矿团块中渣相碱度升高时,经1400-1450℃还原后,冷态还原产物呈自然粉化状态。通过筛分和磁性分离,都很容易将金属相与渣相分离开。金属相的颗粒尺寸随还原温度的升高而增大。从还原过程和还原后产物的形状变化来看,提高含碳铬矿团块渣相碱度和内配碳比都能提高还原产物的气孔率,因而改善了Cr2O3的还原动力学条件。低内配碳时渣相碱度对Cr2O3的还原率的影响远比高内配碳比时大。也就是说,渣相碱度对Cr2O3还原率的影响随内配碳比的增加而逐渐减小[5]。

(2)在0.8-1.5的碱度范围,碱度为1.5时,铁液中最终Cr含量最高。

(3)Al2O3含量对初期的反应速率有很大影响,限制了初期还原反应。高MgO、高Al2O3的铬矿还原需要的温度高,且影响渣金分离与分别聚集。

(4)在实际生产中,寻求适宜的渣型,能得到良好的铬矿还原动力学条件。

(5)在高温还原过程中,含碳铬矿团块的Cr2O3的还原率决定于内配碳和渣相碱度。内配碳比增加能提高团块内部的还原势,改善氧化铬与碳的接触条件,因而提高Cr2O3的还原率;低配碳比时,渣相碱度的提高能明显地提高Cr2O3的还原率。但随内配碳比的增加,渣相碱度的影响逐渐减小。

2.3铬矿自身的影响(粒度与种类)

2.3.1铬矿粒度越细则铬与铁的金属化率越高,在温度低时表现得更加明显。

2.3.2矿粉越细时反应速度也越快,其影响在实验过程的急增期逐步增加,过渡期最大,缓慢期逐步减小。根据实验情况,对于圆盘造球工艺,合适的粒度范围为-200目。

2.3.3含MgO、Al2O3高的铬矿更难还原,应选择Cr、Fe含量高的铬矿作为预还原的原料。

2.3.4铬矿粉粒度细综合起来有以下优点:易于用造球盘造球;在一定范围内能增加压球强度,但配比过高球的强度降低;球内反应质点多,且铬矿与碳素紧密接触,反应产物易于扩散,反应动力学条件好。但需认识到,过细的粒度或过高的细粒矿粉配比会增加细磨成本,因此应合理配料。

2.3.5铬矿的还原基本条件是碳和铬、铁氧化物起反应,其参加反应质点的多少(实际与粒度有关,粒度越多反应质点越多)决定了还原速度。但反应的起始则在铬铁矿表面和解理裂纹中首先起核化作用。在还原过程中,反应物和生成物都有扩散现象,因此铬矿球团内部微观物料形态也起作用。

2.4预还原工艺存在问题

2.4.1工业炉窑内还原且无外加碳时,还原气氛难以保证。稍延长时间,已还原的铬、铁碳化物极易在氧化气氛下重新被氧化而沉没在基底上,会出现再生的铬铁矿而影响还原率。而在保证还原气氛下,随着还原时间延长,还原率均上升。通过对炉内气氛的分析,为保证铬矿球团预还原顺利进行,确定在试验温度范围内,控制气氛PCO/PCO2≥2为宜。

2.4.2铬矿造球灰表现出低温还原膨胀问题。铬铁矿在低温(700℃)时的Fe2O3到Fe3O4的转变阶段膨胀严重,膨胀后强度急剧降低,因此很容易粉化在还原炉(回转窑、竖炉等)中粘结,使得炉况恶化无法顺利进行下去。中钢吉铁及辽阳宏远冶金研究所在实验中均发生团块在1350℃时软熔结块现象。

2.4.3出炉条件对还原率有一定的影响,尤其是高温下球团的再氧化更值得注意,半工业试验中应考虑球团出窑时的密封条件。

2.4.4回转窑结圈:根据以往的生产经验,初步总结回转窑结圈的主要原因有:①入窑生料中粉料多;②窑温控制不好,局部区域温度过高;③焦粉灰分软化点低(1300℃-1350℃)为了延长结圈周期,焦炭灰分要尽可能低些。④球团内氧化硅含量高或氧化铝含量高时易于结圈,其原因在于含硅较高时易形成液相,含铝高时与回转窑材质接近,容易烧结和粘附。

2.4.5由于各种因素的影响,存在球团还原率和回转窑热效率不高的问题。

2.5合金冶炼工艺方面

2.5.1预还原球团矿还原度低时,可以埋弧操作,但电耗高。当还原度小于50%时,预还原球团冶炼铬铁是不经济的。考虑到电炉熔炼的工艺要求和焙烧设备的生产能力,球团金属化率一般都控制在60%左右。最适合电炉埋弧操作使用的SRC铬矿球团的还原度为60-70%,残碳量为3.5-4.0%。综合考虑,球团金属化率控制在50-70%,在满足入炉强度要球的情况下,残炭含量尽量高些。

2.5.2使用预还原球团直接热装冶炼高碳铬铁时,球团的配入量与焦炭粒度、球团的还原度有关,它直接影响炉况的好坏和电炉的指标。当大量使用小粒度焦炭时,不能埋弧操作,炉料熔化速度过快,炉况恶化。另外,当球团还原度过高时,也不能埋弧操作,炉料熔化速度过快,炉况恶化。采用预还原球团+矿热炉装工艺,球团还原度50%-70%,同时补充的还原剂粒度控制在20-50mm,适合电炉冶炼。

2.5.3预还原球团中铬和铁已有55%以上是金属状态(实际是碳化物),电炉冶炼仅是继续还原余下的铬和铁的氧化物及分离铁渣;另外,球团透气性好,可高料面操作减少热损失;炉料电阻增大,操作电压升高,使电炉生产率提高等,都会降低电炉冶炼的电耗。

2.5.4试验表明,采用还原率50%~70%的铬矿球团搭配部分碎铬矿与使用全部碎铬矿冶炼相比,由于炉料具有均匀的化学成分和粒度组成,不仅消除了偏加料问题,而且改善了反应的动力学条件。冶炼过程中具有料层厚、透气性好、吃料快、不翻渣、不刺火、炉况稳定和便于操作等特点,效果明显。

2.5.5相比氧化性球团,由于碳素的影响,预还原球团的强度较低,通常在600N/球以下,但试验表明作为铬铁电炉用料已足够。

2.5.6铬矿球团预还原+热装工艺技术上可行,不仅实现了能源综合利用,而且电炉取得了最佳的技术经济指标。在暂时不具备热装条件时电炉冷装球团搭配部分铬矿冶炼碳素铬铁,炉况稳定,操作方便,每吨合金可节电800kwh/t以上。

2.5.7使用预还原铬矿球团生产高碳铬铁的电炉,可产生热值约110KJ/m3的煤气400 m3/t,减排CO230%。

3 建议

3.1铬矿粉造球+预还原+(热装)工艺,发展势头强劲,降本效果显著,有建设意向的单位应全面考察、对比,择优选用,并在此方面大力研究,谁用于尝试谁就走在全行业的前沿。综合对比之下,各铁合金企业在采用矿粉预还原工艺时,建议采用目前应用较成熟的链篦机+回转窑工艺或竖炉工艺,为节约建设费用,可以国家大力缩减水泥产能为契机采购周边停产的水泥厂回转窑。

3.2不论是冷态压球还是蒸养球团或圆盘造球,均各有利弊,后续造块工艺可灵活选用。原则是尽量利用已有粒度,减少细磨量,降低造球成本。

3.3在煤焦价格低位运行时,要抓住此契机,大力发展其它一些以煤、焦为还原介质的物料或工艺是十分必要的。

3.4回转窑工艺的瓶颈环节为结窑问题。但这一问题不只是铬矿预还原领域的个性问题,而是各种回转窑共同存在的问题。国内关于回转窑结圈的成因研究及处置措施研究开展比较广泛,完全有可能通过查询资料或试验来减少或消除回转窑结圈问题。目前国内在回转窑结圈的控制措施概括为:①减少入窑球料中的粉料;②外加的燃料应选择灰分少、软化点高的焦粉或无烟煤;③还原温度不要高于1350℃,而且操作上要稳定。④国内有的铁合金厂认为,为了防止回转窑结圈,铬矿中SiO2含量应小于6%[6]。后续还应加大回转窑结圈的成因与消除的研究力度。

3.5后续应用回转窑工艺还需要对球团的还原率的提高、回转窑的热效率提高以及高温烟气利用进行攻关。可考虑通过以下几个方面来提高球团的还原率并实现节能降耗:

3.5.1提高窑的填充率和窑的转速,缩短球团在预还原带的停留时间,进一步提高窑的生产率和热效率,同时也有利于加强窑内的还原气氛。

3.5.2球团在高温区的停留时间以1.5-2小时为宜,过长的停留时间不仅还原率提高不显著,而且由于球团内加碳的过分燃烧而使球团再氧化。

3.5.3高温区最好靠近窑头,如果高温区离窑头过远则球团在充分还原之后还必须前进一段距离,这样便增加了与窑头来的空气的接触机会,还原率会降低。

3.5.4对窑内球团外附加碳的数量、种类、粒度和方式还需要进一步研究和改进。

3.5.5充分利用回转窑的废热的设想:从回转窑热平衡看出,窑尾废气和熟球带走的热量约占总热量的60%。充分利用这部分热量,对于降低整个过程的综合能耗有很大意义。经初步计算,窑尾废气所带走的热量,除了烘烤原料、干燥生球外,还可用于预热生球,从而提高生球入窑的温度,较少回转窑的热消耗。另外,电炉应进行热装冶炼,以利用熟球的显热,进一步降低电耗。充分利用废热是铬矿球团预还原过程中的一个重要环节。

3.5.6回转窑有许多可以改进之处,最佳的工艺路线是封闭电炉煤气供给回转窑,回转窑的尾气一部分直接进入链篦机预热段焙烧球团;另一部分经过换热器回收余热后,再与链篦机预热段烟气共同供给链篦机干燥段、铬粉矿干燥机和焦粉干燥机。

3.6 铬铁矿预还原产品的拓展

3.6.1完全有可能通过含碳铬矿团块的高温还原直接制备优质碳素铬铁块或颗粒。这一技术思路应用于工业生产,将大幅度降低碳素铬铁的生产成本和对环境的污染,从而大大降低不锈钢生产成本,对提高不锈钢产品的市场竞争力具有重要意义。

3.6.2半熔态还原渣金分离技术:国内研究人员曾用铁精矿粉和碳粉做成球团,在1350℃下发生反应。由于渣金表面张力不同,形成金属铁球。实现了渣金的良好分离。对于铬铁矿,若将反应温度控制在介于碳素铬铁固液相线温度之间,用廉价的煤种作还原剂,实现金属和脉石先还原分离,同时将矿粉中有害元素P和S尽可能留在脉石中,可得到低脉石的高金属化铬铁球团,进一步用矿热炉或竖炉还原。

3.6.3固态还原磁选分离技术:铬矿中MgO、SiO2、Al2O3的最佳配份比例为39%,34%,27%,有利于冶炼造渣,而一般铬矿的自然熔渣距离此成分点较远,熔点较高,必须配加大量的溶剂才能进行冶炼。若不配加溶剂,保持铬矿粉和碳的充分接触,可在较高温度下进行快速固态还原,然后进行磁选分离,得到低碳铬铁粉。该铬铁粉可直接喷入转炉熔化而省去还原过程。此工艺的关键在于铬矿粉还原后的可选性和铬铁粉与脉石粉的分离程度。

3.7应用预还原铬矿球团生产高碳铬铁的工艺技术,国内虽有应用,但其技术经济指标尚未达到最优,有较大的优化潜力。后续应用时应考虑以下几个方面:

3.7.1千方百计利用周边廉价的粉状铬矿资源。

3.7.2一定要设法创造条件,实现预还原球团热装入电炉生产高碳铬铁的技术,这样节能效果更显著。

3.7.3生产高碳铬铁的电炉要实行全封闭回收煤气,用回收的高热值煤气供给还原炉窑使用。

3.7.4采用预还原铬矿球团冶炼碳素铬铁,在提高窑的填充率,利用回转窑废热,提高球团还原率和热球入电炉以后,热效率可进一步提高。

3.7.5集合企业内部钢前各工艺点的骨干人员从事现代高效铁合金生产技术研究,利用矿、铁、钢、热工、炉窑等各专业的工作经验与实践积淀在铁合金领域找到新的创效点。

3.8矿热炉仍是冶炼铬铁的主要方法,铬铁合金化是炼钢合金化的主导,但铬矿粉预还原球团也可替代部分铬铁冶炼低合金钢,或用来生产不锈钢母液,也可用于碳钢铬微合金钢的试验。

3.9后续的铁合金-炼钢联动生产思路是:对于碳钢系统,建议以使用配碳铬矿粉压球或预还原铬矿球团作为主要的铬元素调整手段,而铬铁合金仅作为成分微调手段。对于不锈钢系统,建议预还原的球团与铬铁矿搭配使用,同时,为保证工序热量以及成分易于命中,铬铁合金不仅作为主合金,同时作为成分微调合金。

3.10与炼钢合金化变革思路相对应,合金后续的产品结构也将发生变化,后续的产品除铁合金外,凡是具有钢液成分调整或钢质提高的产品种类都在产品大纲之列,例如矿粉含碳造块,矿粉预还原球团等。由于有些产品是冷态或低温态生产,不必经过电炉,因此既能扩大产能,又简化了生产过程,提高了效益。

参考文献

[1] 冯珣.铬铁矿粉造块工艺的设计与研究.铁合金.2013年第3期.

[2] 袁章福,万天骥.含碳铬矿球团的还原性能.北京科技大学.1989年第5期

[3] 有晓民,郭征.铬矿还原速度的研究.钢铁研究总院学报.1986年第3期.

[4] 薛正良.含碳铬矿团块高温还原过程中金属相的凝聚.铁合金.2004年第5期.

[5] 李忠,宋芃霏.矿热炉铬矿球团预还原热装工艺探讨,铁合金.2016年第1期.


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