CN101962714B - 矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁合金的生产方法，以Cr2O3质量含量35～42％粒度为5～60mm的铬矿、固定碳质量含量82～86％粒度为8～30mm的焦炭、SiO2质量含量不小于97％粒度为10～30mm的熔剂硅石，按铬矿∶焦炭∶硅石的质量比为70∶13∶1配料，混合后经料仓加入12500KVA矿热炉内，经1550～1750℃连续冶炼，炉渣碱度1.1～1.5，采用分渣后浇注的方式生产含硅小于0.3％、钛小于0.03％的低硅低钛高碳铬铁合金。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，涉及一种矿热炉连续冶炼生产低硅低钛高碳铬铁的生产方法，尤其涉及以铬矿为原料矿热炉连续冶炼生产低硅低钛高碳铬铁的方法。
背景技术
在钢铁冶金和铸造等行业，高碳铬铁作为重要原料和添加剂应用广泛，随着市场经济的发展，钢铁企业对高碳铬铁合金成分的要求越来越苛刻；在特种轴承钢的生产的原料中，对高碳铬铁合金中钛、硅的含量有特殊的要求，硅含量小于0.3％、钛含量小于0.03％的高碳铬铁产品需求越来越大。
中国专利申请号20610022468，公布了一种超低钛高碳铬铁合金及其生产方法，是以资源丰富且价廉的高碳铬铁为原料，按计量配料、入炉冶炼、熔融扒渣、锭模浇注等步骤，用“选择氧化法”冶炼生产含钛量低于0.02％先进水平的超低钛高碳铬铁合金产品，其主要成分为：Cr45～75％，C4～10％，Ti0.001～0.020％，余量为铁及不可避免的杂质。该方法利用高碳铬铁为原料，增加一步生产过程，耗能较高。
中国专利申请号01131538，公布了一种低钛高碳铬铁生产工艺，铬矿：Cr2O3≥40％，Cr/Fe≥1.8，(MgO+CaO)/Al2O3＝1～1.6，Ti≤0.10％，粒度40mm；焦炭：固定炭≥82％，灰分≤15％，P≤0.025％，Ti≤0.15％，粒度6～18mm；硅石：SiO2≥97％，Al2O3≤1.5％，水洗无杂质，粒度20～40mm；将上述原料混合置炉中冶炼，炉内温度在1600～1800℃之间，在冶炼过程中控制炉渣三元渣型：MgO32～38％，SiO228～32％，Al2O322～27％，在冶炼过程中及时补充炉料，尤其是在出铁口区域定期加焦炭及镁质材料。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的问题，提供以铬矿、焦炭、硅石为原料通过控制工艺及炉渣碱度等生产低硅低钛高碳铬铁合金添加剂；原料不需要预处理，由原料直接冶炼生产出合格的低硅低钛高碳铬铁，而且不需要在出料口处定期补加炭及镁质材料。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，其特征在于：以铬矿、焦炭、硅石为原料，以质量计，铬矿Cr2O3含量35～42％、粒度为5～60mm，焦炭固定碳含量82～86％、粒度为8～30mm，熔剂硅石SiO2含量不小于97％、粒度为10～30mm，按照铬矿∶焦炭∶硅石＝70∶13∶1，由配料中心混合配料后经炉顶料仓加入12500KVA矿热炉内，经1550～1750℃连续的冶炼，炉渣碱度1.1～1.5，采用分渣后浇注的方式进行生产，生产出的低硅低钛高碳铬铁合金：铬55～65％，硅≤0.3％，钛≤0.03％，6.0％＜碳≤10％，硫≤0.1％，磷≤0.03％，其余为铁及其它微量元素。
上述的矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，炉渣碱度控制为1.1～1.25。
上述的矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，生产出的低硅低钛高碳铬铁合金中，硅质量百分含量小于0.3％、钛质量百分含量小于0.03％。
中华人民共和国国家标准GB/T14984.1-2010《铁合金术语第1部分：材料》中2.2.4.6低钛高碳铬铁ferrochromium high carbon with low titanium，含钛量不大于0.05％的高碳铬铁。依据上述国家标准及中华人民共和国冶金行业标准YB/T4154-2006《低钛高碳铬铁》，将本发明的硅含量小于0.3％、钛含量小于0.03％的高碳铬铁合金的产品名称定义为“低硅低钛高碳铬铁”。
本发明矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法的核心问题，为减少硅和钛的生成和增加二氧化钛进入炉渣的比例。
本发明中提到的原料加工成所要求的粒度可以保证在连续冶炼过程中主元素被充分还原，同时在冶炼时有较好的透气性，使冶炼能正常进行。
本发明中提到的原料加入到12500KVA矿热电炉内经过连续冶炼，其炉温控制在1550～1750℃，冶炼过程中炉渣碱度控制在1.1～1.5，产品中硅≤0.3％、钛≤0.03％；特别是硅质量百分含量小于0.3％、钛质量百分含量小于0.03％。
本发明矿热炉冶炼生产的低硅低钛高碳铬铁是一种新型的不锈钢添加剂，其成分中硅质量百分含量小于0.3％、钛质量百分含量小于0.03％，是生产特种轴承钢的必须原料，特别是低钛产品能够改善轴承钢的机械性能，增加轴承钢的密度。
本发明与现有技术相比具有如下的显著进步和积极效果：
1、本发明生产的低硅低钛高碳铬铁生产工艺简单、生产成本明显低于现有技术。
3、本发明生产的低硅低钛高碳铬铁是采用矿热炉连续冶炼，其设备不用再改造，无设备投资，冶炼工艺技术合理，采用工业化矿热炉连续冶炼，其产品状态良好，成分稳定。
4、本发明生产的低硅低钛高碳铬铁是在亏碳条件下生产出来的，同比吨铁焦炭消耗降低了10％，具有显著的节能减排特点。
5、本发明生产的低硅低钛高碳铬铁所用的各种原料可直接入矿热炉冶炼，不必对上述原料进行预处理，缩短了工艺流程，节约了能源，有利于提高主元素的回收率。
具体实施方案
现结合具体实际生产情况对本发明进一步叙述如下：
矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，以铬矿、焦炭、硅石为原料，700公斤粒度为5～60mm的铬矿、131公斤固定碳含量85.89％粒度为8～30mm的焦炭、10公斤SiO2含量97％粒度为10～30mm的熔剂硅石，经储料仓中的原料按配比自动称量并混合后由皮带机运至炉顶料仓，再通过加料管加入到12500KVA矿热炉内；经1550～1750℃连续冶炼2小时左右由炉内放出，出炉铁水温度为1620℃，将高碳铬铁合金及炉渣放入铁水包及渣包内，铁水经过分渣处理后将其浇入到锭模内，合金冷却后经破碎、精整、称量、入库。矿热炉冶炼生产的低硅低钛高碳铬铁合金，其质量百分含量为：铬61.55％，硅0.17％，钛0.0278％，碳8.37％，钛0.0278％，硫0.048％，磷0.024％，其余为铁及其它微量元素。
上述冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，其所述原料铬矿化学成分及质量百分含量为：
| 化学成分 | Cr2O3 | SiO2 | CaO | MgO | Al2O3 | Fe | Ti |
| 铬矿1质量含量％ | 35.64 | 11.7 | 1.54 | 10.74 | 11.88 | 16.33 | 0.32 |
| 铬矿2质量含量％ | 38.31 | 11.54 | 1.12 | 22.26 | 8.41 | 9.38 | 0.08 |
本发明实例中控制炉渣碱度数1.1～1.25，炉渣成分及其质量百分含量为：Cr3.0％、SiO233.5％、CaO3.5％、MgO38.48％、Al2O317.59％、Ti0.3％。是为了抑制冶炼过程中硅和金属Ti的还原，增加SiO2、TiO2进入炉渣的比例。
本发明用12500KVA矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁合金，冶炼电耗每吨合金为3391KWh，铬矿消耗为每吨合金2156Kg，硅石消耗为每吨合金34Kg，焦炭消耗为每吨合金435Kg。
Claims (3)
1.一种矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，其特征在于：以铬矿、焦炭、硅石为原料，以质量计，铬矿Cr2O3含量35～42％、粒度为5～60mm，焦炭固定碳含量82～86％、粒度为8～30mm，熔剂硅石SiO2含量不小于97％、粒度为10～30mm，按铬矿∶焦炭∶硅石＝70∶13∶1计量配料，由配料中心混合配料后经炉顶料仓加入12500KVA矿热炉内，经1550～1750℃连续的冶炼，炉渣碱度1.1～1.5，采用分渣后浇注的方式进行生产，生产出的低硅低钛高碳铬铁合金：铬55～65％，硅≤0.3％，钛≤0.03％，6.0％＜碳≤10％，硫≤0.1％，磷≤0.03％，其余为铁及其它微量元素。
2.根据权利要求1所述的矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，其特征是所述的冶炼炉炉渣碱度控制为1.1～1.25。
3.根据权利要求1所述的矿热炉冶炼低硅低钛高碳铬铁的生产方法，其特征是所述的低硅低钛高碳铬铁合金中，硅质量百分含量小于0.3％、钛质量百分含量小于0.03％。
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