專(zhuān)利名稱(chēng)：用于熔煉高碳鉻鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵合金生產(chǎn)，確切地說(shuō)，涉及在礦石熔煉電爐中的高碳鉻鐵生產(chǎn)的方法。
背景技術(shù)：
迄今已知在礦石熔煉爐中的高碳鉻鐵生產(chǎn)的方法，其中爐料由鉻礦石、碳還原劑和含硅石熔劑制備。該方法中使用IO-SOmm大小的礦石塊和超過(guò)5mm的含碳還原劑的級(jí)分。爐料以分批操作供應(yīng)到爐頂并且所產(chǎn)生的金屬和爐渣從爐排出。金屬在與爐渣分離之后從爐中排出到鑄模中(Ryss M. A. Production of ferroalloys. -M. !Metallurgy, 1985,199-212 頁(yè))。該方法的特征如下

高碳鉻鐵熔煉方法中鉻還原的速率低，原因是硅石鉻礦石含有30-35% Cr2O3和10-20% Si02。在熔煉溫度下，氧化硅在鉻礦石塊的表面上形成粘性膜，其阻止氧化鉻與碳還原劑以及氣態(tài)一氧化碳的相互作用。硅石熔劑通過(guò)阻礙礦石鉻尖晶石與碳還原劑和氣態(tài)CO的接觸而增強(qiáng)了鉻礦石的氧化硅的作用。鉻礦石的難熔鉻尖晶石中的鉻不與氧化硅形成鉻可從其中被還原的任何液體相。由于從鉻尖晶石的鉻還原的鈍化反應(yīng)，其在爐浴的較上層不被還原。固體礦石顆粒以相當(dāng)大的量被供應(yīng)到底層，并被從爐流出的液體礦渣卷帶。鉻從鉻礦石還原的機(jī)理在于，固體焦炭在其接觸鉻礦石塊的點(diǎn)處與構(gòu)成這種礦石的鐵和氧化鉻反應(yīng)。在加熱過(guò)程中，碳擴(kuò)散到整個(gè)鉻尖晶石體積中，形成氣態(tài)CO、鉻和碳化鐵。巧合地，焦炭與鉻礦石接觸的區(qū)域富含多孔巖石的難熔氧化物(Si02、Mg0、Al203)，主要為SiO2，從而在焦炭與鉻尖晶石之間產(chǎn)生所謂的爐渣-金屬屏障，在該屏障處鉻還原的速率急劇降低。在礦石熔煉爐的鉻鐵熔煉過(guò)程中，在添加有含硅石熔劑的爐料中鉻從硅石鉻礦石還原的低速率導(dǎo)致熔煉處理時(shí)間增加、用于鉻鐵熔煉比功率消耗過(guò)量以及爐渣獲得率增加。已知有一種鉻鐵熔煉的方法，其中使用尺寸為10-80mm的鉻礦石級(jí)分、超過(guò)5mm的含碳還原劑的級(jí)分以及呈自生產(chǎn)的爐渣-金屬?gòu)U料形式的含硅石熔劑作為爐料組分。爐料在電爐中溶煉，產(chǎn)生絡(luò)鐵和爐禮:(Ryss M. A. Production of ferroalloys. -Μ.Metallurgy, 1985，第 199-212 頁(yè))。該方法的特征如下由于在使用由鉻礦石、碳還原劑和熔劑組成的爐料的礦石熔煉爐中高碳鉻鐵生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的低速率亞鉻酸鹽-還原劑反應(yīng)造成廢渣中高含量的氧化鉻，這些低速率的反應(yīng)是由硅石熔劑以及由鉻礦石中存在的多孔巖石的硅石排出的亞鉻酸鹽導(dǎo)致的。硅石鉻礦石的使用導(dǎo)致?tīng)t浴上層內(nèi)在鉻尖晶石顆粒上的爐渣屏障的形成。而且，鉻尖晶石具有較高的熔煉溫度，并且它們因其與硅石的低速率反應(yīng)而著稱(chēng)，這就是鉻礦石與硅石熔劑一起加熱造成難以形成鉻可以從中被還原的液相的原因。
在礦石熔煉爐中的鉻鐵生產(chǎn)過(guò)程中從含有30-33%鉻和10-20% SiO2的硅石鉻礦石還原鉻的低速率導(dǎo)致用于鉻鐵熔煉的熔煉過(guò)程時(shí)間增加以及比功率消耗過(guò)量。該情形被諸如以下的因素促進(jìn)在高碳鉻鐵熔煉的過(guò)程中，鉻礦石顆粒對(duì)于形成到爐浴底層中的CO變得不可滲透。與要求保護(hù)的本發(fā)明最接近等同的過(guò)程是高碳鉻鐵熔煉的方法(RF專(zhuān)利號(hào)2115627, IPC C01G37/00、C22B 1/00、C 22B 1/16,1998)。該方法包括裝有以wt%計(jì)的如下組分比率的尺寸為IO-SOmm的鉻礦石塊、尺寸超過(guò)5mm的含碳還原劑級(jí)分、高碳鉻鐵生產(chǎn)的爐渣-金屬?gòu)U料以及低碳鉻鐵生產(chǎn)的爐渣的電爐
碳還原齊U10-15
爐渣-金屬?gòu)U料 5~15~
低碳鉻鐵的爐淹 I-To~
鉻礦石S~爐料被裝入礦石熔煉電爐中，在爐浴中提供I. 5-2. 5m的層深。爐料由含有以wt%計(jì)的以下組分構(gòu)成31-33-Cr203 ；15-17-Si02 ;含有86%碳的焦炭，熔劑高碳鉻鐵生產(chǎn)的爐渣-金屬?gòu)U料含有以wt%計(jì)的50-Si02 ；20-Mg0 ；IO-Al2O3 ；20-高碳鉻鐵的金屬夾雜物，含有以 wt%if 40-50Ca0 ；25-30Si02 ;5_15Cr203 ;4_5A1203 ;8_12Mg0 ;l_3Fe0 的低碳鉻鐵的爐渣。爐料組分被供應(yīng)到電爐料斗中。以分批操作將爐料裝到爐頂上，主要在出渣以及在爐料安放爐頂上之后。用電加熱的爐料被熔煉，形成金屬和爐渣，后者被規(guī)律性地排出。該方法的特征在于以下必須對(duì)細(xì)級(jí)分進(jìn)行初篩，并且僅使用大的爐料組分塊，這造成相當(dāng)多的細(xì)級(jí)分積累并導(dǎo)致環(huán)境惡化。而且，含有約30% Cr2O3的精鉻礦石的使用導(dǎo)致礦渣獲得率增加以及比爐容量降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題涉及在生產(chǎn)過(guò)程中使用按尺寸材料的等外品尺寸小于IOmm的鉻礦石塊和尺寸小于5_的含碳還原劑的級(jí)分。所實(shí)現(xiàn)的工程進(jìn)展涉及在生產(chǎn)過(guò)程中使用按尺寸材料的等外品鉻礦石和含碳還原劑，以及涉及改善生態(tài)狀況。為了達(dá)到上述目的，以I : (0.3-0. 5)的比率混合尺寸小于IOmm的鉻礦石塊的級(jí)分(尺寸過(guò)小的礦石)以及含碳還原劑的級(jí)分(尺寸小于5_)，并然后將他們供應(yīng)到壓塊機(jī)中。以25-50MPa壓力生產(chǎn)壓塊。使用含有以被％計(jì):44. 0-56. O-Cr2O3 ；4. 0-12. O-SiO2的尺寸過(guò)小的鉻礦石以及含有86%固體碳的含碳還原劑。然后，將生產(chǎn)的壓塊裝入料斗中，并從料斗供應(yīng)到電爐中。石英巖被供應(yīng)到其中，以提供以wt%計(jì)的如下壓塊/石英巖比壓塊93. 7-96. 2
石英巖3· 8-6. 3總計(jì)為100%。將制備的壓塊與石英巖的混合物熔煉，從而產(chǎn)生鉻鐵與爐渣。壓塊中鉻礦石與碳還原劑的共存有助于碳還原劑在鐵與鉻還原過(guò)程中的有效使用，所述鐵與鉻還原過(guò)程在這些壓塊內(nèi)部在相反應(yīng)的多重形成表面內(nèi)進(jìn)行。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I使用尺寸小于IOmm的尺寸過(guò)小的鉻礦石塊級(jí)分，含有以wt%計(jì)的44. O-Cr2O3 ；4. 0_Si02。將該礦石與含有86%固體碳的0-5mm級(jí)分的碳還原劑混合。將混合物潤(rùn)濕并在25-50MPa壓力制成壓塊。以I : O. 3的比率使用混合物組分。將壓塊與石英巖一起裝入電 爐中，以wt %計(jì)壓塊93. 7石英巖6. 3 將混合物熔煉，從而產(chǎn)生鉻鐵和爐渣。實(shí)施例2使用含有以被％計(jì)的56-Cr203 ；12. O-SiO2的鉻礦石(O-lOmm級(jí)分)。將該礦石與含有86%固體碳的0-5mm級(jí)分的碳還原劑混合。將混合物潤(rùn)濕并在25_50MPa壓力制成壓塊。以I : O. 5的比率使用混合物組分。將生產(chǎn)的壓塊與石英巖一起裝入電爐中，以wt%計(jì)壓塊96. 2石英巖3. 8將混合物熔煉，從而產(chǎn)生鉻鐵和爐渣。由此，所提出的方法增強(qiáng)了熔煉過(guò)程的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)性能，并解決了環(huán)境改善的問(wèn)題。
權(quán)利要求
1.一種熔煉高碳鉻鐵的方法，所述方法包括將諸如鉻礦石、還原劑和石英質(zhì)材料的裝料組分裝入電爐、熔煉裝料、排出爐渣和金屬、將金屬與爐渣分離和金屬鋳造，其特征在干，使用以I : (O. 3-0. 5)的比率混合的尺寸小于IOmm的鉻礦石級(jí)分和尺寸小于5mm的含碳還原劑級(jí)分，井隨后利用石英巖作為熔劑而由所述混合物產(chǎn)生壓塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，以wt%計(jì)進(jìn)料如下裝料組分 壓塊93. 7-96. 2 石英巖3. 8-6. 3
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，使用含44-56%Cr2O3和4-12% SiO2的礦yR ο
全文摘要
本發(fā)明涉及鐵合金的生產(chǎn)，更具體而言涉及用于在礦石還原電爐中生產(chǎn)高碳鉻鐵的方法。所要解決的問(wèn)題涉及在尺寸上無(wú)限制的材料的生產(chǎn)過(guò)程-小于10mm的鉻礦石和塊尺寸小于5mm的含碳還原劑。為了解決該問(wèn)題，將未調(diào)整的鉻礦石批料(粒徑為0-10mm)與含碳還原劑(顆粒小于5mm)以1∶(0.3-0.5)的比率混合。潤(rùn)濕該混合物并在25-50MPa的壓力下將其壓制成壓塊。將壓塊與石英巖一起裝入電爐中，比率為93.7-96.2wt％的壓塊和3.8-6.3wt％的石英巖。使用含有44-56wt％Cr2O3和4-12wt％SiO2的礦石。
文檔編號(hào)C22B1/24GK102686758SQ201180004528
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
發(fā)明者朱姆巴克漢·朱姆巴克哈諾維奇·伊茲別姆別托夫, 法茲爾·卡尤莫維奇·沙迪耶夫, 馬納特·扎克辛別爾格諾維奇·托利姆貝科夫 申請(qǐng)人:法茲爾·卡尤莫維奇·沙迪耶夫