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高碳铬铁成分、用途及冶炼工艺介绍
1、牌号及用途
高碳铬铁(含再制铬铁)主要用途有： (1)用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度； (2)用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性； (3)用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料； (4)用作电解法生产金属铬的含铬原料； (5)用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。
2、冶炼工艺
高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法等。使用高炉只能制得含铬在30％左右的特种生铁。目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。
电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。碳还原氧化铬生成Cr2C2的开始温度为1373K，生成Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。
3、炼高碳铬铁的原料
冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。
铬矿中Cr2O3≥40％，Cr2O3/∑FeO≥2.5，S<0.05％，P<0.07％，MgO和Al2O3含量不能过高，粒度10～70mm，如是难熔矿，粒度应适当小些。
焦炭要求含固定碳不小于84％，灰分小于15％，S<0.6％，粒度3～20mm。
硅石要求含SiO2≥97％，Al2O3≤1.0％，热稳定性能好，不带泥土，粒度20～80mm。
浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制 摘要 铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、合金添加剂、还原剂等的合金。铬是钢中功能最多、应用最广泛的合金化元素之一。铬具有显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力的作用，并有助于提高耐磨性和保持高温强度。在各种不锈钢中，铬是一种必不可少的成分。 本篇文章就当今社会高碳铬铁中碳、硅、硫和铬回收率方面进行了简要论述。主要从高碳铬铁中各种成分反应的机理和常见成分控制进行阐述，揭示了各种成分的控制方法和效果。 关键词：高碳铬铁；成分控制；铬回收率
目录 1. 前言 ........................................................ - 1 - 2. 冶炼原理 .................................................... - 1 - 2.1电炉熔池结构............................................. - 1 - 2.2铬的碳化物生成机理....................................... - 2 - 2.3影响合金含碳量的因素..................................... - 3 - 2.3.1铬矿............................................... - 3 - 2.3.2合金的含硅量....................................... - 3 - 2.3.3渣型............................................... - 4 - 2.3.4冶炼操作........................................... - 5 - 3. 高碳铬铁冶炼中的硅行为浅析 .................................. - 5 - 3.1高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量的变化规律：................. - 5 - 3.2高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量变化的影响因素：............. - 5 - 4. 高碳铬铁合金降硫途径探讨 .................................... - 6 - 4.1硫的来源及存在状态....................................... - 6 - 4.2降低高碳铬铁合金中硫含量主要有一下几种途径............... - 6 - 4.3原因分析................................................. - 7 - 5. 高碳铬铁冶炼中铬元素的流向分析及提高铬回收率的途径探讨 ...... - 7 - 5.1有关计算式............................................... - 7 - 5.2铬元素的流向分析......................................... - 8 - 5.3提高铬元素回收率的途径................................... - 8 - 6. 结论 ....................................................... - 10 - 后记 .......................................................... - 12 - 参考文献 ...................................................... - 13 -
高碳铬铁配料计算方法 一、基本知识 1、元素、分子式、分子量 铬Cr —52 铁Fe —56 氧O —16 碳C —12 硅Si —28 镁—24 铝—27 三氧化二铬Cr 2O 3—152 二氧化硅SiO 2—60 氧化镁MgO —40 三氧化二铝Al 2O 3—102 2、基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 1公斤Cr 2O 3还原成Cr 6842.0163522522=?? ? ???+?? 公斤 Cr 2O 3的还原系数是 还原1公斤Cr 用C 3462.0522123=?? ? ???? 公斤 FeO+C=Fe+CO 还原1公斤Fe 用C 2143.05612=?? ? ?? 公斤 SiO 2+2C=Si+2CO 还原1公斤Si 用C 8571.028122=?? ? ??? 公斤 3、Cr/Fe 与M/A （1）Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比，Cr/Fe 越高合金中Cr 含量越高。
（2）M/A是矿石中的MgO和Al2O3的重量比，M/A表示矿石的难易熔化的程度，一般入炉矿石M/A为以上较好。 二、计算条件 1、焦炭利用率90% 2、铬矿中Cr还原率95% 3、铬矿中Fe还原率98% 4、合金中C9%，% 三、原料成份 举例说明： 铬矿含水% 焦炭固定碳%，灰份%，挥发分%，含水% 主要成分表 四、配料计算 按100公斤干铬矿（公斤铬矿）计算 （1）合金重量和成份 100公斤干铬矿中含Cr，100×=公斤 进入合金的Cr为×=公斤 进入合金中的Fe为100××=公斤
合金中铬和铁占总重量的百分比是 （）%=% 合金重量为（）÷=公斤 合金成分为： （2）焦炭需要量的计算 还原26.85公斤Cr 用C ：30.952212385.26=?? ? ?????公斤 还原9.93公斤Fe 用C ： 13.2561293.9=?? ? ??? 公斤 还原0.2公斤Si 用C ： 17.0281222.0=?? ? ???? 公斤 合金增C ： 3.66 公斤 总用C 量是：+++=公斤 入炉C ：÷=公斤 入炉干焦炭：÷=公斤 入炉焦炭：÷=公斤 （3）硅石配入量计算 加硅石前的炉渣成分
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高碳铬铁配料计算方法 一、基本知识 1、元素、分子式、分子量 铬Cr —52 铁Fe —56 氧O —16 碳C —12 硅Si —28 镁—24 铝—27 三氧化二铬Cr 2O 3—152 二氧化硅SiO 2—60 氧化镁MgO —40 三氧化二铝Al 2O 3—102 2、基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 1公斤Cr 2O 3还原成Cr 6842.0163522522=?? ? ???+?? 公斤 Cr 2O 3的还原系数是 还原1公斤Cr 用C 3462.0522123=?? ? ???? 公斤 FeO+C=Fe+CO 还原1公斤Fe 用C 2143.05612=?? ? ?? 公斤 SiO 2+2C=Si+2CO 还原1公斤Si 用C 8571.028122=?? ? ??? 公斤 3、Cr/Fe 与M/A （1）Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比，Cr/Fe 越高合金中Cr 含量越高。
（2）M/A是矿石中的MgO和Al2O3的重量比，M/A表示矿石的难易熔化的程度，一般入炉矿石M/A为以上较好。 二、计算条件 1、焦炭利用率90% 2、铬矿中Cr还原率95% 3、铬矿中Fe还原率98% 4、合金中C9%，% 三、原料成份 举例说明： 铬矿含水% 焦炭固定碳%，灰份%，挥发分%，含水% 主要成分表 四、配料计算 按100公斤干铬矿（公斤铬矿）计算 （1）合金重量和成份 100公斤干铬矿中含Cr，100×=公斤 进入合金的Cr为×=公斤 进入合金中的Fe为100××=公斤 合金中铬和铁占总重量的百分比是
?原料破碎后，再筛分，经过称量配料，送到炉顶料仓，通过料管加入炉或送至加料平台。 ?上料（即原料的输送）设备与称量必须简单可靠，目前采用的上料方式有以下两种： ?一种是用皮带运输机将料达到料仓，然后按配料比在配料车（又称作称量车）将料配好卸人炉顶料仓。配料车上装有可开式料斗和称料用的弹簧秤，配料车挂在电葫芦上。电葫芦沿着炉子周围的单轨运行，配料工借电钮装置开动料仓的给料机，依次将炉料按要求配比称好，送至一定的料仓。 ?另一种上料方式是用上料小车沿斜桥将炉科送到炉顶平台。上料小车在原料仓，用杠杆式秤配料，配好的炉料卸入上料小车，然后用卷扬机从斜桥把炉料运到炉顶平台上，再用小车把料推到炉顶料仓。在用手工加料的小电炉上，配好的炉料直接送到加科平台上。配料时，称量的准确度要求达到5kg。 ?炉料的混合是靠下料和倒运时进行的。所以在称量时，应当把密度较小的料配在底部，以便下料时达到混合均匀的目的。 ? 2.2.5原料的预处理 ?为降低高碳铬铁生产设备的造价，各厂都趋向使用大型还原封闭电炉，这些电炉必须使用硬块铬铁矿。由于硬块铬铁矿供应困难，这就迫使各厂使用价廉的碎铬铁矿和粉矿，但这类矿必须经过预处理才能人炉。因此铬矿粉的预处理是铬铁生产厂的重要环节： ?造球工艺：铬矿资源中块矿只占总量的20％，其余80％是粉矿。有相当一部分铬矿居于易碎矿石，在开采和贮存过程中极易碎裂成细小的颗粒。即使强度高的块矿在加工过程也产生大量的细粉。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。目前球团和造块工艺已经成为铬铁生产工艺流程的重要组成部分，主要球团生产工艺有冷压块（又称冷固结球团）、热压块、蒸汽养生球团、碳酸化球团、烧结球团、预还原球团等。常用造球设备有压块机、圆筒造球机、因盘造球机等。 ?焙烧工艺过程：原料矿石常含有大量的高价氧化物、化合水、碳酸盐和硫化物。焙烧是在适当温度和气氛条件下，使矿石发生脱水、分解、氧化、还原过程，改善入炉矿石的物理性质和化学组成。 ?烧结工艺：烧结是利用矿石出现熔化或矿石与焙剂之间的固—固反应产生液相来润湿和粘结矿石颗粒，冷却后形成多孔的具有足够强度的烧结矿的工艺过程。烧结过程是物质表面能降低的过程。粉矿具有较高的分散度，其比表面积大于相同质量的块矿。烧结后的矿物表面积减少，体系的自由能ΔG降低。 这是—个自发进行的过程。 ? 2.3 高碳铬铁的冶炼 ? 2.3.1冶炼基本原理 ?电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是在电弧加热的高温区用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物．称为电碳热法。埋弧还原电炉是电炉的一种，在铬铁生产中用于对矿石等炉料进行还原熔炼。其持点是正常熔炼过程中电弧始终埋在炉料之中。 ?按炉口形式分为高烟罩敞口式、矮烟罩敞口式（将高烟罩降低后，短网由烟罩上部引入的一种改进型）、半封闭式和封闭式4种（见下图3）。前两种为早期使用的形式，日趋淘汰。目前广泛采用的是半封闭式和封闭式。
一、物料平衡计算 1、基本原始数据：直接还原铁成分、燃料成分见表一、表二 （1）直接还原铁 名称 Fe Cr223CaO MgO S P O C SiO Al O %17.2240.18 5.5913.18 2.3613.790.090.00 6.05 1.54（2）焦炭成分 固定碳 (C 固)挥发分 (V)灰分 (A)S P ≥84%≤2.0 %≤15 %≤0.6 %≤0.02 %（3）白云石 白云石化学成分 MgO CaO SiO Al O 3S P 22 ≥ 40%－≤ 5%－＜ 0.05＜0.02入炉白云石粒度20~80mm。 （ 4）硅石 入炉硅石的化学成分应符合表 4.2 ―10的规定。 表 4.2 ―10硅石化学成分 SiO2Al 2O3S P热稳定性 ≥ 97%≤ 1.0%≤ 0.01%≤ 0.01%不爆裂粉化 入炉硅石粒度20~80mm。 2、直接还原铁耗碳量计算( 以 100kg 计算 ) 假设 Cr 以 Cr2O3、Cr 形态存在 ,Fe 以 Fe?O?,Fe 形态存在，其中Cr2O3全部还原， Fe?O?98%还原为 Fe， 45%还原为 FeO, SiO 22%还原 , 成品中含 C 量为2%，加入焦炭全部用于还原氧化物，则耗碳量为： 名称反应方程式耗 C 量 /kg Cr2O3Cr2O3+3C= 2Cr+3CO40.18X20%X152/104X36/152=2.78
Fe?O?Fe?O?+3C=2Fe+3CO17.22*80%*36/112 =4.44 SiO2SiO2+2C=Si+2CO 4.18/(28.1+16*2)*12*2=1.67 铬铁水含 C量由铁水量求得6x40.18/62=3.9 合计12.79 12.79-1.54=11.25 冶炼 100kg 铁矿消耗焦炭量为 M c=耗 C 量/(Wc 固* （1-W 水） )=11.25/(84%*(1-8%))*（1+10%）=16kg 冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要直接还原铁量为 M矿=1*w（Cr 高碳铬铁水中质量比） /W（Cr 矿中质量比） * 还原率 =1*62%/（40.18%）*98%=1.575 吨 3、冶炼 1 吨高碳铬铁合金需要焦炭量为 M焦炭 =16kg*1.575*10=252kg 4、渣铁比计算 以 100kg 直接还原铁配 16kg 焦炭，假设元素分配按下表所示 成份Cr FeO/ Fe MgO SiO2/Si Al 2O CaO 3 入渣率0210098100100 入合金率100980200物料平衡中未计算P 和 S的平衡量，按高碳铬铁合金生产状况设定P和 S的含量。 直接还原铁成渣量和成合金量见下表 质量分比名称进入渣中量 /kg质量分比 /%进入合金中量 /kg /% Cr-----------40.18*100%=40.1864 Fe?O?17.22*2%*160/112 /Fe 1.4917.22*98%=16.8827 =0.49 Al O 13.18*100%=13.1840.15-------- 2 3 MgO13.79*100%=13.7942---------SiO /Si 5.59-4.18=1.41 4.2940.18*3/62=1.953 2 CaO 2.36*100%=2.367.2--------C---------62.78*6%=3.776
高碳铬铁生产工艺 一、矿热炉 ?高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉（高炉）法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低 铬合金（Cr<30 %），较高铬含量（例如Cr>60 %）的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段；后两种方法是正在探索中的新兴工艺；因此，绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉（矿热炉）法生产。电炉冶炼具有以下特点： ?（1）电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生 的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。 ?（2）电是唯一能获得任意高温条件的能源。 ?（3）电炉容易实现还原、精炼、氮化等各种冶金反应要求的氧分压、氮分压等热力学条件。 1.1主要技术参数 ?根据生产的品种和年产量，首先确定炉用变压器的额定容量，选择变压器的类型（三相或三台单相）、工作电压和工作电流。然后确定电炉的几何参数，包括电极直径，电极极心圆直径（或电极中心距）， 炉膛直径，炉膛深度，护壳直径，炉完高度等。所有这些参数，通常采用经验公式计算，并参照国内外生产实践进行选定。部分冶炼高碳铬铁的还原电炉主要技术参数列于表1。 ?表1部分还原电炉主要技术参数 1.2组成结构 *埋弧式还原电炉由炉体、供电系统、电极系统、烟罩（或炉盖）、加料系统、检测和控制系统、水冷却系统等组成。 二、工艺流程 2.1原料的选取 *冶炼高碳烙铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。其中焦炭以及硅石作为还原剂。 （1）铬矿 *世界铬铁矿矿床主要分布在东非大裂谷矿带、欧亚界山乌拉尔矿带、阿尔卑斯一喜马拉雅矿带和 环太平洋矿带。近南北向褶皱带中的铬铁矿资源量，占世界总量的90%以上。其中南非、哈萨克斯坦和津 巴布韦占世界已探明铬铁矿总储量的85%以上，占储量基础的90%以上，仅南非就占去了约3/4的储量基 础。
本技术介绍了一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，包括如下步骤：(1)使用中频感应炉熔化高碳铬铁合金；(2)将铁水导入转炉，由转炉上安装的顶底复吹系统对铁水进行降钒处理。所述顶底复吹系统包括安装在转炉顶部和底部的氧枪；其中，底部氧枪持续喷吹惰性气体，顶部持续喷吹氧化性气体。本技术一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，有效地降低了高碳铬铁中的钛含量，避免了钛在特种钢中出现坚晶点，改善了高温、高强度下的抗疲劳性能及耐磨性，提高了高碳铬铁的机械强度、耐磨性和抗疲劳性能。 技术要求 1.一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，其特征在于，包括如下步骤： (1)使用中频感应炉熔化高碳铬铁合金； (2)将铁水导入转炉，由转炉上安装的顶底复吹系统对铁水进行降钒处理。 2.根据权利要求1所述的一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，其特征在于，所述顶底复吹系统包括安装在转炉顶部和底部的氧枪；其中，底部氧枪持续喷吹惰性气体，顶部持续喷吹 氧化性气体。 3.根据权利要求2所述的一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，其特征在于，所述顶部氧枪喷吹粉末状氧化剂。 4.根据权利要求3所述的一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，其特征在于，所述粉末氧化剂包括二氧化锰、氧化铁或氧化铬中的一种或以上。 技术说明书 一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺 技术领域 本技术涉及金属冶炼领域，具体是一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺。 背景技术
在轴承钢生产过程中钛与溶解在钢液中的氮结合生成几乎不溶于钢液中的氮化钛。氮化钛的熔点高达2930℃，在钢液冷却过程中，其呈弥漫分布而夹杂在钢锭中。由于氮化钛的硬度较大，使得轴承钢的使用寿命受到影响。轴承钢中的钛主要来源于高碳铬铁。现有技术中缺乏一种可以降低高碳铬铁中的钛含量的冶炼工艺。 技术内容 本技术的目的是提供一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，可以有效降低高碳铬铁中的钛含量。 本技术采用的技术方案是：一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，包括如下步骤： (1)使用中频感应炉熔化高碳铬铁合金； (2)将铁水导入转炉，由转炉上安装的顶底复吹系统对铁水进行降钒处理。 进一步地，所述顶底复吹系统包括安装在转炉顶部和底部的氧枪；其中，底部氧枪持续喷吹惰性气体，顶部持续喷吹氧化性气体。 进一步地，所述顶部氧枪喷吹粉末状氧化剂。 优选地，所述粉末氧化剂包括二氧化锰、氧化铁或氧化铬中的一种或以上。 本技术一种低钛高碳铬铁的冶炼工艺，有效地降低了高碳铬铁中的钛含量，避免了钛在特种钢中出现坚晶点，改善了高温、高强度下的抗疲劳性能及耐磨性，提高了高碳铬铁的机械强度、耐磨性和抗疲劳性能。 具体实施方式 下面结合实施例对本技术作进一步详细说明。 实施例 冶炼一批高碳铬铁，包括如下步骤： (1)使用中频感应炉熔化高碳铬铁合金；
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 铬基本知识介绍 铬在地壳中的丰度为0.018%。含铬的矿物以铬铁矿最为重要。铬铁矿呈铁黑色或棕黑色，与磁铁矿相似，但磁性很弱，一般呈块状，点状，豆状，条带状等。这种矿在阳光下观察，显得特别亮，有时表面有黄色斑点，小刀可以刻动，常产在绿色火成岩(橄榄石、蛇纹石)中。 铬的化合物色彩缤纷，五光十色。金属铬是银白雪亮的，硫酸铬是绿色的，铬酸镁是黄色的，重铬酸钾是桔红色的，铬酸是猩红色的，氧化铬是绿色的，铬矾是蓝紫色的，铬酸铅是黄色的 铬铁矿的熔点高达1900℃2050 ℃，在高温下能保持体积不变，而且跟任何矿渣不起反应。因此它可作为耐火材料，炼钢炉及有色金属冶炼炉的炉衬。 在所有的金属中，铬是最硬的一个。人们常常把铬掺进钢里，制成又硬又耐腐蚀的合金。世界上大部分的铬，都是被用来制造各种合金。铬钢是制造机械、枪炮筒、坦克和装甲车的好材料。在大自然中，铬常和铁一起存在铬铁矿里，直接用铬铁矿来冶炼，炼出来的钢便是铬钢。 在炼钢的时候加入12%以上的铬，或18%的铬和8%的镍，炼出来的钢就是不锈钢。不锈钢在遇到具有腐蚀性的物质时，就会在它的表面形成一种细致而坚实的氧化铬薄膜，保护内部的金属不继续受腐蚀，有些不锈钢甚至在800℃的高温中，还能保持其优良的性能。 1974 年，在陕西临潼发现了秦始皇的从葬陶俑坑，出土了三把宝剑，剑身乌亮，寒光逼人。这几把剑在五六米深的潮湿土壤中埋了两千多年，出土时不但毫无锈迹，还锋利得能一下子划破十几张报纸。经过有关方面专家检测分析，原来三把宝剑的表面处理用的是铬盐氧化法。铬酸盐是一种非常强的氧化剂，它可以使剑的表层金属生成一层致密而稳定的氧化膜，因而保护了内部的金
铬铁冶炼简介 1车间组成： 六座30000KV A全密闭电炉及厂房，干渣坑、水粒化池、循环水池、水泵房，原料场、原料铬矿破碎筛分、烘干（预留）、烧结（预留）、焦炭筛分、烘干（预留）、除尘设施（煤气回收）、煤气柜（预留）、空压站、制氮站、机修车间、电极壳制造车间、化验室、110KV A变电站、库房等。 2高碳铬铁牌号及用途： 铬铁是铬及铁的合金，其中含有碳、硅、磷及其他元素。 高碳铬铁的主要用途：作为冶炼不锈钢的合金剂 高碳铁铁的牌号及化学成份（GB5683-87） 高碳铬铁的牌号及化学成份 3原料： 冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦碳、硅石、电极糊。 3．1矿石； 冶炼铬铁对铬矿石的要求： 符合ZB D33002—90铁合金用铬矿石标准（第二类）
粒度5-80mm，其中5-10mm ＜10﹪，水分＜6﹪。 注：入炉铬矿品位每升高或降低1﹪，相应冶炼电耗也降低或升高≤ 80 KW.h/t。 3．2硅石； 符合ZB D33001—90硅石标准（第二类）GS-97牌号 SiO2≥ 97%，Al2O3≤ 1.0%，P2O5 ≤ 0.02﹪，粒度20-80mm 注；作为熔剂，调节成一定组成成分范围的炉渣渣系。 3．3碳质还原剂； 冶炼铬铁对碳质还原剂焦碳的要求： 冶金焦固定碳>82%，灰分<15%，含S≤0.07%，水分<6%，入炉粒度5-40mm 3．4电极糊； 符合YB/T5215-2004电极糊标准（密闭糊） 体积密度>1.4g/cm3，抗压强度≥18MPa,电阻率≤70μΩm，灰份≤5.0，挥发份10-13.5% 。 3．5原料消耗； 单台30000kVA高碳铬铁炉主要原料和动力的年消耗量表 3．6原料处理工艺流程；
高碳铬铁的冶炼工艺与原理 2011-03-07 15:05来源：我的钢铁网试用手机平台 高碳铬铁的冶炼工艺与原理 一、矿热炉 高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉（高炉）法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低铬合金（Cr<30％），较高铬含量（例如Cr>60％）的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段；后两种方法是正在探索中的新兴工艺；因此，绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉（矿热炉）法生产。电炉冶炼具有以下特点： （1）电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。 （2）电是唯一能获得任意高温条件的能源。 （3）电炉容易实现还原、精炼、氮化等各种冶金反应要求的氧分压、氮分压等热力学条件。 1.1主要技术参数 根据生产的品种和年产量，首先确定炉用变压器的额定容量，选择变压器的类型（三相或三台单相）、工作电压和工作电流。然后确定电炉的几何参数，包括电极直径，电极极心圆直径（或电极中心距），炉膛直径，炉膛深度，护壳直径，炉完高度等。所有这些参数，通常采用经验公式计算，并参照国内外生产实践进行选定。部分冶炼高碳铬铁的还原电炉主要技术参数列于表1。 表1部分还原电炉主要技术参数 变压器容量/KV A使用电压/V电极直径/mm极心圆直径/mm炉膛直径/mm炉膛深度/m m
270093.5500115028001700 8000138870225065002700 9000148.59002300-250045002100 1250015810002300-250049002100 12500120-168?19级10202600±5060002300 250002201300330077002500 1.2组成结构 埋弧式还原电炉由炉体、供电系统、电极系统、烟罩（或炉盖）、加料系统、检测和控制系统、水冷却系统等组成。 二、工艺流程 2.1原料的选取 冶炼高碳烙铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。其中焦炭以及硅石作为还原剂。 （1）铬矿 世界铬铁矿矿床主要分布在东非大裂谷矿带、欧亚界山乌拉尔矿带、阿尔卑斯—喜马拉雅矿带和环太平洋矿带。近南北向褶皱带中的铬铁矿资源量，占世界总量的90％以上。其中南非、哈萨克斯坦和津巴布韦占世界已探明铬铁矿总储量的85％以上，占储量基础的9 0％以上，仅南非就占去了约3/4的储量基础。 ①选矿原则：由于铬是用途最多的金属，而且在“战略金属”中列第一位。当今世界拥有铬矿资源的国家或资源缺乏的国家，都在加紧铬矿石选矿的研究，其选别方法有：1）重选：如跳汰、摇床、螺旋溜槽、重介质旋流器等。 2）磁电选：包括高强场磁选、高压电选。
配料计算学习资料 一.配料计算的基本过程 1?了解炉料的化学成分。 2?确定目标铁水成分。 3?初步确定生铁、废钢、回炉料、铁沫的加入量 4.根据配比计算C、Si、Mn、P、S、Cu、Cr当前配料含量 8?计算添加缺少的合金（增碳剂、硅铁、锰铁等等） 二.各种炉料的参考成分 如果有化验单，则必须以化验单为准。如果没有则按以下数值估算。 说明： 1.以上都是平时常见数据，配料需要及时了解各种材料化验单并替换上述数。 2.表格内空格都按没有计。 3?回炉料和铁沫成分就是该产品实际控制的化学成分（应该和作业基准书相同） 三.确定配料目标值 配料目标就是工艺要求的化学成分，但是要区分原铁水和孕育后。 四.确定生铁、废钢、回炉、铁沫加入量按工艺文件和配料单确定加入量。 五.计算定好的配料各种合金成分 举例：配料 Q10生铁 30%,废钢 30%，回炉 40% （C3.6、Si2.6,、Mn0.6）含碳量=0.3*4.3+0.3*0.2+0.4*3.6=2.88
含硅量=0.3*0.8+0.3*0.2+0.4*2.6=1.34 含锰量=0.3*0.3+0.3*0.4+0.4*0.6=0.45 说明： 上述公式中0.3和0.4分别表示30%和40%，今后以此类推如果配料还有铁沫一项，就增加一项铁沫的 我们用的合金含量都是假设的，今后需要多看材料的化验单并按化验单计 六。计算需要添加合金的含量 举例：目标含量是C3.85 Si1.6 Mn0.6按第五项举例的结果计算合金量 增碳剂：（3.85-2.88）/0.8 =1.2% 硅铁：（1.6-1.34）/0.7 =0.37% 锰铁：（0.6-0.45） /0.6 =0.25% 说明： 公式中0.8、0.7、0.6分别表示增碳剂、硅铁、锰铁含量是80%、70%、60% 我们用的合金含量都是假设的，今后需要多看材料的化验单并按化验单计 计算结果是百分数，具体加多少乘上铁水量就行了。比如出1000公斤铁水, 那么增碳剂加入量是1.2%*1000=1.2*1000/100=12公斤 计算的时候注意百分号中的100,需要除以100 简便计算方法：出1000公斤铁水，加入合金增加值
一、矿热炉 高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉（高炉）法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低铬合金（Cr<30％），较高铬含量（例如 Cr>60％）的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段；后两种方法是正在探索中的新兴工艺；因此，绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉（矿热炉）法生产。电炉冶炼具有以下特点： （1）电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。 （2）电是唯一能获得任意高温条件的能源。 （3）电炉容易实现还原、精炼、氮化等各种冶金反应要求的氧分压、氮分压等热力学条件。 主要技术参数 根据生产的品种和年产量，首先确定炉用变压器的额定容量，选择变压器的类型（三相或三台单相）、工作电压和工作电流。然后确定电炉的几何参数，包括电极直径，电极极心圆直径（或电极中心距），炉膛直径，炉膛深度，护壳直径，炉完高度等。所有这些参数，通常采用经验公式计算，并参照国内外生产实践进行选定。部分冶炼高碳铬铁的还原电炉主要技术参数列于表1。 表1 部分还原电炉主要技术参数 变压器容量/KVA 使用电压/V 电极直径 /mm 极心圆直径 /mm 炉膛直径 /mm 炉膛深度 /mm 2700500115028001700 8000138870225065002700 90009002300-250045002100 1250015810002300-250049002100 12500120-168? 19 级 10202600±5060002300 250002201300330077002500 组成结构 埋弧式还原电炉由炉体、供电系统、电极系统、烟罩（或炉盖）、加料系统、检测和控制系统、水冷却系统等组成。 二、工艺流程 原料的选取 冶炼高碳烙铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。其中焦炭以及硅石作为还原剂。 （1）铬矿 世界铬铁矿矿床主要分布在东非大裂谷矿带、欧亚界山乌拉尔矿带、阿尔卑斯—喜马拉雅矿带和环太平洋矿带。近南北向褶皱带中的铬铁矿资源量，占世界总量的90％以上。其中南非、哈萨克斯坦和津巴布韦占世界已探明铬铁矿总储量的85％以上，占储量基础的90％以上，仅南非就占去了约3/4的储量基础。 ①选矿原则：由于铬是用途最多的金属，而且在“战略金属”中列第一位。当今世界拥有铬矿资源的国家或资源缺乏的国家，都在加紧铬矿石选矿的研究，其选别方法有：
高碳铬铁/低硅高碳铬铁/ FeCr55C1000 2009-12-11 10:00 高碳铬铁/低硅高碳铬铁/ FeCr55C1000 高碳铬铁的冶炼工艺：高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子法、熔融还原法等。 冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。 铬矿中Cr2O3≥40％，Cr2O3/∑FeO≥2.5，S<0.05％，P<0.07％，MgO和Al2O3含量不能过高，粒度10～70mm，如是难熔矿，粒度应适当小些。 焦炭要求含固定碳不小于84％，灰分小于15％，S<0.6％，粒度3～20mm。 硅石要求含SiO2≥97％，Al2O3≤1.0％，热稳定性能好，不带泥土，粒度20～80mm。 高碳铬铁（含再铬铁）主要用途有： １、用作含碳较高的流通珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度。 ２、用作铸铁的添加剂，改善铸铁的而磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性； ３、用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁和含铬原料； ４、用作电解法生产金属铬的含铬原料； ５、用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。 铬铁矿是我国的短缺矿种，储量少，产量低，每年消费量的８０％以上依靠进口。 我国铬铁矿矿床保有储量的８４.８％分布在西藏、新疆、甘肃、内蒙古这些边远省（区），运输线长，交通不便。 据美国矿业局统计，１９９５年世界铬铁矿储量为３７亿t，储量基础为７４亿t，主要集中在南非（储量３０亿t、储量基础５５亿t）、津巴布韦（储量１.４亿t、储量基础９.３亿t）、哈萨克斯坦（储量３.２亿t、储量基础３.２亿t）、俄罗斯（储量４００万t、储量基础４.６亿t），其他储量比较多的国家还有芬兰、印度、巴西、土耳其等（表3.4.2）。若以我国Ａ＋Ｂ＋Ｃ级储量与这些国家的储量基础相比，我国远在它们之后。
高碳铬铁基本知识介绍 ?我要评论(0) ?打印 ?添加收藏 ?字体[大中小] 铬是有光泽的灰色金属，密度7.2，熔点1857℃，沸点2672℃，有延展性，但含氧、氢、碳和氮等杂质时变得硬而脆。铬的化学性质不活泼，常温下对氧和水汽都是稳定的，铬在高于600℃时开始和氧发生反应，但当表面生成氧化膜以后，反应便缓慢，当加热到1200℃时，氧化膜被破坏，反应重新变快。高温下，铬与氮、碳、硫发生反应。铬在常温下就能和氟作用。铬能溶于盐酸、硫酸和高氯酸，遇硝酸后钝化，不再与酸反应。铬能与镁、钛、钨、锆、钒、镍、钽、钇形成合金。铬及其合金具有强抗腐蚀能力。 在自然界中目前已发现的含铬矿物约有50余种，分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物，它们的化学通式为（Mg、Fe2+）（Cr、Al、Fe3+）2O4或（Mg、Fe2+）O（Cr、Al、Fe3+）2O3，其Cr2O3含量为18%～62%。常见的铬矿物有：(1)铬铁矿，化学成分为（Mg、Fe）Cr2O4，介于亚铁铬铁矿（FeCr2O4，含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91%）与镁铬铁矿（MgCr2O4，含Mg 20.96%、Cr2O3 79.04%）之间，通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。铬铁矿为等轴晶系，晶体呈细小的八面体，通常呈粒状和致密块状集合体，颜色为黑色，条痕呈褐色，半金属光泽，硬度5.5，密度4.2～4.8，具弱磁性。铬铁矿是岩浆成因矿物，产于超基性岩中，当含矿岩石遭受风化破坏后，铬铁矿常转入砂矿中。铬铁矿是炼铬的最主要的矿物原料，富含铁的劣质矿石可作高级耐火材料。(2)富铬类晶石，又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿，化学成分为Fe（Cr，Al）2O4，含Cr2O3 32%～38%。(3) 硬铬尖晶石，化学成分为（Mg、Fe）（Cr、Al）2O4，含Cr2O3 32%～50%。富铬类晶石和硬铬尖晶石的形态、物理性质、成因、产状及用途与铬铁矿相同。工业生产金属铬的方法有铝还原法、硅还原法、碳还原法和电解法。 铬是重要的战略物资之一，由于它具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，在冶金工业、耐火材料和化学工业中得到了广泛的应用。 在冶金工业中，铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢，如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。
高碳铬铁取样化验方法: 大堆验证取样：批量不足10吨时，应从不同部位随机采取不少于10个小样；批量为10吨以上，不足30吨时，应从不同部位随机采取不少于20个小样；批量为30吨以上时，应从不同部位随机采取不少于30个小样。每个小样重量应大约相等，其块度不小于20*20mm。取样总量应不少于批量的0.03%。所取小样应全部破碎至10mm以下，用四分法缩分至1-2kg，混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。 包装验证取样：每批应随机选取不少于10%的包装件。在每件中随机采取重量大约相等的一块小样，其块度不小于20*20mm，小样不得少于8个，最多30个。所去小样应全部破碎至10mm以下，用四分法缩分至1-2kg，混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。 中低微碳铬铁的取样化验方法: 1.大堆验证取样：批量不足10吨时，应从不同部位随机采取10个铬铁块；批量为10吨以上，不足30吨时，应从不同部位随机采取20个铬铁块；批量为30吨以上时，应从不同部位随机采取30个铬铁块。铬铁块的大小以能钻样为准。在断面选钻取点，钻取点的边缘应离铬铁表面5mm以上。每块的钻取量应大约相等。批量不足10吨时，钻取样总量应不少于150g；批量为10吨以上时，钻取样总量应不少于300g。钻取的全部小样混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。 2.包装验证取样：批量不足10吨时，应随机选取10件包装件；批量为10吨以上时，应随机选取10%的包装件，在每件中随机采取一个铬铁块，铬铁块的大小以能钻样为准。在断面选钻取点，钻取点的边缘应离铬铁表面5mm以上。每块的钻取量应大约相等。批量不足10吨时，钻取样总量应不少于150g；批量为10吨以上时，钻取样总量应不少于300g。混匀后分成两等份，一份制样作分析用，一份作保留样。
高碳铬铁冶炼渣型的选择 注：本文与上文从不同方面来解析《高碳铬铁炉渣的电冶特性》，宜三篇文章同时互研。 一、使用不同成分铬矿时造渣剂的选择 1、高Al2O3铬矿造渣剂的选择 象南非、菲律宾某些铬矿、我国的新疆铬矿，Al2O3含量高达20%以上，比一般铬矿高一倍，如果只加硅石造渣是很难顺利炼得高碳铬铁的，此时终渣电导率仅为0.75×102S/m,粘度为3.8泊。将导致炉内功率不足，电极下插过深，局部炉渣过热度高，合金硅超标，出铁口严重冲刷，冶炼不能顺利进行。在加入硅石的同时，再配入适量的白云石，则炉况可大为改善，其终渣成分、熔点、粘度、电导率均可适合碳铬的冶炼要求。如下例是100㎏铬矿 注：在上表中配入白云石后的粘度及电导率的估算有由来，因为9.26%的CaO含量不可能不在粘度和电导率上反应出来。如果把CaO计入MgO中，将会有该三元渣中将会括号内的数据，此数据对应的电导率为1.3×102S/m，若不含9.26%的CaO ，其电导率为1.0×102S/m。 本文提出了一种说法：电导率与炉渣特性因子K成正比。 K=（I C a·Ca2+%＋I Mg·Mg2+%）/（I Si·Si4+%＋I Al·Al3+%） I—阳离子与氧间的吸引力；%--原子百分数。 大。 2、使用MgO/Al2O3高的铬矿时的造渣剂 像喀里多尼亚和苏联某些铬矿其MgO/Al2O3高达3以上，如仅用硅石作为熔剂时，由于炉渣导电性能太高，电极难以下插，炉底温度低，化料速度慢，炉渣流动性差。可适当配搭铝土矿，同时增加渣中SiO2和Al2O3的含量，可降低导电特性因子K值，达到降低电导率的目的。如下例中新喀里多尼亚矿的使用：
【最新整理，下载后即可编辑】 高碳铬铁配料计算方法 一、基本知识 1、元素、分子式、分子量 铬Cr —52 铁Fe —56 氧O —16 碳C —12 硅Si —28 三氧化二铬Cr 2O 3—152 二氧化硅SiO 2—60 氧化镁MgO 三氧化二铝Al 2O 3 2、基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 1公斤Cr 2O 3还原成Cr =）0.6842公斤 Cr 2O 3的还系数是还原1公斤Cr 用 =）0.3462公斤 FeO+C=Fe+CO 还原1公斤Fe 用C =）0.2143公斤 SiO 2+2C=Si+2CO 还原1公斤Si 用C =）0.8571公斤 3、Cr/Fe 与M/A （1）Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比，Cr/Fe 越高合金中Cr 含量越高。 （2）M/A 是矿石中的MgO 和Al 2O 3的重量比，M/A 表示矿石的难易熔化的程度，一般入炉矿石M/A 为1.2以上较好。 二、计算条件 1、焦炭利用率90% 2、铬矿中Cr 还原率95% 3、铬矿中Fe 还原率98% 4、合金中C9%，Si0.5% 三、原料成份 举例说明： 铬矿含水4.5% 焦炭固定碳83.7%，灰份14.8%，挥发分1.5%，含水8.2%
主要成分表 按100公斤干铬矿（104.5公斤铬矿）计算 （1）合金重量和成份 100公斤干铬矿中含Cr ，100×0.2826=28.26公斤 进入合金的Cr 为28.26×0.95=26.85公斤 进入合金中的Fe 为100×0.1013×0.98=9.93公斤 合金中铬和铁占总重量的百分比是 （100-9-0.5）%=90.5% 合金重量为（26.85-9.93）÷0.905=40.64公斤 合金成分为： 还原26.85公斤Cr 用C ：26.85 =)0.3462=9.30公斤 还原9.93公斤Fe 用C ：9.93 =）0.2143=2.13公 斤 还原0.2公斤Si 用C ：0.2 =）0.8571=0.17公斤
咼碳铬铁配料计算方法 、基本知识 1、 元素、分子式、分子量 铬 Cr — 52 铁 Fe — 56 硅 Si — 28 镁一24 三氧化二铬Cr 2O 3 —152 氧化镁MgO — 40 2、 基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 氧 0 —16 碳 C —12 铝一27 二氧化硅Si02 — 60 三氧化二铝Al 2O 3 — 102 Cr 2O 3的还原系数是0.6842 FeO+C=Fe+CO 3、Cr/Fe 与 M/A (1)Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比，Cr/Fe 越高合金中Cr 含量越高 （2） M/A 是矿石中的MgO 和AI 2O 3的重量比，M/A 表示矿 石的难易熔化的程度，一般入炉矿石 M/A 为1.2以上较好。 1公斤Cr 2O 3还原成Cr 2 52 2 52 3 16 0.6842公斤 还原1公斤Cr 用C 3 12 2 52 0.3462公斤 还原1公斤Fe 用C 12 56 0.2143公斤 SiO 2+2C=Si+2CO 还原1公斤Si 用C 2 12 28 0.8571 公斤
二、计算条件 1、焦炭利用率90% 2、铬矿中Cr还原率95% 3、铬矿中Fe还原率98% 4、合金中C9%，Si0.5% 三、原料成份 举例说明： 铬矿含水4.5% 焦炭固定碳83.7%，灰份14.8%，挥发分1.5%，含水8.2% 主要成分表 四、配料计算 按100公斤干铬矿（104.5公斤铬矿）计算 （1 ）合金重量和成份 100公斤干铬矿中含Cr, 100 X0.2826=28.26 公斤 进入合金的Cr为28.26 X0.95=26.85 公斤
从镍铁厂铬渣和混合金属中 回收高碳铬铁工艺方案 一、工艺流程 250×400粗颚破 150×750细颚破 振动筛分 料仓＋给料机 AM30跳汰机 棒 磨 机 一级沉渣池／螺旋输送机 10—30mm 铬渣 料仓＋给料机 烘干或自然干燥 二级沉渣池／螺旋输送机 LTA1010/2跳汰机 车间锭模浇铸 脱水筛 粗粒铬铁 ＞30㎜返回细颚破碎机 ＜10mm 铬渣 烘干或自然干燥 尾 渣 细粒粒铬铁 废渣／水 废 水 三级沉渣池 ／螺旋输送机 循 环 水 池 车间锭模浇铸 精整包装入库 精整包装入库 废渣中 转料池 沙粒状铬渣 综合利用 不合格品重渣 浇铸造块入炉
二、工艺简介 该铬铁渣和混合金属（B类铁）处理工艺流程以重力选矿的方法，从铬铁渣或B类铁中回收铬铁合金，采用两次跳汰机分选，分别获得粗粒和细粒铬铁合金颗粒，使铬铁回收的利益最大化。 首先大块铬铁渣经过粗鄂式破碎机破碎成小块，小块铬铁渣进入细鄂式破碎机进行细破，粒度＞30mm细颚破回路式破碎，使最终粒度控制在30mm以内，粒度＜10mm进入棒磨机磨碎后跳汰分选；粒度在10mm 至30mm铬渣进入料仓，料仓下方设电磁振动给料机，将破碎后的铬铁渣均匀给入AM30跳汰机进行粗粒跳汰分选，得到粗粒铬铁合金和尾渣，尾渣中因嵌布有不少细粒铬铁合金，采用棒磨机将AM30跳汰机尾渣和粒度＜10mm的铬渣进行研磨，得砂状铬铁渣进入LTA1010/2跳汰机进行二次跳汰分选，得到细粒铬铁合金和废渣。 粗粒铬铁合金和细粒铬铁合金含铬≥55%直接利用锭模浇铸，不合格品（含铬＜50%）用重渣混合的方法造块入炉冶炼。 该工艺流程对铬铁合金的总回收率在90%以上，是国内广泛应用的铬铁渣处理回收工艺流程。回收过铬铁合金后的铬铁渣中铬铁含量极低，均呈细砂粒状，水泥厂可再次利用，亦可作为场地或路面硬化。 目前，镍铁厂高铬渣和B类铁都是用人工挑选和回炉的方式处理，这不仅成本高，而且造成极大的浪费，因回炉破碎产生细粒高铬渣和人工分拣B类铁产生的细粒渣铁混合金属达1万多吨，含量在20%左右。该工艺只需3个月即可回收全部有价金属，产值超过千万元。同时，待镍铁厂水淬渣运行正常后，高铬渣直接回炉，水淬过程