CN103436699B - 一种微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法,将铬铁粉矿、硅铬合金粉、氧化钙粉混合均匀,再进行微波加热处理,然后使渣金分离,所得金属即为块状低碳铬铁合金。所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。本发明微波加热速度快,反应均匀,从而降低了反应温度,极大的降低了金属的烧损;在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能;还原温度低,有害气体排放少,有利于节能、环保;微波加热具有不接触的特性,避免了引入其它杂质对低碳铬铁合金的影响,尤其是避免了电炉冶炼石墨电极的损耗对铬铁合金增碳的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法,属于微波冶金技术领域。
背景技术
铬铁矿一直以来是我国的短缺矿种,需要大量进口。铬铁矿主要用于生产铬铁合金和金属铬。铬铁合金按碳含量不同分为高碳铬铁、中碳铬铁、低碳铬铁、微低碳铬铁等。铬铁合金作为钢的添加料生产多种高强度、抗腐性、耐磨、耐氧化、耐高温的特殊钢种,除此之外,铬铁合金还多用于铸造、化工等其它工业。
公知的低碳铬铁生产工艺,主要是采用电炉冶炼技术。随着对能源利用的日趋重视,开发节能型生产低碳铬铁的工艺,已经是不可阻挡的趋势。微波作为一种新型的加热能源,其显著优点是可以实现对粉状物料的快速选择性加热,避免传统加热方式带来的粉状物料传质传热不均匀的现象。随着对微波硅热法生产低碳铬铁技术的不断完善和优化,其潜力将难以估计。
发明内容
为解决上述问题,本发明的目的是提供一种微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法,经过下列各步骤:
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的30~45%、硅铬合金粉占物料总质量的15~25%、氧化钙粉占物料总质量的40~50%,将铬铁粉矿、硅铬合金粉、氧化钙粉混合均匀;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物进行微波加热,先升温至1300~1370℃,并保温40~50min,再升温至1450~1500℃,然后使渣金分离(根据金属液与渣液密度的差异,其中金属液远大于渣液,金属液沉积于坩埚底部,渣液则漂浮于上部),所得金属即为块状低碳铬铁合金。
所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。
所述微波加热是在微波功率为1500W,频率为2.45GHz下进行的。
微波作为一种绿色高效的加热方法,利用其对物料的选择性加热的优势,同时由于微波加热速度快,反应均匀,从而降低了反应温度,极大的降低了金属的烧损;在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能。并且本发明相对于传统电炉冶炼技术,采用微波加热物料,避免了电炉冶炼过程中石墨电极的损耗对铬铁合金增碳的影响,此技术也为微碳铬铁的生产提供了前景。
微波硅热还原法冶炼低碳铬铁的主要反应如下:
(1)
(2)
本发明具有如下优点:
(1)采用微波硅热还原法冶炼低碳铬铁合金,渣金分离、金属相聚集析出的过程在1400℃升温至1500℃的过程中即可实现,低于传统电炉的冶炼温度(1650℃);微波加热速度快,反应均匀,从而降低了反应温度,极大的降低了金属的烧损;在能耗方面比传统的生产工艺更加高效节能;还原温度低,有害气体排放少,有利于节能、环保;
(2)微波加热具有不接触的特性,避免了引入其它杂质对低碳铬铁合金的影响,尤其是避免了电炉冶炼石墨电极的损耗对铬铁合金增碳的影响,为更加优质的低碳铬铁生产提供了前景。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的30%、硅铬合金粉占物料总质量的34%、氧化钙粉占物料总质量的45%,将铬铁粉矿41g、还原剂硅铬合金粉34g、熔剂氧化钙粉62g混合均匀后装入坩埚内;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物在微波功率为1500W、频率为2.45GHz下进行微波加热,先升温至1350℃,并保温40min,再升温至1450℃,然后使渣金分离(根据金属液与渣液密度的差异,其中金属液远大于渣液,金属液沉积于坩埚底部,渣液则漂浮于上部),所得金属即为块状低碳铬铁合金;所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。
实施例2
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的37%、硅铬合金粉占物料总质量的16%、氧化钙粉占物料总质量的47%,将铬铁粉矿55.5g、还原剂硅铬合金粉25.0g、熔剂氧化钙粉71g混合均匀后装入坩埚内;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物在微波功率为1500W、频率为2.45GHz下进行微波加热,先升温至1370℃,并保温45min,再升温至1465℃,然后使渣金分离(根据金属液与渣液密度的差异,其中金属液远大于渣液,金属液沉积于坩埚底部,渣液则漂浮于上部),所得金属即为块状低碳铬铁合金;所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。
实施例3
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的45%、硅铬合金粉占物料总质量的15%、氧化钙粉占物料总质量的40%,将铬铁粉矿67.5g、硅铬合金粉22.5g、氧化钙粉60g混合均匀后装入坩埚内;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物在微波功率为1500W、频率为2.45GHz下进行微波加热,先升温至1300℃,并保温50min,再升温至1500℃,然后使渣金分离(根据金属液与渣液密度的差异,其中金属液远大于渣液,金属液沉积于坩埚底部,渣液则漂浮于上部),所得金属即为块状低碳铬铁合金;所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。
实施例4
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的30%、硅铬合金粉占物料总质量的20%、氧化钙粉占物料总质量的50%,将铬铁粉矿45g、硅铬合金粉30g、氧化钙粉75g混合均匀后装入坩埚内;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物在微波功率为1500W、频率为2.45GHz下进行微波加热,先升温至1320℃,并保温45min,再升温至1480℃,然后使渣金分离(根据金属液与渣液密度的差异,其中金属液远大于渣液,金属液沉积于坩埚底部,渣液则漂浮于上部),所得金属即为块状低碳铬铁合金;所得低碳铬铁合金经化学分析:其成分达到标号FeCr55C25的低碳铬铁二级品成分要求,其主要成分:Cr含量≧52.0%,C含量≦0.25%。
Claims (2)
1.一种微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法,其特征在于经过下列各步骤:
(1)备料:按铬铁粉矿占物料总质量的30~45%、硅铬合金粉占物料总质量的15~25%、氧化钙粉占物料总质量的40~50%,将铬铁粉矿、硅铬合金粉、氧化钙粉混合均匀;
(2)微波加热:将步骤(1)所得混合物进行微波加热,先升温至1300~1370℃,并保温40~50min,再升温至1450~1500℃,然后使渣金分离,所得金属即为块状低碳铬铁合金。
2.根据权利要求1所述的微波硅热还原法生产低碳铬铁的方法,其特征在于:所述微波加热是在微波功率为1500W,频率为2.45GHz下进行的。
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