CN105543515B - 利用中频炉熔炼铬铁合金的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用中频炉熔炼铬铁合金的方法包括备料、中频炉炉腔烘炉工艺、生铁导磁、分批次加入混合物料熔炼、检测元素含量、出液步骤，在混合物料加入炉内熔炼之前先加入生铁，因为生铁属于良好的导磁材料，先将生铁放入炉内加热熔化成为铁液，然后再加入混合物料，如此混合物料可以在铁液中被熔化，溶入铁液中形成熔液，液态的熔液的导磁性能良好，这样在后续不断加入混合物料时候，导磁性能得以保证，可以充分发挥中频炉的电磁感应作用，熔炼铬铁粉及铬铁边角料，再检测调节各成份含量就可以得到符合标号要求的块状铬铁。

Description

利用中频炉熔炼铬铁合金的方法

技术领域

本发明涉及合金冶炼技术领域，尤其涉及一种利用中频炉熔炼铬铁合金的方法。

背景技术

铬铁的传统生产方法是在矿热炉中采用氧化还原法，用铬矿石及硅石、焦做还原剂物料火法冶炼制的，大块的铬铁生产后需要破碎到均匀粒径的各种粒度，以满足客户的实际需求，而在大块的铬铁破碎过程中会产生大量的铬铁粉末、铬铁边角料，而这些铬铁粉末、铬铁边角料由于不能成形、杂质含量高，不能当做成品出售或使用，只能当做废料出售或处理，不仅出售价格低，而且污染环境。

为了将上述的铬铁粉末、铬铁边角料回收利用，重新熔炼提炼为块状成品，各种方法都在被尝试，例如考虑用矿热炉回炉再生产，但由于矿热炉的功耗很高，造成矿热炉的热损严重，一般不可取，另外，由于中频炉的成本低、生产容量适中、综合经济效益良好，很多厂家也在尝试使用中频炉来处理铬铁粉末、铬铁边角料，但是，由于中频炉使用的是电磁感应在物料上产生涡流实现加热熔炼物料，适用于熔炼黑色导磁金属及合金，然而，铬铁粉及边角料是弱导磁合金，并且，铬含量越高导磁越弱，甚至不导磁，如何将不导磁的铬铁粉及边角料在中频炉中熔炼，并达到合格标号的含量，成为大多厂家想要使用中频炉生产铬铁合金却无法实现的瓶颈。

发明内容

有必要提出一种使用中频炉熔炼铬铁合金的利用中频炉熔炼铬铁合金的方法。

一种利用中频炉熔炼铬铁合金的方法，包括以下步骤：

备料：将铬铁粉及铬铁边角料与萤石混合得到混合物料；

中频炉炉腔烘炉工艺：通过缓慢均匀升高炉腔内的温度，实现对中频炉炉腔炉衬的预热烘干，升温时间为8h，炉衬的温度达到1000℃；

生铁导磁：在炉腔的底部铺洒一层熟石灰，然后加入100kg生铁，使其熔化；

分批次加入混合物料熔炼：待生铁熔化后，将混合物料分批次多次加入，加入时按照每一批次50kg的量加入炉腔内，每一批次加入后熔化10min，用铁耙打渣，然后在加入下一批次，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部；所述分批次加入混合物料步骤中分批次多次加入混合物料的过程为：先加入第一批次的混合物料为50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，然后加入第二批次的混合物料50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，依次类推，第三批次、第四批次、第五批次、第六批次等，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部。

检测元素含量：检测熔液中的铬元素、碳元素的含量满足要求；

出液：将熔液出炉时，在炉底保留15cm～30cm高度的熔液，熔液出炉后迅速开始下一炉熔炼生产。

本发明包括备料、中频炉炉腔烘炉工艺、生铁导磁、分批次加入混合物料熔炼、检测元素含量、出液步骤，在混合物料加入炉内熔炼之前先加入生铁，因为生铁属于良好的导磁材料，先将生铁放入炉内加热熔化成为铁液，然后再加入混合物料，如此混合物料可以在铁液中被熔化，溶入铁液中形成熔液，液态的熔液的导磁性能良好，这样在后续不断加入混合物料时候，导磁性能得以保证，可以充分发挥中频炉的电磁感应作用，熔炼铬铁粉及铬铁边角料，再检测调节各成份含量就可以得到符合标号要求的块状铬铁。

具体实施方式

以下对本发明的技术方案作进一步的说明。

利用中频炉熔炼铬铁合金的方法包括以下步骤：

备料：将铬铁粉及铬铁边角料与萤石混合得到混合物料。按照每1000kg铬铁粉及铬铁边角料混合30kg萤石，萤石的粒度为10mm～25mm，用于稀释炉料，增加流动性，降低熔液熔点，除硫，在高温时，萤石溶解、挥发，结晶钙汇集于渣中，经过后续打渣时被打出。

中频炉炉腔烘炉工艺：通过缓慢均匀升高炉腔内的温度，实现对中频炉炉腔炉衬的预热烘干，升温时间为8h，炉衬的温度达到1000℃。

生铁导磁：在炉腔的底部铺洒一层熟石灰，然后加入100kg生铁，使其熔化，熟石灰铺洒时将炉腔的整个底部铺满覆盖为宜。

分批次加入混合物料熔炼：待生铁熔化后，将混合物料分批次多次加入，加入时按照每一批次50kg的量加入炉腔内，每一批次加入后熔化10min，用铁耙打渣，然后在加入下一批次，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部。

检测元素含量：检测熔液中的铬元素、碳元素的含量满足要求；例如，使用该方法将标号为60铬铁粉、65铬铁粉、70铬铁粉或铬铁边角料原料熔炼为55铬铁或50铬铁合金时，当原料为高碳含量、中碳含量、低碳含量时，熔炼得到的铬铁合金也应该为相应的高碳含量、中碳含量、低碳含量，该步骤中检测碳含量如果低于原料碳含量标准时，通过加入增碳剂来调节，加入量可依据以下公式计算得到：

加入增碳剂的质量=熔液质量*（原料碳含量-检测碳含量）/碳回收率*增碳剂的碳含量，其中，碳回收率取80%。

例如，熔液质量为1000kg，检测碳含量为1.5%，铬铁粉原料碳含量为2%，增碳剂碳含量为75%，

则，需要加入增碳剂的质量=1000kg*（2%-1.5%）/80%*75%。

同理，也可以检测硅含量，当硅含量低时，通过加入硅铁粉或硅钡粉来调节，调节方法同于碳含量的调节方法。控制硅含量可以降低熔液温度，且使坚硬的铬铁易于被破碎。还可以检测铬的含量，当铬含量低于要求值时，通过加入原料铬铁粉来调节，调节方法同于碳含量的调节方法。

出液：将熔液出炉时，在炉底保留15cm～30cm高度的熔液，以降低电耗并能加速熔炼，熔液出炉后迅速开始下一炉熔炼生产。

进一步，所述利用中频炉熔炼铬铁合金的方法方法还用于连续多炉熔炼铬铁合金，先将铬铁粉及铬铁边角料与萤石混合得到混合物料，备用，在第一炉完成出液步骤后，在下一炉生产时，依次按照生铁导磁、分批次加入混合物料熔炼、检测元素含量、出液步骤生产，其中，在生铁导磁步骤中，生铁的加入量为50kg，如果生铁仍然加入100kg，熔炼得到的铬铁合金中铬元素含量太低，与要求值偏差太大，不能达到标号要求。例如当使用的中频炉的单炉容量为1000kg时，混合物料为3000kg或更多，需要三炉或多炉连续生产才能完成，在第一炉出液完成后，在第二炉、第三炉熔炼时，生铁导磁时，只需加入50kg或更少的生铁即可。而中频炉的单炉容量为500kg时，第一炉第一批次加入的生铁量为60kg或80kg，在第一炉出液完成后，在第二炉、第三炉、第四炉、第五炉、第六炉熔炼时，生铁导磁时，只需加入40kg或更少的生铁即可。

进一步，所述分批次加入混合物料步骤中分批次多次加入混合物料的过程为：先加入第一批次的混合物料为50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，然后加入第二批次的混合物料50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，依次类推，第三批次、第四批次、第五批次、第六批次等，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部。每批次之间的打渣很重要，因为熔液中的渣很稀，主要靠撒在液面上的聚渣剂将其聚集，在用铁耙把渣打出，因为渣的硬度很大，杂质很多，不打出会严重影响熔液质量以及铬铁合金的质量。

针对一些厂家的熔炼习惯，在炉腔内的物料或熔液靠电磁搅拌驼峰自然冲刷熔炼，熔炼时使用铁耙踏料，这样会造成原料被熔液上面渣层包住形成壳层，变成块状，无法熔化，所以，本发明强调在熔炼过程中，不使用铁耙踏料，而是待混合物料全部熔化后，渣浮在液面上，通过撒聚渣剂将渣打出，以避免上述缺陷。

进一步，所述分批次加入混合物料熔炼步骤中，当熔液的高度达到炉腔的高度的一半时，后续分批次加入的混合物料的量可以大于50kg。因为此时炉腔内的熔液温度已经很高，加入的混合物料很快充分熔化，增加每一批次加入的混合物料的量可以加快生产速度，例如加入混合物料的量为每批次50kg～100kg均可，例如80kg、100kg，直到加完为止，或最后一批次的混合物料加入后，熔化后，熔液的高度接近炉腔炉衬的口部。

进一步，所述生铁选用碳含量与备料步骤中铬铁粉的碳含量接近的生铁。例如原料铬铁粉为高碳铬铁，碳含量为4%，则选用的生铁的碳含量也为4%。因为碳含量接近便于操作，当然，也不局限于此，选用碳含量有差别的也可以，在熔炼后采用增碳剂来调节。

本发明的方法适用于500kg、1000kg容量的中频炉电炉。该中频炉的炉衬可以为酸性，也可以为碱性。

酸性炉衬多为石英砂炉衬，根据钢铁中各元素对熔点温度影响表，即热当量表，溶液中含有1%的碳可降低熔液温度65度，1%的磷可降低30度，1%的硫可降低25度，1%的锰可降低5度，1%的铬可降低1.5度，1%的硅可降低熔液温度8度，各微量元素加起来可降低10度，铬铁的熔点是1855度，根据生产的铬铁元素含量要求，例如4%的碳可降低220度，在加上其他各元素约降低温度为230度，所以熔炼铬铁粉及下脚料温度约为：1855-230=1625度，石英砂炉衬熔点1700多度，完全可以满足熔炼温度。通过在多次实际生产中发现，检测熔液的温度均未超过1700度，所以，不存在熔液将炉衬烧穿的现象。

Claims (4)

1.一种利用中频炉熔炼铬铁合金的方法，其特征在于包括以下步骤：

备料：将铬铁粉及铬铁边角料与萤石混合得到混合物料；

中频炉炉腔烘炉工艺：通过缓慢均匀升高炉腔内的温度，实现对中频炉炉腔炉衬的预热烘干，升温时间为8h，炉衬的温度达到1000℃；

生铁导磁：在炉腔的底部铺洒一层熟石灰，然后加入100kg生铁，使其熔化；

分批次加入混合物料熔炼：待生铁熔化后，将混合物料分批次多次加入，加入时按照每一批次50kg的量加入炉腔内，每一批次加入后熔化10min，用铁耙打渣，然后再加入下一批次，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部；所述分批次加入混合物料步骤中分批次多次加入混合物料的过程为：先加入第一批次的混合物料为50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，然后加入第二批次的混合物料50kg，熔化10min，观察熔液表面的渣泛白后撒聚渣剂，用铁耙打渣，依次类推，第三批次、第四批次、第五批次、第六批次，直到熔液的高度接近炉腔炉衬的口部；

检测元素含量：检测熔液中的铬元素、碳元素的含量满足要求；

出液：将熔液出炉时，在炉底保留15cm～30cm高度的熔液，熔液出炉后迅速开始下一炉熔炼生产。

2.如权利要求1所述的利用中频炉熔炼铬铁合金的方法，其特征在于：所述方法还用于连续多炉熔炼铬铁合金，先将铬铁粉及铬铁边角料与萤石混合得到混合物料，备用，在第一炉完成出液步骤后，在下一炉生产时，依次按照生铁导磁、分批次加入混合物料熔炼、检测元素含量、出液步骤生产，其中，在生铁导磁步骤中，生铁的加入量为50kg。

3.如权利要求2所述的利用中频炉熔炼铬铁合金的方法，其特征在于：所述分批次加入混合物料熔炼步骤中，当熔液的高度达到炉腔的高度的一半时，后续分批次加入的混合物料的量大于50kg。

4.如权利要求2所述的利用中频炉熔炼铬铁合金的方法，其特征在于：所述生铁选用碳含量与备料步骤中铬铁粉的碳含量接近的生铁。