CN1098935C - 交流等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
一种采用交流等离子熔融还原铬、钨、钼精矿直接冶炼微碳铁合金的方法和装置。冶炼装置为三相交流小孔石墨电极等离子炉，注入Ar气或焦炉煤气以作为载气体，其中一根电极兼作加料极，将铬精矿粉、或钼精矿粉、或钨精矿粉、硅铁粉、石灰和萤石等经电极中心孔喷入熔池。被还原的Cr，W和Mo等金属溶入被熔化的定量废钢屑或铁屑中，达到铁合金所需的合金目标值。整个熔融还原及铁合金化过程速度快、收得率高、成本低。
Description
本发明属于等离子熔融还原技术，尤其涉及在交流等离子炉中进行熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法和装置。
目前，国内外冶炼微碳难熔铁合金的方法，有用电炉法(冶炼钨铁)，电炉或真空电阻炉法(冶炼微碳铬铁)和炉外金属热还原法(冶炼钼铁)等。为了获得微碳铁合金，采用非碳质原料作还原剂，如用硅铬合金冶炼微碳铬铁，用硅、铝作还原剂冶炼钼铁和钨铁。这类铁合金的还原温度和熔点都比较高。如钨铁的熔点在2800K以上，用电炉冶炼时呈半熔融状态，不能自流出炉外，冶炼时间很长，能耗过大。如上所述，在冶炼这类铁合金时，由于需要特殊的冶炼工艺，或需要用昂贵的非碳质原料作还原剂，或需要过高的能耗等等，从而导致这类铁合金的成本过高，最终也导致用这类铁合金作为合金添加剂的合金钢的成本过高。
本发明的目的是提供一种快速、高效、简便和经济的在等离子电炉中进行铬、钨、钼精矿的熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法和装置。
为实现上述目的，本发明在工艺上所采用的技术方案是：在三相交流等离子炉内预先一次性装填完所需废钢屑或废铁屑，并加入铬精矿、或钨精矿、或钼精矿、硅铁、石灰和氧化镁，约占总炉容的2/3左右。
在冶炼Cr55微碳铬铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：Cr2O3为52.10％的铬精矿100份；硅为75％的硅铁粉25～27份；废钢屑8～10份；CaO≥75％的石灰8～10份；MgO≥90％的氧化镁4～6份。
在冶炼W75钨铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：WO3为67.87％的钨精矿100份；硅为75％的硅铁粉21～23份；SiO2≥95％的硅石6～8份；CaF2≥85％的萤石2～3份；废钢屑4～5份。
在冶炼Mo60钼铁时，炉料所用成份的含量百分及所用份额为：MoO3为69.82％的钼精矿100份；硅为75％的硅铁粉30～32份；CaO≥75％的石灰4～6份；CaF2≥85％的萤石1～2份；废钢屑15～17份。
等离子发生器所用载气体为Ar气，或焦炉煤气。焦炉煤气可以产生还原性等离子体，有利熔融还原过程。
冶炼时，待炉料已大部熔化后，往等离子炉内添加经干燥和混匀过的粉状原料，控制粒度＜20目。其方式是用流化喷粉装置通过一根小孔石墨电极均匀喷入等离子炉弧区。已还原的金属Cr、W和Mo溶入已熔化的废钢屑或废铁屑液中，达到规定牌号的铁合金目标值。
为实现发明目的，本发明在装置上采用的技术方案是：用于熔融还原铬、钨、钼精矿直接冶炼微碳铁合金的等离子炉，由三相交流等离子发生器和炉体两部分组成。该发生器由三根小孔石墨电极构成，三根电极互相平行地竖直安装，三根电极的园心呈等边三角形均匀布置。每根电极均可以作上下移动和平行移动，每种移动均能自锁。炉体由炉盖和园台形炉壳组成，内衬为高温耐火材料，炉盖和炉体用钢板焊接而成，通水进行冷却；炉盖上开有孔，以供电极插入和升降，炉底开有铁合金流出口和排渣口。
三根石墨电极沿轴心钻一Φ4～Φ8mm小孔，以注入稳定流动的载气体。将三根石墨电极中的一根，作为喷粉加料极，孔的大小以满足粉料能顺利流动，并以一定的气粉比将粉料均匀喷入，使粉料在石墨电极端口流出时大部分被等离子高温熔融和还原为宜。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下一系列特点：
采用熔融还原不会产生已还原合金元素的重氧化，可以使铁合金中氧含量降至很低水平；
采用硅铁粉作还原剂，钢中C含量可以一次降到微C铁合金中C含量的要求；采用流化喷粉装置将所有原料通过电极中心孔均匀喷入高温等离子体弧区，不仅熔融还原速度极快，而且减化了加料过程；
采用三相交流低电压大电流变压器提供等离子体发生器所需电源，相同容量的普通电弧炉用变压器可以满足这一要求。因此，适应性广。
采用本发明的小孔石墨电极，等离子弧引弧容易，而且弧体稳定，不受炉料影响。可以通过升降石墨电极调节等离子弧的弧长；亦可通过调节变压器的次极电压和载气流量来调节等离子体的功率和弧长，以满足冶炼工艺过程的要求。
也可采用焦炉煤气替代Ar气作为载气体以产生还原性等离子体，有利于熔融还原过程的工艺要求，而且比Ar气更经济、适用。
采用粉料入炉，对炉料不需造球制块，也不用加粘结剂，炉料适应性广，对需要的炉料品位、粒度和形状都没有特殊要求。
因此本发明可达到下列技术经济指标：
1、冶炼时间＜30分钟；
2、Cr回收率可达90～95％、W和Mo回收率可达96～98％；
3、铁合金成本可降低1/3。
其指标详见附表。
现结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明的三相交流等离子熔融还原铬、钨、钼精矿直接冶炼微C铁合金工艺流程示意图。
图2是本发明的三相交流等离子熔融还原铬、钨、钼精矿直接冶炼微碳铁合金的装置结构示意图。
本发明的工艺流程如图1所示：
第一步，先将粒度＜20目的铬、钨、钼精矿粉、硅铁粉和熔剂，在120℃以内进行干燥，经配料后进行混匀，干燥的目的是保证粉料在喷粉罐内顺利流化和输送，也保证配料准确。
第二步，将废钢屑或废铁屑按配料需要一次装入炉内，再加入部分混合料，填充到整个炉容的2/3左右。其余粉料装入喷粉罐，并用Ar气充压流化。
第三步，等离子熔融还原。先是往小孔石墨电极中注入Ar气，启动变压器电源(变压器为三相交流低电压大电流变压器)，引等离子弧。约5分钟后，当等离子炉内的炉料已基本熔融并充满等离子体时，开启喷粉罐下料球阀喷入其余的混合粉料，控制气粉比合适，使粉料一经离开电极端口即能被高温等离子体弧熔融和还原。然后调节电极高度，采用等离子埋弧精炼，并适当降低所用等离子体功率。
第四步，提升电极、停电、停气、出钢、出渣。
实施例1
在冶炼Cr55微碳铬铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：Cr2O3为52.10％的铬精矿100份；硅为75％的硅铁粉25份；废钢屑8份，CaO≥75％的石灰8份；MgO≥90％的氧化镁4份。得到的铬铁成分为：Cr为55～57％，C为0.1～0.25％，Si≤1.0～1.5％，S＜0.02％，P＜0.02％；Cr的收得率为90～95％。
实施例2
在冶炼W75微碳钨铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：WO3为67.87％的钨精矿100份；硅为75％的硅铁粉21份；SiO2≥95％的硅石6份；CaF2≥85％的萤石2份，废钢屑4份。得到的钨铁成分为：W为75～77％，C为0.1～0.2％，Si≤0.5～1.0％，S＜0.02％，P＜0.02％；W的收得率为96～98％。
实施例3
在冶炼Mo60微碳钼铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：MoO3为69.82％的钼精矿100份；硅为75％的硅铁粉30份，CaO≥75％的石灰4份，CaF2≥85％的萤石1份，废钢屑15份。得到的钼铁成分为：Mo为60～62％，C为0.1～0.2％，S≤0.1～0.2％，P≤0.05～0.1％，Si≤1.0～1.5％；Mo的收得率为96～98％。
三相交流等离子熔融还原铬、钨、钼精矿直接冶炼微碳铁合金装置如图2所示。它包括等离子炉和等离子发生器两部分，等离子炉由炉盖「4」和炉体「5」两部分组成。炉盖「4」呈弧形，中心开有电极「2」、「8」、「9」插入和升降孔；炉体「5」为园台形，底部相应部位开有排渣口「6」和铁合金出口「7」，炉盖「4」和炉体「5」的炉壳用钢板焊结而成，均通水冷却，内砌高温耐火材料。
等离子发生器由三根沿轴心钻有小孔的石墨电极「2」、「8」、「9」组成，其中一根钻的孔径较大，兼供由喷粉罐「1」喷入炉料。水冷铜电极夹持器「3」供100～135V三相交流电输入，并与电极升降装置联接并绝缘，实现电极的升降、平移的工艺要求。
通过电极的小孔注入稳定流动的等离子载气体Ar或焦炉煤气，喷粉罐「1」用一定压力的Ar气作为气源，提供稳定流动的粉料喷入炉内。
本发明的具体操作是：提升电极「2」、「8」、「9」，开启炉盖「4」，先将配料所需的废钢屑、或废铁一次性加入炉内；再将经干燥、混匀并配料后的混合料加入炉内，装填到整个炉容的2/3左右，盖上炉盖「4」，插入电极「2」、「8」、「9」，启动水泵使炉盖「4」、炉壳「5」及水冷铜电极夹持器「3」通入冷却水。将剩余的混合粉料装入喷粉罐「1」，并用Ar气充压到一定压力；将电极「8」和「9」注入等离子载气，启动电源，引等离子弧，调节电极使等离子弧稳定。约5分钟后，待大部分炉料已熔融和还原，料面下降，上部空间已充满等离子气体。这时等离子弧已很稳定，开启喷粉罐下料球伐，向炉内供料，直至料喷完。调节电极「2」、「8」、「9」升降，进行埋弧精炼。冶炼结束，提升电极「2」、「8」、「9」，停电，停气，带渣出铁合金，最后出完全部炉渣。
附表
| 名 称 | 铬精矿冶炼Cr55微碳铬铁 | 钨精矿冶炼W75微碳钨铁 | 钼精矿冶Mo60微碳钼铁 | |||
| 精矿主要含量成分％ | Cr2O3FeOSiO2Al2O3MgOPS | 52.1011.824.1510.0810.540.0060.005 | WO3FeOSiO2CaOMnOPS | 67.877.743.3016.81.420.0440.41 | MoO3FeOSiOCaOCuSP | 69.824.5011.471.120.170.060.014 |
| 炉料配比份 额 | 铬精矿硅铁粉石灰氧化镁废钢屑 | 10025848 | 钨精矿硅铁粉硅 石萤 石废钢屑 | 10021624 | 钼精矿硅铁粉石 灰萤 石废钢屑 | 100304115 |
| 铁合金成分％ | Cr 55～57 C 0.10～0.25Si 1.0～1.5 S＜0.02P＜0.02 | W75～77 C 0.1-0.20Si 0.5～1.0S＜0.02 P＜0.02 | Mo 60～62 C 0.1～0.2Si 1.0～1.5 S ＜0.1P ＜0.05 | |||
| 收得率％ | Cr 90～95 | W 96～98 | Mo 96～98 | |||
Claims (9)
1.一种采用等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法，其特征包括：在三相交流小孔石墨电极等离子炉内预先装填废钢屑或铁屑，并加入铬精矿、或钼精矿、或钨精矿、硅铁、石灰和氧化镁；待炉料大部熔化后，用流化喷粉装置通过气体将粉料经一根小孔石墨电极均匀喷入等离子炉弧区。
2.根据权利要求1所述的等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法，其特征在于冶炼Cr55微碳铬铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：Cr2O3为52.10％的铬精矿100份；硅为75％的硅铁粉25～27份；废钢屑8～10份；CaO≥75％的石灰8～10份；MgO≥90％的氧化镁4～6份。
3.根据权利要求1所述的等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法，其特征在于冶炼W75钨铁时，炉料所用成分的含量百分及所用份额为：WO3为67.87％的钨精矿100份；硅为75％的硅铁粉21～23份；SiO2≥95％的硅石6～8份；CaF2≥85％的萤石2～3份；废钢屑4～5份。
4.根据权利要求1所述的等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法，其特征在于冶炼Mo60钼铁时，炉料所用成份的含量百分及所用份额为：MoO3为69.82％的钼精矿100份；硅为75％的硅铁粉30～32份；CaO≥75％的石灰4～6份；CaF2≥85％的萤石1～2份；废钢屑15～17份。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的等离子熔融还原直接冶炼微碳铁合金的方法，其特征在于加入等离子体炉内的原料为干燥过的粉料，粒度＜20目。
6.一种用于熔融还原直接冶炼微碳铁合金的装置，其特征在于其由三相交流等离子发生器和炉体组成，三相交流发生器由三根小孔石墨电极「2」、「8」、「9」构成，用Ar气或焦炉煤气作载气体，炉体由炉盖「4」和园台形炉壳「5」组成，内衬为高温耐火材料，炉盖「4」和炉壳「5」用双层钢板焊接而成，均通水冷却，炉盖「4」上开有孔，炉底开有铁合金流出口「7」和排渣口「6」。
7.根据权利要求6所述的冶炼微碳铁合金装置，其特征在于所述的三根电极「2」、「8」、「9」互相平行地竖直安装，三根电极「2」、「8」、「9」的园心呈等边三角形均匀布置。
8.根据权利要求7所述的冶炼微碳铁合金装置，其特征在于三根石墨电极「2」、「8」、「9」沿轴心钻一Φ4～Φ8mm小孔。
9.根据权利要求8所述的冶炼微碳铁合金装置，其特征在于将三根石墨电极「2」、「8」、「9」中的一根，作为喷粉加料极。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATA36683A (de) * | 1983-02-03 | 1983-12-15 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur durchfuehrung von schmelz-, schmelzmetallurgischen und/oder reduktionsmetallurgischen prozessen in einem plasmaschmelz- ofen sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4731112A (en) * | 1986-02-19 | 1988-03-15 | Midrex International, B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Method of producing ferro-alloys |
| CN1177013A (zh) * | 1996-09-18 | 1998-03-25 | 中国科学院力学研究所 | 等离子体冶炼难熔金属的方法和装置 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATA36683A (de) * | 1983-02-03 | 1983-12-15 | Voest Alpine Ag | Verfahren zur durchfuehrung von schmelz-, schmelzmetallurgischen und/oder reduktionsmetallurgischen prozessen in einem plasmaschmelz- ofen sowie einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens |
| US4731112A (en) * | 1986-02-19 | 1988-03-15 | Midrex International, B.V. Rotterdam, Zurich Branch | Method of producing ferro-alloys |
| CN1177013A (zh) * | 1996-09-18 | 1998-03-25 | 中国科学院力学研究所 | 等离子体冶炼难熔金属的方法和装置 |
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