CN113444884B - 一种微碳铬铁合金的制备方法 - Google Patents

一种微碳铬铁合金的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113444884B
CN113444884B CN202110535736.9A CN202110535736A CN113444884B CN 113444884 B CN113444884 B CN 113444884B CN 202110535736 A CN202110535736 A CN 202110535736A CN 113444884 B CN113444884 B CN 113444884B
Authority
CN
China
Prior art keywords
furnace
micro
carbon ferrochrome
chromium
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110535736.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113444884A (zh
Inventor
叶明峰
高雷章
师启华
余彬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd filed Critical Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority to CN202110535736.9A priority Critical patent/CN113444884B/zh
Publication of CN113444884A publication Critical patent/CN113444884A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113444884B publication Critical patent/CN113444884B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00—General methods of reducing to metals
    • C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/04—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00—Obtaining refractory metals
    • C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32—Obtaining chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02—Making non-ferrous alloys by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/06—Alloys based on chromium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及微碳铬铁合金冶炼技术领域，公开了一种微碳铬铁合金的制备方法，该方法包括：(1)对钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬进行烘干，得到初始物料；(2)称取金属铝粉，将部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合，然后磨细得到混合料A；(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩余金属铝粉、氯酸钾、氧化钙和金属铁粉进行混合，得到混合料B；(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至冶炼炉中，然后在料面放置点火剂，接着引燃点火剂，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉。该方法流程短、效率高，适合一步法冶炼出含微量钒元素的微碳铬铁。

Description

一种微碳铬铁合金的制备方法
技术领域
本发明涉及微碳铬铁合金冶炼技术领域，具体涉及一种微碳铬铁合金的制备方法。
背景技术
根据铬系合金的国家标准要求，当前铬铁依据其碳含量不同分为碳素铬铁和中、低、微碳铬铁4种。铬铁合金可提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度，还可作铸铁添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时能使铸铁具有良好的耐热性。微碳铬铁(C≤0.03％)适用于炼不锈钢和特种合金中作为合金元素加入剂。常规的微碳铬铁的冶炼方法主要是热兑法、电硅热法、真空固态脱碳法。其中热兑法和电硅热法主要物料为铬铁矿，需要进行通电才能加快硅热还原反应；真空固态脱碳法采用高碳铬铁在真空电阻炉中用氧化剂(氧化铬铁，氧化铁，二氧化硅等)，氧化其中的碳化物而制得微碳铬铁，对电阻炉的真空度、温度有较高要求。随着铬铁矿中铬品位的不断降低，难以继续用来冶炼铬铁，采用湿法冶金工艺从含铬资源中制取三氧化二铬并以其作为含铬原料来生产铬系金属产品是今后的发展趋势。
通过查找资料可知：
专利申请“低微碳铬铁合金的生产工艺(申请号：CN200710034451.7)”提供了一种微碳铬铁的制备方法，1)将高碳铬铁装入中频感应炉中，熔化，升温至1600℃以上，倒入罐体中；2)将罐体移入工位，进行吹炼；3)取出氧枪，将氩氧枪插入罐体熔液液面300-400mm，氧气流量为300-500升/分钟，先按氩氧比1∶3吹炼5分钟，再按氩氧比1∶2吹炼5分钟，然后按氩氧比1∶1吹炼5分钟，同时加入硅铁；4)将罐体移入真空室内，在罐体底部接入氩氧管，吹入氩氧混合气，氩气流量为150-250升/分钟，氧气流量为40-80升/分钟，真空度控制在5-200Pa，吹炼20-30分钟；5)解除真空，将罐体吊至浇注位浇注，获得成品。该方案通过对熔融态的高碳铬铁进行吹氧脱碳，最终获得微碳铬铁，该方法工序流程长，冶炼时间长，采用氩气保护和真空脱碳，冶炼条件比较苛刻。
专利申请“一种低磷微碳铬铁的生产方法(申请号：CN201610279380.6)”涉及一种低磷微碳铬铁的生产方法，包括以下步骤：在电弧炉中投入硅铬合金和铬矿，10～20min，熔化之后投入石灰，反应，其中硅铬合金、铬矿、石灰的质量比为1:1：1.5，硅铬合金中磷的重量百分含量低于0.017％，该方法能够控制得到的微碳铬铁中磷含量低于0.020％。该方案通过硅铬合金中的硅元素与铬铁矿中的三氧化二铬和铁氧化物进行硅热还原反应，最终获得微碳铬铁，但是硅的还原性较弱，难以将铬铁矿中的三氧化二铬完全还原，而且需要电弧炉长时间通电供热维持反应和保证渣金分离。
专利申请“一种低微碳铬铁的生产方法(申请号：CN201910850118.6)”提出一种低微碳铬铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：1)原料准备：将铬矿、白灰、硅铬合金检斤后按照规定配料数量依次放入料罐内；2)引弧送电：将三相电极均衡下降至稍该与炉内渣面接触，合闸后电极通电，通过电极升降控制每相电极电流在20A-180A之间；3)加料融化：对料罐进行加料，并且将电流控制在额定量±20％范围内，时间持续75±5min；1)精炼：将炉口附近及靠近炉墙处少量未融化炉料推入熔池内，使之反应充分；5)浇铸：去除炉渣后，将低微碳铬铁合金倒入耐热铸铁锭模内铸锭；6)精整：将铸锭后的铬铁合金冷却后取样化验，并砸成20㎏以下铁块；7)入库袋装：将精整后符合粒度要求的铬铁块按照化验成分进入不同成品库内，装袋后座上不同成分标记。该方案同样是通过硅铬合金中的硅元素与铬铁矿中的三氧化二铬和铁氧化物进行硅热还原反应，最终获得微碳铬铁，该方法冶炼时间长，需要电弧炉长时间通电供热维持反应和保证渣金分离。
专利申请“一种冶炼微碳铬铁的集成化工艺(申请号：CN201910833781.5)”涉及一种冶炼微碳铬铁的集成化工艺，属于铁合金冶炼技术领域。工艺步骤为：将高碳铬铁车间生产出的温度≥1550℃高碳铬铁铁水用吊车通过铁水罐吊运到AOD炉的兑铁水工位，然后将高碳铬铁铁水倒入集成了真空系统的AOD炉内，经过AOD炉常压氧化精炼和真空氧化精炼与还原精炼生产出合格的微碳铬铁铁水，然后将该铁水倒入浇注模具内进行浇注。该方案通过对熔融态的高碳铬铁进行吹氧脱碳，最终获得微碳铬铁，该方法冶炼流程长，工序多，吹氧脱碳过程容易产生六价铬污染。
文献“高能球磨对高碳铬铁真空固相脱碳的影响(DOI：CNKI:SUN:SJGY.0.2012-16-003)”研究了高能球磨工艺对高碳铬铁真空固相脱碳过程的影响，考察了烧结温度和高能球磨工艺对脱碳反应的作用，通过化学分析和红外碳硫仪检测样品中的铬含量和碳含量，采用激光粒度仪和X射线衍射分析粉末粒度和物相组成。结果表明，高能球磨能提高高碳铬铁和Fe3O4的反应速度，最佳的球磨时间为45h；温度在1100～1350℃真空烧结时,高碳锰铁的铬含量随温度升高先上升后下降,碳含量呈先下将后上升的趋势；1200℃烧结3h，铬铁中碳含量和铬含量分别为1.05％和43.81％。该方法对固态高碳铬铁进行高能球磨和真空固相脱碳来获得微碳铬铁，该方法制备微碳铬铁所需时间长，而且难以将微碳铬铁中的碳含量进一步降低。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的微碳铬铁冶炼流程长、耗时长、污染大以及工艺较为复杂的问题，提供一种微碳铬铁合金的制备方法，该方法对钒铬渣或铬铁矿等含铬原料经过湿法提取分离所获得的三氧化二铬进行铝热还原，最终获得微碳铬铁合金，具有流程短、效率高等特点，特别是比较适合一步法冶炼出含微量钒元素的微碳铬铁。
为了实现上述目的，本发明提供一种微碳铬铁合金的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)对钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬进行烘干，得到初始物料；
(2)称取金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为(0.35-0.45):1，将部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩余金属铝粉、氯酸钾、氧化钙和金属铁粉进行混合，得到混合料B，其中所述氯酸钾与所述初始物料的质量比为(0.11-0.13):1；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至冶炼炉中，然后在料面放置点火剂，接着引燃点火剂，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
优选地，在步骤(1)中，钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬的具体步骤包括：将钒铬渣或铬铁矿与钙盐或钠盐混合进行焙烧，然后进行浸出得到铬酸盐溶液，接着将铬酸盐溶液依次进行还原和沉淀分离，得到氢氧化铬，最后将氢氧化铬煅烧得到含有钒元素的工业三氧化二铬。
优选地，在步骤(1)中，所述含有钒元素的工业三氧化二铬的化学成分含有94-98重量％的Cr2O3、0.01-1.5重量％的V、S≤0.1重量％、SiO2≤0.5重量％以及余量的杂质。
优选地，在步骤(1)中，将含有钒元素的工业三氧化二铬烘干至水分在0.05重量％以下。
优选地，在步骤(2)中，所述部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为(0.1-0.2)：1。
优选地，在步骤(2)中，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的80-90重量％。
优选地，在步骤(3)中，所述氧化钙与所述初始物料的质量比为(0.05-0.15)：1。
优选地，在步骤(3)中，所述金属铁粉与所述初始物料的质量比为(0.15-0.35)：1。
优选地，在步骤(4)中，所述冶炼炉为镁制耐材打结的冶炼炉。
优选地，在步骤(4)中，所述点火剂为钛粉。
进一步优选地，所述钛粉的用量为0.02-0.05kg/炉。
本发明所述的方法对钒铬渣或铬铁矿等含铬原料经过湿法提取分离所获得的三氧化二铬进行铝热还原，最终获得微碳铬铁合金，具有流程短、效率高等特点，特别是比较适合一步法冶炼出含微量钒元素的微碳铬铁。
附图说明
图1是本发明所述的微碳铬铁合金的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供一种微碳铬铁合金的制备方法，该方法的工艺流程图如图1所示，所述方法包括以下步骤：
(1)对钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬进行烘干，得到初始物料；
(2)称取金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为(0.35-0.45):1，将部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩余金属铝粉、氯酸钾、氧化钙和金属铁粉进行混合，得到混合料B，其中所述氯酸钾与所述初始物料的质量比为(0.11-0.13):1；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至冶炼炉中，然后在料面放置点火剂，接着引燃点火剂，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
在本发明中，钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬的具体步骤包括：将钒铬渣或铬铁矿与钙盐或钠盐混合进行焙烧，然后进行浸出得到铬酸盐溶液，接着将铬酸盐溶液依次进行还原和沉淀分离，得到氢氧化铬，最后将氢氧化铬煅烧得到含有钒元素的工业三氧化二铬。
在本发明中，所述钒铬渣是含有铬元素的钒钛磁铁矿经过高炉冶炼，铬与钒进入铁水，在转炉吹氧环节，铬与钒元素被氧化进入转炉炉渣，称为钒铬渣。
当前铬铁合金的原料主要为高品位的铬铁矿。随着高品位的含铬资源逐渐开采利用消耗，低品位的含铬资源所占比重逐渐增大，特别是当铬铁矿中铬含量较低时，杂质组分MgO和Al2O3含量高，采用这种原料冶炼铬铁时，原料中杂质组分一直“负重前行”，导致其冶炼铬铁合金造渣剂用量大，渣量大，流程长，成本偏高。于是，通过湿法冶金的方式从低品位含铬资源中提取出三氧化二铬是以后的发展趋势。由于钒和铬性质相近，使用钒铬渣或铬铁矿提取出所得三氧化二铬中仍会残留一部分钒，基于铝热还原原理，可以一起还原至微碳铬铁合金中。
在本发明中，在步骤(1)中，所述含有钒元素的工业三氧化二铬的化学成分含有94-98重量％的Cr2O3、0.01-1.5重量％的V、S≤0.1重量％、SiO2≤0.5重量％以及余量的杂质。
在本发明中，所述含有钒元素的工业三氧化二铬的杂质中含有Na2O。
在本发明中，在步骤(1)中，将含有钒元素的工业三氧化二铬烘干至水分在0.05重量％以下。
在具体情况下，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比可以为0.35:1、0.36:1、0.37:1、0.38:1、0.39:1、0.4:1、0.41:1、0.42:1、0.43:1、0.44:1或0.45:1。
在优选情况下，在步骤(2)中，所述部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为(0.1-0.2)：1。具体地，所述部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比可以为0.1：1、0.11：1、0.12：1、0.13：1、0.14：1、0.15：1、0.16：1、0.17：1、0.18：1、0.19：1或0.2：1。
在本发明中，金属铝粉用量过高，导致产品中铝含量过高；铝粉用量过低，则导致还原不彻底，产品中铬含量偏低。
在本发明中，将烘干后的含有钒元素的工业三氧化二铬与部分金属铝粉一起磨细，可以减少三氧化二铬颗粒之间的粘连聚集，使得三氧化二铬颗粒与铝粉能够充分接触，从而使铝热反应更加充分。
在优选情况下，在步骤(2)中，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的80-90重量％。
在具体情况下，所述氯酸钾与所述初始物料的质量比可以为0.11:1、0.111:1、0.112:1、0.113:1、0.114:1、0.115:1、0.116:1、0.117:1、0.118:1、0.119:1、0.12:1、0.121:1、0.122:1、0.123:1、0.124:1、0.125:1、0.126:1、0.127:1、0.128:1、0.129:1或0.13:1。
在优选情况下，在步骤(3)中，所述氧化钙与所述初始物料的质量比为(0.05-0.15)：1。具体地，所述氧化钙与所述初始物料的质量比可以为0.05：1、0.06：1、0.07：1、0.07：1、0.09：1、0.1：1、0.11：1、0.12：1、0.13：1、0.14：1或0.15：1。
在优选情况下，在步骤(3)中，所述金属铁粉与所述初始物料的质量比为(0.15-0.35)：1。具体地，所述金属铁粉与所述初始物料的质量比可以为0.15：1、0.16：1、0.17：1、0.18：1、0.19：1、0.2：1、0.21：1、0.22：1、0.23：1、0.24：1、0.25：1、0.26：1、0.27：1、0.28：1、0.29：1、0.3：1、0.31：1、0.32：1、0.33：1、0.34：1或0.35：1。
在本发明中，氯酸钾主要用来调节反应热量，氯酸钾用量过高，反应放热剧烈，引发炉料喷溅损失；氯酸钾用量过少，体系热量不够，反应困难而且渣金难分离。
氧化钙主要是造渣作用，降低渣系熔点，并且促进还原反应传质过程。
在本发明中，在步骤(4)中，所述冶炼炉为镁制耐材打结的冶炼炉。
在本发明中，在步骤(4)中，所述点火剂为钛粉。
在优选情况下，所述钛粉的用量为0.02-0.05kg/炉。具体地，所述钛粉的用量为0.02kg/炉、0.022kg/炉、0.025kg/炉、0.027kg/炉、0.03kg/炉、0.032kg/炉、0.035kg/炉、0.037kg/炉、0.04kg/炉、0.042kg/炉、0.045kg/炉、0.047kg/炉或0.05kg/炉。
本发明所述的方法对钒铬渣或铬铁矿等含铬原料经过湿法提取分离所获得的三氧化二铬进行铝热还原，直接冶炼微碳铬铁，冶炼过程加入发热剂作为热源并调控单位炉料反应热量能较好地引发反应，而且能够快速获得微碳铬铁合金，利用攀钢自产的三氧化二铬因地制宜进行微碳铬铁的开发，实现低品质的氧化铬资源高效利用，从源头上控制了碳元素的含量，而且反应引发后自动进行，人工干预少，与传统的微碳铬铁制备方法相比，具有流程短、效率高、污染少等特点，特别是比较适合一步法冶炼出含微量钒元素的微碳铬铁。该方法铬冶炼收率为88-92％，微碳铬铁合金中Cr含量为60-80％，余量主要为Fe元素，C含量为0.01-0.03％，获得的合金产品中铬含量高，且含有一定的钒，具有钒微合金化作用，适合冶炼同时含有钒和铬的钢铁材料，如耐磨工具钢、高铬耐磨铸铁等。铝铬渣中的Cr2O3含量为2-6％，Al2O3含量为70-75％(通常要求Al2O3含量越高越好，但是考虑实际冶炼造渣需要加入造渣剂来调节控制炉渣熔点和粘度，最终渣中Al2O3含量为70-75％比较合适)。铝铬渣可作为优质耐火材料用于高炉铁沟用浇注料，具有良好的经济效益。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明所述的方法不仅限于此。
实施例和对比例中所使用的含有钒元素的工业三氧化二铬均是通过将钒铬渣或铬铁矿与钙盐或钠盐混合进行焙烧，然后进行浸出得到铬酸盐溶液，接着将铬酸盐溶液依次进行还原和沉淀分离，得到氢氧化铬，最后将氢氧化铬煅烧得到的。
实施例1
(1)对钒铬渣中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬(其中Cr2O3含量为94重量％、V的含量为0.15重量％，S的含量为0.1重量％，SiO2的含量为0.5重量％，余量的杂质为Na2O等)进行烘干至水分为0.025重量％，得到10kg初始物料；
(2)称取4.5kg的金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.45:1，将其中2kg的金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合(加入的部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.2：1)，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的90重量％；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩下的2.5kg金属铝粉、1.3kg氯酸钾、0.5kg氧化钙和1.5kg金属铁粉进行混合(氧化钙与初始物料的质量比为0.05：1，金属铁粉与初始物料的质量比为0.15：1，氯酸钾与初始物料的质量比为0.13:1)，得到混合料B；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至镁质耐材打结的冶炼炉中，然后在料面放置点火剂钛粉，接着引燃钛粉，钛粉的用量为0.02kg/炉，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
实施例2
(1)对铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬(其中Cr2O3含量为98重量％、V的含量为0.01重量％，S的含量为0.05重量％，SiO2的含量为0.25重量％，余量的杂质为Na2O等)进行烘干至水分为0.025重量％，得到10kg初始物料；
(2)称取3.5kg的金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.35:1，将其中1.5kg的金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合(加入的部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.15：1)，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的90重量％；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩下的2kg金属铝粉、1.1kg氯酸钾、1.5kg氧化钙和3.5kg金属铁粉进行混合(氧化钙与初始物料的质量比为0.15：1，金属铁粉与初始物料的质量比为0.35：1，氯酸钾与初始物料的质量比为0.11:1)，得到混合料B；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至镁质耐材打结的冶炼炉中，然后在料面放置点火剂钛粉，接着引燃钛粉，钛粉的用量为0.05kg/炉，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
实施例3
(1)对铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬(其中Cr2O3含量为96重量％、V的含量为0.08重量％，S的含量为0.1重量％，SiO2的含量为0.5重量％，余量的杂质为Na2O等)进行烘干至水分为0.025重量％，得到10kg初始物料；
(2)称取4kg的金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.4:1，将其中1kg的金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合(加入的部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.1：1)，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的90重量％；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩下的3kg金属铝粉、1.2kg氯酸钾、1.5kg氧化钙和2kg金属铁粉进行混合(氧化钙与初始物料的质量比为0.15：1，金属铁粉与初始物料的质量比为0.2：1，氯酸钾与初始物料的质量比为0.12:1)，得到混合料B；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至镁质耐材打结的冶炼炉中，然后在料面放置点火剂钛粉，接着引燃钛粉，钛粉的用量为0.02kg/炉，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
实施例4
(1)对钒铬渣中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬(其中Cr2O3含量为94重量％、V的含量为0.15重量％，S的含量为0.1重量％，SiO2的含量为0.25重量％，余量的杂质为Na2O等)进行烘干至水分为0.025重量％，得到10kg初始物料；
(2)称取3.5kg的金属铝粉，所述金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.35:1，将其中1.5kg的金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料进行混合(加入的部分金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.15：1)，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的80重量％；
(3)将步骤(2)得到的混合料A与剩下的2.0kg金属铝粉、1.3kg氯酸钾、1kg氧化钙和2.5kg金属铁粉进行混合(氧化钙与初始物料的质量比为0.1：1，金属铁粉与初始物料的质量比为0.25：1，氯酸钾与初始物料的质量比为0.13:1)，得到混合料B；
(4)将步骤(3)得到的混合料B转移至镁质耐材打结的冶炼炉中，然后在料面放置点火剂钛粉，接着引燃钛粉，钛粉的用量为0.035kg/炉，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
实施例5
按照实施例3的方法进行实施，与之不同的是，在步骤2中，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的75重量％，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例1
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，将含有钒元素的工业三氧化二铬直接与金属铝粉、氯酸钾、氧化钙和金属铁粉进行混合，不进行磨细操作，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例2
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(2)中，将物料磨细至粒度为4-5mm，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例3
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(2)中，称取5kg的金属铝粉，即金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.5:1，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例4
按照实施例2所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(2)中，称取3kg的金属铝粉，即金属铝粉与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.3:1，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例5
按照实施例1所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(3)中，氯酸钾的用量为1.6kg，即氯酸钾与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.16:1，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
对比例6
按照实施例2所述的方法进行实施，与之不同的是，在步骤(3)中，氯酸钾的用量为0.8kg，即氯酸钾与步骤(1)得到的初始物料的质量比为0.08：1，得到微碳铬铁合金和铝铬渣。
测试例1
采用化学滴定分析检测方法对实施例和对比例得到的微碳铬铁合金和铝铬渣的化学成分进行检测，并采用基于物质守恒原理对产物进行物料衡算对铬冶炼收率进行计算分析，反应时间为点火冶炼开始时间至反应后无烟尘产生的时间之差，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003069759990000141
通过表1的结果可以看出，采用本发明所述的方法，铬冶炼收率为85-92％，微碳铬铁合金中Cr含量为60-80％，Fe含量为18-29％，C含量为0.01-0.03％，V含量为0.01-0.25％，反应时间为4min，冶炼渣可直接制作为优质耐材。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）对钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬进行烘干，得到初始物料；
（2）称取金属铝粉，所述金属铝粉与步骤（1）得到的初始物料的质量比为（0.35-0.45）:1，将部分金属铝粉与步骤（1）得到的初始物料进行混合，然后磨细至粒度＜3mm，得到混合料A；
（3）将步骤（2）得到的混合料A与剩余金属铝粉、氯酸钾、氧化钙和金属铁粉进行混合，得到混合料B，其中所述氯酸钾与所述初始物料的质量比为（0.11-0.13）:1；
（4）将步骤（3）得到的混合料B转移至冶炼炉中，然后在料面放置点火剂，接着引燃点火剂，使炉内物料进行自蔓延反应，冶炼结束后，盖上保温盖直至炉内物料完全冷却至常温，然后拆炉，得到微碳铬铁合金和铝铬渣；
在步骤（1）中，所述含有钒元素的工业三氧化二铬的化学成分含有94-98重量%的Cr2O3、0.01-1.5重量%的V、S≤0.1重量%、SiO2≤0.5重量%以及余量的杂质；
在步骤（2）中，所述部分金属铝粉与步骤（1）得到的初始物料的质量比为（0.1-0.2）：1；
在步骤（2）中，混合料A中粒度为0.0001-1mm的物料占混合料A总重量的80-90重量%；
在步骤（3）中，所述金属铁粉与所述初始物料的质量比为（0.15-0.35）：1。
2.根据权利要求1所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，钒铬渣或铬铁矿中分离提取得到的含有钒元素的工业三氧化二铬的具体步骤包括：将钒铬渣或铬铁矿与钙盐或钠盐混合进行焙烧，然后进行浸出得到铬酸盐溶液，接着将铬酸盐溶液依次进行还原和沉淀分离，得到氢氧化铬，最后将氢氧化铬煅烧得到含有钒元素的工业三氧化二铬。
3.根据权利要求1所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（1）中，将含有钒元素的工业三氧化二铬烘干至水分在0.05重量%以下。
4.根据权利要求1所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述氧化钙与所述初始物料的质量比为（0.05-0.15）：1。
5.根据权利要求1所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述冶炼炉为镁制耐材打结的冶炼炉。
6.根据权利要求1所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述点火剂为钛粉。
7.根据权利要求6所述的微碳铬铁合金的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述钛粉的用量为0.02-0.05kg/炉。
CN202110535736.9A 2021-05-17 2021-05-17 一种微碳铬铁合金的制备方法 Active CN113444884B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110535736.9A CN113444884B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 一种微碳铬铁合金的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110535736.9A CN113444884B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 一种微碳铬铁合金的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113444884A CN113444884A (zh) 2021-09-28
CN113444884B true CN113444884B (zh) 2022-11-01

Family

ID=77809806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110535736.9A Active CN113444884B (zh) 2021-05-17 2021-05-17 一种微碳铬铁合金的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113444884B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053307A (en) * 1976-01-16 1977-10-11 Showa Denko K. K. Process for manufacture of high-chromium iron alloy
JPS6487747A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Nisshin Steel Co Ltd Fe-cr-al alloy excellent in toughness
CN105658828A (zh) * 2013-10-21 2016-06-08 Kwg资源公司 直接从铬铁矿生产铬铁合金
CN110699592A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 毕国军 一种高碳铬铁合金的制备工艺

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102312145B (zh) * 2010-07-09 2013-07-10 攀枝花学院 钒铬铁合金及其生产方法
CN104313362B (zh) * 2014-10-10 2016-05-25 昆明理工大学 一种微波铝热还原金属铬的方法
US10041146B2 (en) * 2014-11-05 2018-08-07 Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineraçäo Processes for producing low nitrogen metallic chromium and chromium-containing alloys and the resulting products
CN108531718A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 东北大学 一种利用提钒尾渣生产三氧化二铬的方法
BR112021024006A2 (pt) * 2019-07-12 2022-02-01 Jfe Mat Co Ltd Método para produzir ferrocromo de baixo teor de carbono
CN111206172B (zh) * 2020-03-09 2021-09-14 承德锦科科技股份有限公司 一种氮化铌铁合金及其制备方法和应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4053307A (en) * 1976-01-16 1977-10-11 Showa Denko K. K. Process for manufacture of high-chromium iron alloy
JPS6487747A (en) * 1987-09-30 1989-03-31 Nisshin Steel Co Ltd Fe-cr-al alloy excellent in toughness
CN105658828A (zh) * 2013-10-21 2016-06-08 Kwg资源公司 直接从铬铁矿生产铬铁合金
CN110699592A (zh) * 2019-09-30 2020-01-17 毕国军 一种高碳铬铁合金的制备工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN113444884A (zh) 2021-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102758144B (zh) 一种大规格高氮护环钢钢锭的生产方法
CN100562591C (zh) 用海绵铁冶炼纯铁的工艺
AU773997B2 (en) Method for processing steel slags
CN103627971B (zh) 大规格钎具用合金结构钢及其冶炼方法
CN103540701A (zh) 适用于超高强度灰铸铁的熔炼工艺
US3198624A (en) Process for the manufacture of stainless steel
CN105349750A (zh) 高温退火炉底板及其制造方法
CN110592312B (zh) 一种高速车轴用钢的制备方法
CN101381787B (zh) 一种高合金钢的冶炼方法
CN1321213C (zh) 一种铁基高温合金的冶炼生产方法
CN102277532A (zh) 一种冷作模具钢Cr8及其生产方法
CN105886765A (zh) 制备硅铁的方法
CN108504819A (zh) 一种aod+vod双联冶炼低微铬铁的工艺及装置
CN109762958B (zh) 一种冶炼含钨高速钢的工艺
CN113444884B (zh) 一种微碳铬铁合金的制备方法
CN114892066B (zh) 一种低碳电极用钢的生产方法
CN102839292A (zh) 用于铝硅镇静钢脱氧的超低钛超低碳高硅铝铁合金及其制备方法
CN114277215B (zh) 一种中频感应炉利用高锰废钢冶炼低锰钢的方法
CN114318165B (zh) 一种精确控制硼、氮元素的转子合金的制备方法
CN107586915A (zh) 一种中高锰钢中锰元素的合金化方法
CN113430398B (zh) 一种含有钒元素的JCr98级金属铬及其制备方法
CN111500813B (zh) 一种电炉熔分钒钛金属化球团利用铁钒资源的方法
CN106498116A (zh) 一种矿用圆环链钢的生产工艺
CN113265509A (zh) 使用电炉以氢氧化镍为原料冶炼镍系不锈钢的生产方法
CN109913644B (zh) 黑钨精矿中频炉内合金化冶炼半高速钢轧辊用钢的工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant