CN114921648A - 一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，具体步骤如下：S1：炉料使用100%的铬矿焙烧球团作为铬元素的来源，焦炭、硅石和白云石混合后进入预热窑，与电炉自身产生煤气燃烧后生成的烟气相遇，逆向运动后炉料被加热到500～600℃，通过料管进入矿热炉内；S2：Fe、Cr、Si、S、P等元素先后被还原进入铁中，二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化钙等难熔氧化物造渣后形成炉渣，在炉内渣铁分层；S3：在用电量达到120～160MWh后，将铁水和炉渣排出，将铁水储存于铁水包中进行浇铸，炉渣在炉前使用高压水水淬后形成≤6mm的水渣外销，该方法通过微调焦炭和硅石配比，降低熔剂加入量，节能降耗，Cr和Fe回收率升高，降低冻炉风险。

Description

一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法
技术领域
本发明属于铁合金冶炼技术领域，具体涉及一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法。
背景技术
2017年以来，太钢高端不锈钢生产工艺改进后，由于冶炼过程热量不足，需另外添加硅铁增加热量，决定由山西太钢万邦炉料有限公司两座75MVA全封闭带预热窑矿热炉生产高硅铬铁合金新材料，代替添加硅铁。
按照铬铁国家标准GB/T5683的规定，铬铁中硅含量≤5%，为此太钢万邦公司以及国内同行业一直生产硅含量≤5%的高碳铬铁，如采用目前的碱性渣制度，采用升降电极方式控制矿热炉功率冶炼高硅铬铁，不仅炉衬寿命短，且受造渣制度、炉况操作、设备维护等影响，稳定生产硅含量＞5%的高硅铬铁合金难度大，国内外也无长周期稳定生产硅含量＞5%的高硅铬铁合金的相关生产实践及理论研究。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，通过微调焦炭和硅石配比，选用酸性炉渣，降低了熔剂加入量，从而降低渣量，节能降耗，Cr和Fe回收率升高，降低冻炉风险的同时可长周期稳定生产硅含量＞5.0%的高硅铬铁合金。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，具体步骤如下：
S1：高硅铬铁冶炼在全密闭埋弧电炉内进行，炉料使用100%的铬矿焙烧球团作为铬元素的来源，焦炭作为还原剂，硅石和白云石作为熔剂（球团：焦炭：硅石=6000:1490:960），它们以此比例称量混合后进入预热窑，与电炉自身产生煤气燃烧后生成的烟气相遇，逆向运动后炉料被加热到500～600℃，通过料管进入矿热炉内；
三支ø1.8m的自焙电极将电流源源不断输入炉内，作为炉料预热、融化、还原的热源。
S2：Fe、Cr、Si、S、P等元素先后被还原进入铁中，二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化钙等难熔氧化物造渣后形成炉渣，由于比重不同，在炉内渣铁分层。
S3：在用电量达到120～160MWh后，使用开口机打开铁口后将铁水和炉渣排出，利用渣铁比重不同，将铁水储存于铁水包中进行浇铸，炉渣在炉前使用高压水水淬后形成≤6mm的水渣外销，出铁完毕后使用泥炮堵口，堵塞出铁通道。
进一步地，所述炉渣三元碱度计算公式B3=（w（CaO）+w（MgO））/w(SiO2)）碱度在0.80～1.20。
进一步地，所述炉渣三元碱度控制在0.80-0.90。
进一步地，所述炉渣熔化温度1680～1720℃，αSiO2=0.24，铁水温度≥1580℃（过热度50℃），炉渣温度高于铁水温度100～150℃时。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果：
（1）通过微调焦炭和硅石配比，甚至在不配加碱性熔剂的情况下，实现高硅炉料铬铁的长周期稳定生产；
（2）通过选用酸性炉渣，在保证脱硫效果的前提下，降低了熔剂加入量，从而降低渣量，节能降耗，Cr和Fe回收率升高；
（3）高硅铁水达产不但满足太钢集团对铬铁化学成分的需要，而且矿热炉稳定周期延长，矿热炉由于铁水熔点降低和流动性改善，冻炉风险极大降低。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做详细说明。
一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，具体步骤如下：
S1：高硅铬铁冶炼在全密闭埋弧电炉内进行，炉料使用100%的铬矿焙烧球团作为铬元素的来源，焦炭作为还原剂，硅石和白云石作为熔剂（球团：焦炭：硅石=6000:1490:960），它们以此比例称量混合后进入预热窑，与电炉自身产生煤气燃烧后生成的烟气相遇，逆向运动后炉料被加热到500～600℃，通过料管进入矿热炉内；
三支ø1.8m的自焙电极将电流源源不断输入炉内，作为炉料预热、融化、还原的热源。
S2：Fe、Cr、Si、S、P等元素先后被还原进入铁中，二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化钙等难熔氧化物造渣后形成炉渣，由于比重不同，在炉内渣铁分层。
S3：在用电量达到120～160MWh后，使用开口机打开铁口后将铁水和炉渣排出，利用渣铁比重不同，将铁水储存于铁水包中进行浇铸，炉渣在炉前使用高压水水淬后形成≤6mm的水渣外销，出铁完毕后使用泥炮堵口，堵塞出铁通道。
炉渣三元碱度控制在0.85，炉渣熔化温度1680～1720℃，αSiO2=0.24，铁水温度≥1580℃（过热度50℃），炉渣温度高于铁水温度100～150℃时。
配料时降低了熔剂加入量，熔剂减少了550kg，从而降低了渣量，节能降耗，同时提高Cr回收率，在炉渣碱度降低过程中，αSiO2是不断提高的，这从还原动力学角度来说，铁水铬含量50%左右，碳含量7.0%，铁水硅含量控制在6.5%左右，对提高铁水硅含量是有利的。
2020年6月～2021年7月在太钢万邦75MVA矿热炉长周期稳定生产高硅炉料铬铁，硅含量平均值为6.53%，与前期（2017年8月～2020年5月份）的含硅量平均值4.13%相比，升高了2.4个百分点，达到了生产高硅炉料铬铁目的。
通过基础理论研究、中型矿热炉生产试验及大型矿热炉的实际生产，铁水硅含量可稳定在6.5%左右，并持续供货。
根据中型矿热炉（33MVA）的试验结果，在75MVA大型矿热炉上进行了高硅炉料铬铁的生产实践，过程控制按照试验结果进行，炉渣三元碱度控制在0.85左右、过热度控制在50℃时，铁水硅含量＞5.0%，可稳定供货。

Claims (4)

1.一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1：高硅铬铁冶炼在全密闭埋弧电炉内进行，炉料使用100%的铬矿焙烧球团作为铬元素的来源，焦炭作为还原剂，硅石和白云石作为熔剂，球团：焦炭：硅石=6000:1490:960以此比例称量混合后进入预热窑，与电炉自身产生煤气燃烧后生成的烟气相遇，逆向运动后炉料被加热到500～600℃，通过料管进入矿热炉内；
三支ø1.8m的自焙电极将电流源源不断输入炉内，作为炉料预热、融化、还原的热源；
S2：Fe、Cr、Si、S、P等元素先后被还原进入铁中，二氧化硅、三氧化二铝、氧化镁、氧化钙等难熔氧化物造渣后形成炉渣，由于比重不同，在炉内渣铁分层；
S3：在用电量达到120～160MWh后，使用开口机打开铁口后将铁水和炉渣排出，利用渣铁比重不同，将铁水储存于铁水包中进行浇铸，炉渣在炉前使用高压水水淬后形成≤6mm的水渣外销，出铁完毕后使用泥炮堵口，堵塞出铁通道。
2.根据权利要求1所述的一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，其特征在于，所述炉渣三元碱度计算公式B3=（w（CaO）+w（MgO））/w(SiO2)），碱度在0.80～1.20。
3.根据权利要求2所述的一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，其特征在于，所述炉渣三元碱度控制在0.80-0.90。
4.根据权利要求1所述的一种矿热炉生产高硅炉料铬铁的方法，其特征在于，所述炉渣熔化温度1680～1720℃，αSiO2=0.24，铁水温度≥1580℃，过热度50℃，炉渣温度高于铁水温度100～150℃时。
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崔先云;: "半一步法制取高硅高碳铬铁的工艺探讨", 铁合金, no. 03, pages 4 - 9 *

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