CN1818105B - 一种微碳铬铁的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微碳铬铁的生产工艺，主要包括以下步骤：1)原料粉碎：将块状的高碳铬铁破碎成小颗粒，并磨成高碳铬铁粉料；2)原料配料进炉：在高碳铬铁粉料中加入氧化物后充分搅拌，其摩尔比为碳∶氧化物＝1∶1-1.5，放入能够抽真空冶炼的中频炉内；3)生产过程：送电加温，温度控制在摄氏1200-1350度左右，抽真空，炉内真空度应高于6×10-1 Pa，当炉内物料的化合反应基本完成时，将炉内温度提高到1600℃以上；4)微碳铬铁出炉：反应结束的铬铁完全熔化成液体时，解除真空负压，出炉浇铸，即得到碳含量为0.15％以下的微碳铬铁或碳含量为0.03％以下的超微碳铬铁。本发明的有益效果是：减少了生产环节，节省了设备投资，而且可以大幅度的降低电耗，降低了能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种铁合金的生产工艺，主要是一种微碳铬铁的生产工艺。
背景技术
铁合金主要由锰系、铬系、硅系三大部分组成，微碳铬铁、超微碳铬铁和氮化铬铁是铬系产品中的一个重要分支，用于特种钢生产的添加元素。
目前工业生产方法主要有二种：
1、电炉法：是将铬矿等原料产品在矿热电炉中，冶炼成高碳铬铁。其耗电量为3000度左右。将高碳铬铁二次进入矿热电炉，加入硅石等辅料，冶炼成硅铬合金。其耗电量为5000度左右。最后将硅铬合金送入精炼电炉中，加入石灰等辅料冶炼成微碳铬铁。其耗电量为2000度左右。
2、真空电阻炉法：将高碳铬铁破碎成粉未，进入回转窑进行氧化预还原并烘干，加入粘接剂利用液压机压制成块，然后进行烘烤后送入真空电阻炉进行加热脱碳生成微碳铬铁(真空法微碳铬铁)。送入真空电阻炉到产品出炉整个过程需要80个小时以上，每吨电耗5000度以上。
由于上述生产方法不够完善，生产成本高、周期长、能耗大、投资大，因此，采用一种新的生产工艺生产微碳铬铁是铁合金生产企业关注的问题。
发明内容
本发明的目的正是为了克服上述技术的不足，而提供一种设备投资小，冶炼周期短，而且可以大幅度的降低电耗的微碳铬铁的生产工艺。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：本发明采用在密封的中频炉内对高碳铬铁粉未及氧化物进行加温、抽真空冶炼等步骤工艺；使高碳铬铁在固体状态即开始脱碳，在高碳铬铁脱碳结束后，熔化成液体时出炉，一步法生产得到微碳铬铁或超微碳铬铁。
这种微碳铬铁的生产工艺，主要包括以下步骤：
1.1)、原料粉碎：将块状的高碳铬铁破碎成小颗粒，并磨成高碳铬铁粉料；
1.2)、原料配料进炉：在高碳铬铁粉料中加入氧化物后充分搅拌，其摩尔比为碳：氧化物＝1∶1-1.5，放入能够抽真空冶炼的中频炉内；
1.3)、生产过程：送电加温，温度控制在摄氏1200-1350度，抽真空，炉内真空度应高于6×10-1pa，当炉内物料的化合反应基本完成时，将炉内温度提高到1600℃以上；
1.4)、微碳铬铁出炉：反应结束的铬铁完全熔化成液体时，解除真空负压，出炉浇铸，全过程小于4小时，即得到碳含量为0.15％以下的微碳铬铁或碳含量为0.03％以下的超微碳铬铁。
本发明所述的氧化物采用三氧化二铁或氧化亚铁或四氧化三铁或者三氧化铬或三氧化二铬，如果在铬铁产品需要其它金属或允许的情况下，还可加入其它的金属氧化物。
本发明在生产过程中通氮又可得到熔氮的氮化铬铁的产品：当炉内的化合反应基本完成时，控制温度在摄氏1200-1350度，停止送电或小功率送电，然后立即通入氮气，加压进行氮化处理，当氮化反应基本结束时再送电升温提高到1600℃以上，解除压力后出炉，即可得到熔氮的氮化铬铁的产品。
本发明所使用的中频炉为改造后设备，能够抽真空和加压。在炉体上还设有安全阀和防爆装置，以确保生产安全。
本发明的有益效果是：本发明采用真空中频炉法，在中频炉加温的基础上，采用真空冶炼脱碳，从高碳铬铁一次性直接生产出微碳铬铁、超微碳铬铁或氮化铬铁；不但减少了生产环节，节省了设备投资，而且可以大幅度的降低电耗，降低了能源消耗。
具体实施方式
下面结合具体方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：这种微碳铬铁的生产工艺，采用小炉子(装料100公斤)进行试验性生产，主要包括以下步骤：
1.1)、原料粉碎：将块状的高碳铬铁(其化学成分：含C量8.1％、含Cr量63.5％、含Si量0.87％、含P量0.03％、含S量0.025％)经破碎机破碎为1公分以下的小粒度然后经磨粉机磨成小于200目的高碳铬铁粉料；
1.2)、原料配料进炉：在高碳铬铁粉料中加入氧化物三氧化二铁后充分搅拌，其摩尔比为碳：氧化物＝1∶1-1.5，放入能够抽真空冶炼的中频炉内；本实施例中加三氧化二铁40公斤，含量90％，粒度小于400目的粉料，根据高碳铬铁的C含量8.1％，进行适当过配，(正常生产时为提高含铬量可加入铬氧化物)。
1.3)、生产过程：将整个炉子密封后送电，开真空泵到极限真空为6×10-1pa以上；送电功率控制在50kw三小时左右，当温度达到摄氏1350度时，提高送电功率至120kw，将炉内温度提高到摄氏1600-1650度；
1.4)、微碳铬铁出炉：反应结束的铬铁完全熔化成液体时，解除真空负压，出炉浇铸在锭模内，全过程小于4小时，即得到碳含量为0.15％以下的微碳铬铁或碳含量为0.03％以下的超微碳铬铁。
经化验其含C量为0.13％、含Cr量为55.6％、其它含量基本不变，经计算耗电为2100度/吨。但如果进行中试或正常大型炉生产，其电耗还将大幅度下降，初步测算为1300度/吨。因在现有设备进行适当改造的限制下试验，如进一步提高炉子的密封性能与真空冶炼状态，还将提高产品的脱碳能力，完全能够生产出低于含C量0.15％以下的微碳和超微碳的真空铬铁产品。
实施例2：这种氮化微碳铬铁的生产工艺，主要包括以下步骤：
1.1)、原料粉碎：将块状的高碳铬铁破碎成小颗粒，并磨成高碳铬铁粉料；
1.2)、原料配料进炉：在高碳铬铁粉料中加入氧化物三氧化二铁后充分搅拌，其摩尔比为碳∶氧化物＝1∶1-1.5，放入能够抽真空冶炼的中频炉内；
1.3)、生产过程：送电加温，温度控制在摄氏1300度左右，抽真空，炉内真空度应高于6×10-1pa，当炉内物料的化合反应基本完成时，控制温度在摄氏1200-1350度，停止送电或小功率送电，然后立即通入氮气，加压进行氮化处理，当氮化反应基本结束时再送电升温提高到1600℃以上，解除压力后出炉，即可得到熔氮的氮化铬铁的 产品，其生产耗电量约为2000kw.h/吨。
本发明与目前的电炉、真空电阻炉生产微碳铬铁相比，简化多道生产工艺，减小了设备投资，大幅度地缩短了冶炼时间。从而提高了产品产出并大幅度地降低了电耗。应该说这是一种新颖的、较为理想的(真空)微碳铬铁、超微碳铬铁及氮化铬铁生产方法。
实施例3：与实施例1不同之处，氧化物是采用氧化亚铁，其摩尔比为碳∶氧化亚铁＝1∶1-1.5。
实施例4：与实施例1不同之处，氧化物是采用四氧化三铁，其摩尔比为碳∶四氧化三铁＝1∶1-1.5。
实施例5：与实施例1不同之处，氧化物是采用三氧化铬，其摩尔比为碳∶三氧化铬＝1∶1-1.5。
实施例6：与实施例1不同之处，氧化物是采用三氧化二铬，其摩尔比为碳∶三氧化二铬＝1∶1-1.5。
Claims (3)
1.一种微碳铬铁的生产工艺，其特征是：该工艺主要包括以下步骤：
1.1)、原料粉碎：将块状的高碳铬铁破碎成小颗粒，并磨成高碳铬铁粉料；
1.2)、原料配料进炉：在高碳铬铁粉料中加入氧化物后充分搅拌，其摩尔比为碳∶氧化物＝1∶1-1.5，放入能够抽真空冶炼的中频炉内；
1.3)、生产过程：送电加温，温度控制在摄氏1200-1350度，抽真空，炉内真空度应高于6x10-1pa，当炉内物料的化合反应基本完成时，将炉内温度提高到1600℃以上；
1.4)、微碳铬铁出炉：反应结束的铬铁完全熔化成液体时，解除真空负压，出炉浇铸，全过程小于4小时，即得到碳含量为0.15％以下的微碳铬铁或碳含量为0.03％以下的超微碳铬铁。
2.根据权利要求1所述的微碳铬铁的生产工艺，其特征是：所述的氧化物采用三氧化二铁或氧化亚铁或四氧化三铁或者三氧化铬或三氧化二铬。
3.根据权利要求1所述的微碳铬铁的生产工艺，其特征是：当炉内的化合反应基本完成时，控制温度在摄氏1200-1350度，停止送电或小功率送电，然后立即通入氮气，加压进行氮化处理，当氮化反应基本结束时再送电升温提高到1600℃以上，解除压力后出炉，即可得到熔氮的氮化铬铁的产品。
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|---|---|---|---|
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100421 Termination date: 20130322 |