第六章-铬系铁合金课件

第八章铬系铁合金铬系铁合金产品分类及其用途铬矿及其预处理铬系铁合金生产方法(矿热炉冶炼)中、低碳铬铁生产技术(炉外精炼)1精选课件ppt2

铬系铁合金产品分类及其用途1）铬元素性质及其工业应用2）铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用2精选课件ppt3铬元素性质及其工业应用铬元素性质：

M=52.01ρ=7190kg/m3Tm=2418KTb=2938K金属铬元素的工业应用领域：①钢铁冶金——铬系铁合金——生产不锈钢②金属加工——电镀

③化工

④制革行业3精选课件ppt铬铁名称牌号化学成分（%）CrCSiPS≥≤≤≤≤高碳铬铁FeCr67C6.0521050.060.06FeCr55C600FeCr67C9.5FeCr55C1000中、低碳铬铁FeCr69C1.0554.03.00.060.05FeCr55C100FeCr69C0.25FeCr55C25微碳铬铁ZKFeCr67C0.010650.12.00.0350.04ZKFeCr65C0.010

铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用4精选课件ppt铬矿及其预处理铬矿种类及产地铬矿质量评定标准铬矿预处理技术5精选课件ppt铬矿种类及产地A——二价金属元素B——三价金属元素尖晶石类矿物构成：AO·B2O3铬矿锰铬铁矿(Mn,Fe)O·Cr2O3硬铬尖晶石(Mn,Fe)O·(Cr,Al)2O3铬铁矿(FeO)·(Cr,Al)2O36精选课件ppt7

铬矿按其工业上的用途可分为化工用铬矿、耐材用铬矿和冶金用铬矿三大类。

铬矿石分类铬矿石化工用铬矿——重铬酸钾铬铁合金金属铬冶金用铬矿耐材用铬矿——铬砖或铬镁砖等7精选课件ppt世界主要铬矿产地及化学成分(%)产地Cr2O3∑FeOSiO2MgOAl2O3CaOSPCr2O3/∑FeOMgO/Al2O3西藏矿43.9413.297.015.3415.121.80.0093.311.01新疆矿35.7914.066.2517.9317.931.50.0062.551.00土耳其精矿(粉)45.9013.155.014.9811.912.30.0043.491.26土耳其块矿41.0413.818.018.7215.120.60.0052.971.24南非41.0825.394.849.931.62菲律宾46.3212.2315.4510.080.650.0073.791.53印度块矿51.8515.374.1911.2113.120.190.00633.370.85印度精矿(粉)52.7515.183.712.1312.360.560.0120.0063.470.988精选课件ppt我国铬矿资源状况

中国铬矿资源比较贫乏，总保有铬矿石储量1121.8万吨，贫矿储量占46.3%、富矿占53.6％。产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区)，其中西藏的保有储量约占全国的一半，占富矿总量的73.5％。因此我国冶金级的铬矿进口量巨大，对国际市场的依存度达到90%以上。9精选课件ppt铬矿质量评定标准成分：

Cr2O3/∑FeO比值大小，Cr2O3含量，杂质元素含量，MgO、Al2O3含量高、低和MgO/Al2O3比值物理性质粒度可熔性——铬矿熔化的难易程度含铬50%，要求Cr2O3/∑FeO>2.0含铬≥60%，要求Cr2O3/∑FeO>2.6难熔矿用于冶炼高碳铬铁，易熔矿用于冶炼精炼铬铁冶炼高碳铬铁时10精选课件ppt铬矿预处理技术铬矿资源中块矿只占总量的20%，其余80%是粉矿，且相当一部分铬矿属于易碎矿石，不能直接入炉。炉型愈大，对炉料粒度要求愈高。入炉铬矿粉不得超过10%，否则生产指标差。铬矿粉压块工艺(又称冷烧结球团)冷压球—自然干燥冷压球—预热干燥(500~700℃)铬铁矿粉造球固态还原日本的SRC法—烧结球团矿(1200~1500℃)加拿大的DRC法—转底炉(金属化率90%以上)11精选课件ppt球团成型机理和常用粘结剂成型机理分子间作用力—范德华力粘结相—低温型、高温型常用粘结剂无机粘结剂有机粘结剂陶瓷结合型—膨润土水硬型—水泥(nCaO·mSiO2)化学结合型—水玻璃、消石灰亲水性或水溶性—纸浆废液、制糖废液、腐殖酸、树脂类疏水性—焦油、沥青12精选课件ppt中信大锰冷压球团矿的

工艺路线及特点开发了原料预均化、生石灰脱水技术，解决了原料水分过高的难题，研制的多元复合粘结剂解决了不同种类铬粉矿原料的冷压球团的难题。在生产线上设计了大振幅仓底振动分筛给料及配加粘结剂在线搅拌溶解方式，使得压球生产线运转流畅，具有成本低、易于实现机械化作业的特点。解决了相关行业冷压球团工业化过程中运行成本过高、均化困难和需要人工配加等问题。自然晾晒工序中自主设计了自动输送冷球团装置，尽可能减少冷球团的碰撞碎裂，提高成球率。1313精选课件ppt成品球（自然晾干）铬粉矿生石灰皮带输送机皮带输送机除尘灰筛下粉料预均化、脱水高位料仓（大振幅振动分筛）给料装载机粘结剂搅拌溶解器两台轮碾机压球机皮带堆存装置筛分装置固态添加剂铬粉矿造球流程示意图1414精选课件ppt1515精选课件ppt1616精选课件ppt影响冷压球团效果的因素及控制（1）粒度影响不同铬粉矿的粒度分布1717精选课件ppt（2）水分的影响初始铬粉矿的水分含量对冷压球团质量的影响主要表现在成球的完整性从而进一步影响冷强度。铬粉矿的含水量一般在4%-5.5%比较适宜于压球，成球后水分控制在5%-7%，这样可以确保合适的粘结剂加入量，无须通过一些微细粉大量加入降低粉矿的含水量，保证成球后铬矿的Cr2O3含量不至于降低太多。经反复试验，我公司研究出采用生石灰预均化脱水技术路线，确保了铬粉矿中水分含量符合成球机成球的要求。1818精选课件ppt（3）粘结剂的选用

不同品种的铬粉矿选配粘结剂要有差异性，否则成球的冷强度差别较大，即使同品种的铬粉矿因含水量的不同采用的粘结剂也有差别，许多常用粘结剂都可以达到到成球效果，无论怎样选用首要考虑的问题是：添加剂中不能含有对产品有害的元素，而且要考虑对炉衬材料的保护。根据我公司的生产特点，经过长期试验基本选用两类复合粘结剂生石灰+膨润土+水玻璃；消石灰+膨润土+水玻璃+水溶性树脂1919精选课件ppt要生产出经过晾晒后能够直接入炉冶炼的冷压球团还要在生产线上注重控制关键工序：①确保不同粘结剂与粉矿混合的均匀性

我公司选用行星式轮碾机，关键部件是行星搅拌铲，安装在齿轮箱上并与一对碾轮一同安装在一个在立轴上，它同时带动碾轮和行星铲做顺时针方向公转，同时行星搅拌铲又分别绕各自的轴心做逆时针方向自转，不仅使混合物料做水平运动、又有垂直方向的上下翻动，使物料中的各种成分在很短时间内得到非常均匀的混合，而且使物料在单位时间内翻动到碾轮下的次数大大增加，通过合理选择公转与自转的转速比，可以使物料运动轨迹形成3叶、4叶、5叶玫瑰形图线,大大提高了碾压效果。铬粉矿成球过程控制2020精选课件ppt21物料运动轨迹示意图21精选课件ppt2222精选课件ppt②确保给料的均匀性和充足性

进入成球阶段时，要确保成球质量，除了粉料的粒度在一定范围内，还要保证粉料是均匀给入压球机，同时要供料充足，为了实现上述目的，在压球机上部采用预压辊装置，或者采用可调速的螺旋给料机进行强制给料，当然强制给料的量要视压球后的回料量进行调整，以达到合适的强制给料总量，否则超过压球模子能够承受的粉料，成球强度也会受到影响；同时为了提高冷压球团脱模的完整性、延长压球机辊皮的寿命、提高辊皮表面的光洁度，要对进入压球机的粉料进行筛分和磁选，确保大颗粒物料和金属材料不能进入压球机。铬粉矿成球过程控制2323精选课件ppt月份指标2345678910矿耗(t/t)2.472.372.412.422.442.422.512.492.47粉矿比例(%)34.54348.242.540.437.848.135.725入炉品位(%)39.639.8439.8140.840.3639.6140.2439.539.89铬回收率(%)88.486.3686.3484.1386.1588.1284.7986.5688.32电耗(kwh/t)467546704656441044694535463545474581冷压球团矿使用前后

经济技术指标对比2008年未使用球团生产技术经济指标（11月和12月停产）2424精选课件ppt月份指标23456789101112矿耗(t/t)2.492.352.292.422.312.302.392.402.502.52.14球比/粉比14.17/717.19/010/21.118/10.932.1/3.920.5/011.4/11.920.7/3.124.6/015.8/6.170.2/0入炉品位(%)39.4439.2939.6439.4440.8638.8440.2939.5940.0338.7342.03铬回收率(%)86.7291.2589.9988.9391.8889.5987.5189.0791.3686.3190.94电耗(kwh/t)449543454695442843224422432543224289456441192009年使用球团矿生产技术经济指标2525精选课件ppt2626精选课件ppt铬矿烧结铬尖晶石熔点很高，且难以形成低熔点的液相，其烧结性主要取决于脉石的性能和所添加的熔剂。工业规模生产烧结铬矿的工艺有日本钢管富山厂和芬兰奥托空普的烧结球团工艺，巴西珀居卡(Pojuca)和挪威埃肯的烧结盘工艺、带式烧结机工艺等。其烧结能力多在10t／h以上。典型的铬矿烧结工艺条件如下：原料配比粉矿或精矿焦粉熔剂水分

100203.6～48％～10％烧结温度1300℃～1450℃

某些工业废渣，除尘器回收的粉尘可以用作铬矿烧结熔剂。采用烧结法可以回收浸出渣中铁和铬等有用元素。铬浸出渣中含有可溶性六价铬，对环境造成污染。在烧结过程中，六价铬还原成三价铬使烧结矿中Cr6+<0.01％，从而消除了六价铬的危害。27精选课件ppt固相反应出现反应产物的开始温度28精选课件ppt铬矿的固态还原工艺铬矿球团预还原工艺(SRC法)29精选课件ppt铬矿的固态还原工艺铬矿直接还原工艺(CODIR法)30精选课件ppt铬系铁合金生产方法31中、低碳铬铁高碳铬铁矿热炉法——普遍使用高炉法——含Cr30%左右微碳铬铁高碳铬铁精炼法电硅热法氧气精炼高碳铬铁铬矿精炼高碳铬铁电硅热法热兑法31精选课件ppt铬铁矿热炉内的物化反应铬铁冶炼的炉渣成分选择铬铁矿还原反应机理高碳铬铁的成分控制

高碳铬铁冶炼工艺（矿热炉法）32精选课件ppt33铬铁矿热炉内的物化反应2/3Cr2O3+2C=4/3Cr+2CO△G°＝123970-81.22TT始=1523K2/3Cr2O3+26/9C=4/9Cr3C2+2CO△G°＝114410-83.05TT始=1373K2/3Cr2O3+18/7C=4/21Cr7C3+2CO△G°＝115380-82.09TT始=1403K2/3Cr2O3+54/23C=4/69Cr23C6+2CO△G°＝118270-81.75TT始=1448K起始温度最低33精选课件ppt铬铁冶炼的炉渣成分选择Al2O3-MgO-SiO2系相图34精选课件ppt铬铁矿还原反应机理矿热炉内铬矿的还原机制尚存在争议。一种理论认为大部分铬矿在固态已完成还原反应过程，只有少量未还原的细小铬矿颗粒进入熔渣。另一种理论则认为铬矿溶解于炉渣之中，渣中的铬和铁氧化物与还原剂相互作用最终完成还原过程（焦炭层）。怎么证明哪个理论正确呢？35精选课件ppt高碳铬铁的成分控制在高碳铬铁冶炼矿热炉内，因铬矿密度大于炉渣密度，故在熔池合金上方形成了铬矿与炉渣的混合精炼层。当焦炭层中生成的合金液滴穿过这些区域，将会发生如下反应，影响了最终合金产品的成分：14/5Cr3C2+2/3Cr2O3=4/3Cr+6/5Cr7C3+2CO△G°＝130050-74.03TT始=1763K3Cr3Si6+2Cr2O3=13Cr(l)+3SiO2(l)2Cr3C7+2/3Cr2O3=2/3Cr23C6+2CO△G°＝621315-328.13TT始=1893K1/3Cr23C6+2/3Cr2O3=9Cr+2CO△G°＝655173-326.67TT始=2006K36精选课件ppt中、低碳铬铁的生产技术

(炉外精炼法)中、低碳铬铁生产工艺原理硅铬合金生产方法冷装工艺和热兑法(波伦法)37精选课件ppt中、低碳铬铁生产工艺原理中、低、微碳铬铁统称为精炼铬铁，生产方法有脱碳法和脱硅法两种。脱碳法高碳铬铁+吹氧高碳铬铁+氧化剂(FeO、Cr2O3)电硅热法冷装与热兑工艺(波伦法)硅铬铁合金(矿热炉)通过增硅降低合金中的含量碳用铬矿对硅铬合金脱硅Cr3C2+Si→Cr3Si2+C(SiC)FeO·Cr2O3+2(Cr,Fe)Si=4Cr+3Fe+2SiO2)38精选课件ppt硅铬合金生产方法不同铬铁产品对硅铬合金成分的要求二步法冶炼硅铬合金一步法冶炼硅铬合金39精选课件ppt不同铬铁产品对硅和合金成分的要求铬铁含碳量/%硅铬中碳含量/%硅/%0.01～0.05<0.02748～57C≤0.010.028～0.06548～52C≤0.0150.066～0.08548～52C≤0.25未定46～5040精选课件ppt二步法冶炼硅铬合金(工艺过程)二步法硅铬合金冶炼属于无渣法工艺，其机理类似于硅铁冶炼。用矿热炉炼制成高碳铬铁产品之后，再用高碳铬铁、硅石、焦炭在另一台矿热炉中冶炼硅铬合金，冶炼操作过程与FeSi45硅铁生产相同。41精选课件ppt二步法冶炼硅铬合金(冶金原理)硅的还原：SiO2+2C=Si+2CO硅的脱碳反应:(Cr,Fe)7C3+7Si=7(Cr,Fe)Si+3C(Cr,Fe)7C3+10Si=7(Cr,Fe)Si+3SiC炉外降碳：通过控制出铁次数和铁水镇静时间使产物石墨或碳化硅浮于合金表面。42精选课件ppt一步法冶炼硅铬合金一步法硅铬合金生产属于有渣法工艺，其冶炼过程实际上是有渣法冶炼高碳铬铁和无渣法冶炼硅铁两个部分的结合。即矿热炉上部类似于高碳铬铁电炉，而下部分则类似于硅铁电炉。SiC和SiO是一步法生产硅铬合金过程中的中