电弧炉高碳铬铁生产实践

辽宁科技大学继续教育学院

毕 业 论 文

题 目： 电弧炉高碳铬铁冶炼生产实践

姓 名：作 王健 者 学 号： 36 者 班 级：作 冶11 者 专 业：作 冶金本科 者 系 别：作 冶金工程系 者

2013 年 5 月4 日

摘 要

高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法、熔融还原法等。在高炉内只能制得含铬在30%左右的各种生铁,等离子炉法和熔融还原法属于冶炼高碳铬铁新工艺,尚未普遍采用。目前,含铬高的高碳铬铁大都采用溶剂法在矿热炉内冶炼。电炉溶剂法生产高碳铬铁采用连续式操作方法。冶炼过程中要随时注意电炉的炉矿是否正常,不正常时要及时进行处理。

关键字 炉矿； 还原剂； 负荷； 炉温； 电流

目录

1 前言............................................................................................................1 2 电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理..............................................................1 3 矿热炉........................................................................................................1 3.1主要技术参数..................................................................................2 3.2组成结构..........................................................................................2 4 工艺流程....................................................................................................2 4.1原料的选取....................................................................................3

4.2原料的处理....................................................................................5

4.2.1原料的质量要求..........................................................5 4.2.2原料的干燥..................................................................5 4.2.3破碎与筛分.................................................................6 4.2.4原料的输送与称量......................................................6 4.2.5原料的预处理..............................................................7

4.3高碳铬铁的冶炼..........................................................................8

4.3.1冶炼基本原理.............................................................8 4.3.2冶炼操作.....................................................................9

后记.................................................................................................................11

高碳铬铁的冶炼工艺与原理

1 前言

铬是钢中功能最多、应用最广泛的合金化元素之一。铬具有显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力的作用,并有助于提高耐磨性和保持高温强度。在各种不锈钢中,铬是一种必不可少的成分。据统计,不锈钢生产中用铬量占不锈钢工业总量铬量的70%以上。占铬消耗量第二位的是合金结构钢,这种钢的铬含量通常低于3%。工具钢、高温合金和其他特种合金虽然含铬量很高,但生产的数量较少,所以在消耗铬的总量方面与其他用途相比较少。 2 电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理 ；

电炉法高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。

2/3Cr2o3+2C=4/3Cr+2CO ΔG=123970―81.22T T=1523K 2/3Cr2o3+26/9C=4/9Cr3C2+2CO ΔG=1144010―83.50T T=1373K 2/3Cr203+18/7C=4/21Cr7C3+2CO ΔG=115380―82.09T T=1403K 从以上反映可以看出,碳还原氧化铬生成Cr3C2的开始温度为1100℃生成Cr7C3的反应开始温度为1130℃,而生成铬的反应开始温度为1259℃,因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物,而不是金属铬,因此,只能得到含碳较高的高碳铬铁.而且铬铁中含碳的高低取决于反应温度,生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易,实际生产中,炉料在加热过程中先有部分铬矿与焦炭反应生成Cr3C2,随着炉料温度升高,大部分铬矿与焦炭反应生成Cr7C3,温度进一步升高,Cr2O3对合金起着精炼脱碳作用。

氧化铁还原反应开始温度比三氧化二铬还原开始温度低,因此铬矿中的氧化铁在较低温度下就充分的被还原出来,并与碳化铬互溶,组成复合碳化物,降低了合金的熔点,同时,由于铬和铁互相溶解,使得还原反应更易进行。 3 矿热炉

高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉（高炉）法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低铬合金（Cr<30％），较高铬含量（例如Cr>60％）的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段；后两种方法是正在探索中的新兴工艺；因此，绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉（矿热炉）法生产。电炉冶炼具有以下特点：

（1）电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。

（2）电是唯一能获得任意高温条件的能源。

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