鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

1、鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展   鉻鐵是生產(chǎn)不銹鋼和其它特殊鋼必不可少的原料，而且約百分之八十的鉻鐵用于不銹鋼生產(chǎn)，因此鉻鐵工業(yè)直接受不銹鋼工業(yè)的影響。    在20世紀(jì)60年代以前，采用電爐法生產(chǎn)不銹鋼工藝，很難脫碳，不銹鋼的含碳量取決于原材料的含碳量，這樣就要嚴(yán)格限制爐料的含碳量，只能選擇低碳鉻鐵作為不銹鋼冶煉的主要鉻來源。生產(chǎn)低碳鉻鐵，必須生產(chǎn)硅鉻合金，這就需要由一定高溫強度的塊狀鉻礦生產(chǎn)含碳46的高碳鉻鐵。    在20世紀(jì)60年代末期發(fā)明了氫氧脫碳法（AOD）和真空吹氧脫碳法（VOD）之后，情況就完全改變了，由于降

2、碳保鉻過程合理化，碳得以優(yōu)先氧化脫除，不但簡化了不銹鋼生產(chǎn)工藝，降低了成本，而且還使鉻鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革。低碳鉻鐵使用量顯著下降，而對高碳鉻鐵的需求量就大大地增加了。由于不銹鋼地生產(chǎn)成本大大降低，從而對不銹鋼地需求量隨之增加，同樣對高碳鉻鐵地需求量也相應(yīng)增加了。    隨著不銹鋼精煉技術(shù)的不斷進(jìn)步和推廣應(yīng)用，以及采用計算機控制不銹鋼的生產(chǎn)過程和原料選配，對鉻鐵的含碳量和含鉻量要求不嚴(yán)了，因而可以直接使用由儲量大而開采費用低的低鉻鐵必鉻礦生產(chǎn)的爐料級鉻鐵，通常含碳量69，含鉻量5055。由于爐料級鉻鐵的使用，使得不銹鋼的生產(chǎn)成本明顯降低，因而在很短時間內(nèi)又使高碳鉻

3、鐵被爐料級鉻鐵所取代。目前西方國家不銹鋼廠在冶煉中幾乎全部使用爐料級鉻鐵，因而爐料界鉻鐵已經(jīng)成為國際市場上一種重要的工業(yè)商品。    在20世紀(jì)70年代，爐料級鉻鐵開始在容量小的埋弧電爐內(nèi)高效地生產(chǎn)。隨著鉻礦地大量開采，優(yōu)質(zhì)塊礦越來越少，資源日趨緊張，價格也越來越貴，同時不銹鋼生產(chǎn)高速發(fā)展，產(chǎn)量劇增，對鉻鐵地需求量也急劇增加，對鉻鐵地需求量也急劇增加。為了降低成本和適應(yīng)市場需要，日本、南非和芬蘭等國家相繼建立了一批大容量地新型電爐，由于入爐鉻礦主要是相繼建立了一大批容量地新型電爐，由于入爐鉻礦主要是粉礦和易碎塊礦，為了保持大電爐的高效率，就必須大力改善爐料的質(zhì)量。

4、因此，各國相繼開發(fā)出預(yù)還原球團(tuán)、燒結(jié)球團(tuán)和壓球等粉礦預(yù)處理工藝技術(shù)投入生產(chǎn)。    日本昭和電工公司發(fā)明的SRC法，將鉻粉礦和焦粉混合、干燥、研磨、再加膨潤土和水在圓盤造球機上造球，球團(tuán)在鏈篦機或豎窯中干燥和預(yù)熱，再送至回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行預(yù)還原，還原率再60以上。高溫預(yù)還原球團(tuán)與焦炭、硅石和白云石配料，送入封閉電爐冶煉成鉻鐵。這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，焦炭省。    芬蘭奧托昆普公司開發(fā)出燒結(jié)球團(tuán)預(yù)熱工藝，將鉻粉礦再濕式球磨機中研磨，再鼓式過濾機中過濾，濾餅和膨潤土混合，用造球盤制成球團(tuán)，送入雙爐身豎爐中燒結(jié)，燒結(jié)球團(tuán)和焦炭、硅

5、石配料送電爐爐頂預(yù)熱回轉(zhuǎn)窯中預(yù)熱后，直接進(jìn)入封閉電爐冶煉鉻鐵，這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，操作平穩(wěn)。    日本鋼管公司開發(fā)的NKK法，是將鉻粉礦在潤式球磨機中磨細(xì)，配入膨潤土，在造球盤上造球后，直接加入環(huán)形豎窯中焙燒，窯體直接連接冷卻器，燒成球團(tuán)與焦炭、鉻塊礦和硅石配料進(jìn)入電爐冶煉，生產(chǎn)鉻鐵。這種工藝的特點是電耗低，流程短，投資省。    德國電冶金公司使用硝石灰和廢糖漿作粘結(jié)劑生產(chǎn)冷壓球工藝，將鉻粉礦在吹氣式棒磨機中磨碎至3mm以下，送旋轉(zhuǎn)干燥器干燥，然后和硝石灰混合，再加入熱的廢糖漿充分混合，送入高壓力對輥壓球磨機內(nèi)

6、壓球，篩分后大于30mm的合格壓球送料庫貯存1012h，堆高不超過23m，然后和焦炭、硅石配料，送電爐冶煉成鉻鐵。這種工藝的特點是流程簡單，操作容易，管理方便，靈活性大，投資省。    進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，隨著工業(yè)發(fā)達(dá)國家能源短缺，特別式電費迅速上漲，以及人工費用的提高，許多鉻鐵電爐關(guān)閉停產(chǎn)，鉻鐵生產(chǎn)向鉻礦資源豐富、電力充足、勞動力便宜的國家發(fā)展，同時不銹鋼用途的擴大，使用量增加，導(dǎo)致不銹鋼工業(yè)迅速發(fā)展，造成鉻鐵短缺，價格突漲，導(dǎo)致鉻鐵生產(chǎn)的又一次飛速發(fā)展。不少硅鐵電爐改煉鉻鐵，又新建一批鉻鐵生產(chǎn)大廠，開發(fā)出新的鉻鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)。  &#

7、160; 瑞典瓦崗鐵合金廠使用粘結(jié)劑生產(chǎn)鉻粉礦壓塊工藝，將鉻粉礦直接配加一定量的水泥，膨潤土，燒堿和水再混料機混勻，送入料倉；根據(jù)壓塊模具大小自動定量地落入總壓力為50t的壓塊機中，利用電動、液壓和氣動系統(tǒng)壓制成型，生產(chǎn)出大小可調(diào)的六邊形柱狀壓塊，在固化室硬固24h后運到露天堆場，存留14天以上并適時灑些清水即為成品壓塊，然后和焦炭、硅石配料，進(jìn)封閉電爐冶煉鉻鐵。這種工藝的主要特點是設(shè)備簡單，管理方便，靈活性大，投資省，成本低，粘結(jié)劑易得。    加拿大尼科拉加鐵合金廠開發(fā)的DRC法，將鉻粉礦與焦粉混合碾研，加入膨潤土或糖漿，輸送到造球盤上形成10mm的生球團(tuán)，再

8、連續(xù)不斷地加入爐床旋轉(zhuǎn)爐內(nèi)，進(jìn)行預(yù)還原。球團(tuán)在爐床上鋪三層（即三個球地高度約35mm），煤氣及煤粉燃燒的高濕氣流和帶料的旋轉(zhuǎn)床的旋轉(zhuǎn)方向相反，即物料逆旋轉(zhuǎn)方向流動。球團(tuán)經(jīng)過緩慢旋轉(zhuǎn)一周后，鉻的金屬化率科達(dá)80，以1200的高溫排出爐外，再配入硅石后熱裝入電爐內(nèi)冶煉鉻鐵。這種工藝的主要特點是電耗低，生產(chǎn)成本低，節(jié)省焦炭。    南非鉻技術(shù)公司再大型矮煙罩電爐中采用非常規(guī)冶煉工藝，將3060的煙煤和鉻塊礦、焦炭、硅石稱量配料后，送到電爐爐頂料倉，通過加料管加入電爐內(nèi)進(jìn)行冶煉，生產(chǎn)出鉻鐵。這種工藝要求粉料量準(zhǔn)確控制，爐料粒度構(gòu)成不同于常規(guī)工藝，加料程序一定，爐口料面要維

9、護(hù)，每班出鐵45次。這種工藝的主要特點是原料不處理，節(jié)省焦炭，流程短，設(shè)備省，投資費用低，綜合成本低，效益顯著。    南非怕爾邁特鉻鐵廠采用直流電弧等離子爐生產(chǎn)工藝，將鉻粉礦、硅石、無煙煤和石灰粉料按一定配比配料混合，用氣體輸送到爐頂料罐，再通過空心石墨電極加入到封閉電爐內(nèi)，靠等離子弧的高溫進(jìn)行鉻礦的碳熱法還原反應(yīng)，冶煉爐料級鉻鐵。這種生產(chǎn)工藝的主要特點是全部使用料粉，不用焦炭，鉻回收率高，噪音低，電極消耗低。    瑞典鉻公司采用等離子豎爐生產(chǎn)工藝，將鉻粉礦、煤粉和硅石稱量配料，送入研磨烘干一體機進(jìn)行研磨、混合和干燥，采用氣體輸送

10、至爐料分配器，從下部每個風(fēng)口把混合料噴入充填焦炭的豎爐內(nèi)，在等離子發(fā)生器前方等離子弧產(chǎn)生的高溫區(qū)內(nèi)反應(yīng)，焦炭和石灰石或少量鉻塊礦經(jīng)干燥后從爐頂加入爐內(nèi)，在高溫反應(yīng)區(qū)中進(jìn)行熔融還原反應(yīng)，并產(chǎn)生鉻鐵。這種工藝的特點是鉻鐵質(zhì)量高，鉻回收率高，對鉻礦適應(yīng)性強，節(jié)省焦炭，能有效回收余熱。    進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于不銹鋼工業(yè)發(fā)展緩慢，不銹鋼產(chǎn)量增加有限，鉻鐵生產(chǎn)能力嚴(yán)重過剩，鉻鐵價格在低價位徘徊，嚴(yán)重地影響了鉻鐵生產(chǎn)和技術(shù)進(jìn)步。為了求生存，一些生產(chǎn)廠對舊設(shè)備進(jìn)行改造，降低生產(chǎn)成本，對一些新工藝進(jìn)行了試驗研究。    芬蘭奧托昆普公司對其原

11、有地生產(chǎn)線進(jìn)行了改造，用固定式預(yù)熱裝置豎窯取代原來的回轉(zhuǎn)窯，使得預(yù)熱球團(tuán)或塊礦破裂和磨碎量大大減少。另外還開發(fā)出熱效率很高的鋼帶燒結(jié)爐，取代原來的雙爐身豎爐。    空心電極技術(shù)是利用電極中心孔將粉料直接加到熔池進(jìn)行冶煉。德國德馬克公司研究開發(fā)出空心電極系統(tǒng)，在南斯拉夫的常規(guī)鉻鐵電爐上試驗成功，可以把30的粉料通過空心電極加入爐內(nèi)。    熔融還原技術(shù)是冶金領(lǐng)域一項不用電或少用電，利用鉻粉礦和非焦煤的新型冶煉技術(shù)。日本川崎制鐵公司進(jìn)行了使用硫化床預(yù)還原爐和豎爐式焦炭充填層熔融還原路來生產(chǎn)鉻鐵的半工業(yè)性試驗。日本新日鐵君津廠進(jìn)行了使用回

12、轉(zhuǎn)窯預(yù)熱或預(yù)還原和頂?shù)讖?fù)合吹氧轉(zhuǎn)爐熔融還原生產(chǎn)的鉻鐵的半工業(yè)性試驗。    進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著國際不銹鋼工業(yè)約7的增長速度復(fù)蘇和發(fā)展，全球不銹鋼產(chǎn)量不斷增長，特別是我國不銹鋼工業(yè)的迅速崛起，20世紀(jì)90年代我國不銹鋼產(chǎn)量一直在30萬t左右，2000年約為60萬t，預(yù)計2007年將進(jìn)一步提高到600萬t，造成鉻鐵需求大增，價格持續(xù)上漲并維持在高價位，使鉻鐵生產(chǎn)又一次產(chǎn)生飛躍。世界鉻鐵生產(chǎn)大廠紛紛投資新建大型鉻鐵電爐，增加產(chǎn)能，相應(yīng)帶來鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的完善、進(jìn)步和發(fā)展。    等離子技術(shù)已經(jīng)成熟，南非帕爾邁特鉻鐵廠新建了大型直流電弧等離

13、子爐，用于爐料級鉻鐵生產(chǎn)。    南非薩曼科公司采用CDR法，使用回轉(zhuǎn)窯直接進(jìn)行熔融還原，生產(chǎn)爐料級鉻鐵，同時新建大型鉻鐵電爐，成為全球第一大鉻鐵供應(yīng)商。    南非鉻資源公司即鉻技術(shù)個哦那鋯絲對其生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)備進(jìn)行改造并進(jìn)行擴建，使生產(chǎn)能力大幅提高，成為全球第二大鉻鐵供應(yīng)商。    哈薩克斯坦喀茲鉻公司對其原有鉻鐵生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造，使生產(chǎn)能力大幅提高，成為全球第三大鉻鐵供應(yīng)商。    南非赫尼克鉻公司采用芬蘭奧托昆普公司技術(shù)和設(shè)備，新建4號75MVA鉻鐵電爐，成為全球第四大鉻鐵供應(yīng)商。    我國一方面到南非、津巴布韋、哈薩克斯坦、印度等鉻資源豐富的國家進(jìn)行投資新建鉻鐵礦山和鉻鐵廠，采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)鉻鐵；另一方面對國內(nèi)先有鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造，并新建鉻鐵電爐，進(jìn)口鉻礦與開發(fā)國產(chǎn)鉻礦，生產(chǎn)鉻鐵。    總之，世界鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，因為不銹鋼工業(yè)的發(fā)展對鉻鐵