第六章-鉻系鐵合金課件

第八章鉻系鐵合金鉻系鐵合金產(chǎn)品分類及其用途鉻礦及其預(yù)處理鉻系鐵合金生產(chǎn)方法(礦熱爐冶煉)中、低碳鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)(爐外精煉)1精選課件ppt2

鉻系鐵合金產(chǎn)品分類及其用途1）鉻元素性質(zhì)及其工業(yè)應(yīng)用2）鉻鐵牌號及其在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用2精選課件ppt3鉻元素性質(zhì)及其工業(yè)應(yīng)用鉻元素性質(zhì)：

M=52.01ρ=7190kg/m3Tm=2418KTb=2938K金屬鉻元素的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域：①鋼鐵冶金——鉻系鐵合金——生產(chǎn)不銹鋼②金屬加工——電鍍

③化工

④制革行業(yè)3精選課件ppt鉻鐵名稱牌號化學(xué)成分（%）CrCSiPS≥≤≤≤≤高碳鉻鐵FeCr67C6.0521050.060.06FeCr55C600FeCr67C9.5FeCr55C1000中、低碳鉻鐵FeCr69C1.0554.03.00.060.05FeCr55C100FeCr69C0.25FeCr55C25微碳鉻鐵ZKFeCr67C0.010650.12.00.0350.04ZKFeCr65C0.010

鉻鐵牌號及其在鋼鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用4精選課件ppt鉻礦及其預(yù)處理鉻礦種類及產(chǎn)地鉻礦質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)鉻礦預(yù)處理技術(shù)5精選課件ppt鉻礦種類及產(chǎn)地A——二價(jià)金屬元素B——三價(jià)金屬元素尖晶石類礦物構(gòu)成：AO·B2O3鉻礦錳鉻鐵礦(Mn,Fe)O·Cr2O3硬鉻尖晶石(Mn,Fe)O·(Cr,Al)2O3鉻鐵礦(FeO)·(Cr,Al)2O36精選課件ppt7

鉻礦按其工業(yè)上的用途可分為化工用鉻礦、耐材用鉻礦和冶金用鉻礦三大類。

鉻礦石分類鉻礦石化工用鉻礦——重鉻酸鉀鉻鐵合金金屬鉻冶金用鉻礦耐材用鉻礦——鉻磚或鉻鎂磚等7精選課件ppt世界主要鉻礦產(chǎn)地及化學(xué)成分(%)產(chǎn)地Cr2O3∑FeOSiO2MgOAl2O3CaOSPCr2O3/∑FeOMgO/Al2O3西藏礦43.9413.297.015.3415.121.80.0093.311.01新疆礦35.7914.066.2517.9317.931.50.0062.551.00土耳其精礦(粉)45.9013.155.014.9811.912.30.0043.491.26土耳其塊礦41.0413.818.018.7215.120.60.0052.971.24南非41.0825.394.849.931.62菲律賓46.3212.2315.4510.080.650.0073.791.53印度塊礦51.8515.374.1911.2113.120.190.00633.370.85印度精礦(粉)52.7515.183.712.1312.360.560.0120.0063.470.988精選課件ppt我國鉻礦資源狀況

中國鉻礦資源比較貧乏，總保有鉻礦石儲量1121.8萬噸，貧礦儲量占46.3%、富礦占53.6％。產(chǎn)地有56處，分布于西藏、新疆、內(nèi)蒙古、甘肅等13個(gè)省(區(qū))，其中西藏的保有儲量約占全國的一半，占富礦總量的73.5％。因此我國冶金級的鉻礦進(jìn)口量巨大，對國際市場的依存度達(dá)到90%以上。9精選課件ppt鉻礦質(zhì)量評定標(biāo)準(zhǔn)成分：

Cr2O3/∑FeO比值大小，Cr2O3含量，雜質(zhì)元素含量，MgO、Al2O3含量高、低和MgO/Al2O3比值物理性質(zhì)粒度可熔性——鉻礦熔化的難易程度含鉻50%，要求Cr2O3/∑FeO>2.0含鉻≥60%，要求Cr2O3/∑FeO>2.6難熔礦用于冶煉高碳鉻鐵，易熔礦用于冶煉精煉鉻鐵冶煉高碳鉻鐵時(shí)10精選課件ppt鉻礦預(yù)處理技術(shù)鉻礦資源中塊礦只占總量的20%，其余80%是粉礦，且相當(dāng)一部分鉻礦屬于易碎礦石，不能直接入爐。爐型愈大，對爐料粒度要求愈高。入爐鉻礦粉不得超過10%，否則生產(chǎn)指標(biāo)差。鉻礦粉壓塊工藝(又稱冷燒結(jié)球團(tuán))冷壓球—自然干燥冷壓球—預(yù)熱干燥(500~700℃)鉻鐵礦粉造球固態(tài)還原日本的SRC法—燒結(jié)球團(tuán)礦(1200~1500℃)加拿大的DRC法—轉(zhuǎn)底爐(金屬化率90%以上)11精選課件ppt球團(tuán)成型機(jī)理和常用粘結(jié)劑成型機(jī)理分子間作用力—范德華力粘結(jié)相—低溫型、高溫型常用粘結(jié)劑無機(jī)粘結(jié)劑有機(jī)粘結(jié)劑陶瓷結(jié)合型—膨潤土水硬型—水泥(nCaO·mSiO2)化學(xué)結(jié)合型—水玻璃、消石灰親水性或水溶性—紙漿廢液、制糖廢液、腐殖酸、樹脂類疏水性—焦油、瀝青12精選課件ppt中信大錳冷壓球團(tuán)礦的

工藝路線及特點(diǎn)開發(fā)了原料預(yù)均化、生石灰脫水技術(shù)，解決了原料水分過高的難題，研制的多元復(fù)合粘結(jié)劑解決了不同種類鉻粉礦原料的冷壓球團(tuán)的難題。在生產(chǎn)線上設(shè)計(jì)了大振幅倉底振動(dòng)分篩給料及配加粘結(jié)劑在線攪拌溶解方式，使得壓球生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)流暢，具有成本低、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化作業(yè)的特點(diǎn)。解決了相關(guān)行業(yè)冷壓球團(tuán)工業(yè)化過程中運(yùn)行成本過高、均化困難和需要人工配加等問題。自然晾曬工序中自主設(shè)計(jì)了自動(dòng)輸送冷球團(tuán)裝置，盡可能減少冷球團(tuán)的碰撞碎裂，提高成球率。1313精選課件ppt成品球（自然晾干）鉻粉礦生石灰皮帶輸送機(jī)皮帶輸送機(jī)除塵灰篩下粉料預(yù)均化、脫水高位料倉（大振幅振動(dòng)分篩）給料裝載機(jī)粘結(jié)劑攪拌溶解器兩臺輪碾機(jī)壓球機(jī)皮帶堆存裝置篩分裝置固態(tài)添加劑鉻粉礦造球流程示意圖1414精選課件ppt1515精選課件ppt1616精選課件ppt影響冷壓球團(tuán)效果的因素及控制（1）粒度影響不同鉻粉礦的粒度分布1717精選課件ppt（2）水分的影響初始鉻粉礦的水分含量對冷壓球團(tuán)質(zhì)量的影響主要表現(xiàn)在成球的完整性從而進(jìn)一步影響冷強(qiáng)度。鉻粉礦的含水量一般在4%-5.5%比較適宜于壓球，成球后水分控制在5%-7%，這樣可以確保合適的粘結(jié)劑加入量，無須通過一些微細(xì)粉大量加入降低粉礦的含水量，保證成球后鉻礦的Cr2O3含量不至于降低太多。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)，我公司研究出采用生石灰預(yù)均化脫水技術(shù)路線，確保了鉻粉礦中水分含量符合成球機(jī)成球的要求。1818精選課件ppt（3）粘結(jié)劑的選用

不同品種的鉻粉礦選配粘結(jié)劑要有差異性，否則成球的冷強(qiáng)度差別較大，即使同品種的鉻粉礦因含水量的不同采用的粘結(jié)劑也有差別，許多常用粘結(jié)劑都可以達(dá)到到成球效果，無論怎樣選用首要考慮的問題是：添加劑中不能含有對產(chǎn)品有害的元素，而且要考慮對爐襯材料的保護(hù)。根據(jù)我公司的生產(chǎn)特點(diǎn)，經(jīng)過長期試驗(yàn)基本選用兩類復(fù)合粘結(jié)劑生石灰+膨潤土+水玻璃；消石灰+膨潤土+水玻璃+水溶性樹脂1919精選課件ppt要生產(chǎn)出經(jīng)過晾曬后能夠直接入爐冶煉的冷壓球團(tuán)還要在生產(chǎn)線上注重控制關(guān)鍵工序：①確保不同粘結(jié)劑與粉礦混合的均勻性

我公司選用行星式輪碾機(jī)，關(guān)鍵部件是行星攪拌鏟，安裝在齒輪箱上并與一對碾輪一同安裝在一個(gè)在立軸上，它同時(shí)帶動(dòng)碾輪和行星鏟做順時(shí)針方向公轉(zhuǎn)，同時(shí)行星攪拌鏟又分別繞各自的軸心做逆時(shí)針方向自轉(zhuǎn)，不僅使混合物料做水平運(yùn)動(dòng)、又有垂直方向的上下翻動(dòng)，使物料中的各種成分在很短時(shí)間內(nèi)得到非常均勻的混合，而且使物料在單位時(shí)間內(nèi)翻動(dòng)到碾輪下的次數(shù)大大增加，通過合理選擇公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速比，可以使物料運(yùn)動(dòng)軌跡形成3葉、4葉、5葉玫瑰形圖線,大大提高了碾壓效果。鉻粉礦成球過程控制2020精選課件ppt21物料運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖21精選課件ppt2222精選課件ppt②確保給料的均勻性和充足性

進(jìn)入成球階段時(shí)，要確保成球質(zhì)量，除了粉料的粒度在一定范圍內(nèi)，還要保證粉料是均勻給入壓球機(jī)，同時(shí)要供料充足，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在壓球機(jī)上部采用預(yù)壓輥裝置，或者采用可調(diào)速的螺旋給料機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制給料，當(dāng)然強(qiáng)制給料的量要視壓球后的回料量進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到合適的強(qiáng)制給料總量，否則超過壓球模子能夠承受的粉料，成球強(qiáng)度也會(huì)受到影響；同時(shí)為了提高冷壓球團(tuán)脫模的完整性、延長壓球機(jī)輥皮的壽命、提高輥皮表面的光潔度，要對進(jìn)入壓球機(jī)的粉料進(jìn)行篩分和磁選，確保大顆粒物料和金屬材料不能進(jìn)入壓球機(jī)。鉻粉礦成球過程控制2323精選課件ppt月份指標(biāo)2345678910礦耗(t/t)2.472.372.412.422.442.422.512.492.47粉礦比例(%)34.54348.242.540.437.848.135.725入爐品位(%)39.639.8439.8140.840.3639.6140.2439.539.89鉻回收率(%)88.486.3686.3484.1386.1588.1284.7986.5688.32電耗(kwh/t)467546704656441044694535463545474581冷壓球團(tuán)礦使用前后

經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對比2008年未使用球團(tuán)生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（11月和12月停產(chǎn)）2424精選課件ppt月份指標(biāo)23456789101112礦耗(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入爐品位(%)39.4439.2939.6439.4440.8638.8440.2939.5940.0338.7342.03鉻回收率(%)86.7291.2589.9988.9391.8889.5987.5189.0791.3686.3190.94電耗(kwh/t)449543454695442843224422432543224289456441192009年使用球團(tuán)礦生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)2525精選課件ppt2626精選課件ppt鉻礦燒結(jié)鉻尖晶石熔點(diǎn)很高，且難以形成低熔點(diǎn)的液相，其燒結(jié)性主要取決于脈石的性能和所添加的熔劑。工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)燒結(jié)鉻礦的工藝有日本鋼管富山廠和芬蘭奧托空普的燒結(jié)球團(tuán)工藝，巴西珀居卡(Pojuca)和挪威埃肯的燒結(jié)盤工藝、帶式燒結(jié)機(jī)工藝等。其燒結(jié)能力多在10t／h以上。典型的鉻礦燒結(jié)工藝條件如下：原料配比粉礦或精礦焦粉熔劑水分

100203.6～48％～10％燒結(jié)溫度1300℃～1450℃

某些工業(yè)廢渣，除塵器回收的粉塵可以用作鉻礦燒結(jié)熔劑。采用燒結(jié)法可以回收浸出渣中鐵和鉻等有用元素。鉻浸出渣中含有可溶性六價(jià)鉻，對環(huán)境造成污染。在燒結(jié)過程中，六價(jià)鉻還原成三價(jià)鉻使燒結(jié)礦中Cr6+<0.01％，從而消除了六價(jià)鉻的危害。27精選課件ppt固相反應(yīng)出現(xiàn)反應(yīng)產(chǎn)物的開始溫度28精選課件ppt鉻礦的固態(tài)還原工藝鉻礦球團(tuán)預(yù)還原工藝(SRC法)29精選課件ppt鉻礦的固態(tài)還原工藝鉻礦直接還原工藝(CODIR法)30精選課件ppt鉻系鐵合金生產(chǎn)方法31中、低碳鉻鐵高碳鉻鐵礦熱爐法——普遍使用高爐法——含Cr30%左右微碳鉻鐵高碳鉻鐵精煉法電硅熱法氧氣精煉高碳鉻鐵鉻礦精煉高碳鉻鐵電硅熱法熱兌法31精選課件ppt鉻鐵礦熱爐內(nèi)的物化反應(yīng)鉻鐵冶煉的爐渣成分選擇鉻鐵礦還原反應(yīng)機(jī)理高碳鉻鐵的成分控制

高碳鉻鐵冶煉工藝（礦熱爐法）32精選課件ppt33鉻鐵礦熱爐內(nèi)的物化反應(yīng)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起始溫度最低33精選課件ppt鉻鐵冶煉的爐渣成分選擇Al2O3-MgO-SiO2系相圖34精選課件ppt鉻鐵礦還原反應(yīng)機(jī)理礦熱爐內(nèi)鉻礦的還原機(jī)制尚存在爭議。一種理論認(rèn)為大部分鉻礦在固態(tài)已完成還原反應(yīng)過程，只有少量未還原的細(xì)小鉻礦顆粒進(jìn)入熔渣。另一種理論則認(rèn)為鉻礦溶解于爐渣之中，渣中的鉻和鐵氧化物與還原劑相互作用最終完成還原過程（焦炭層）。怎么證明哪個(gè)理論正確呢？35精選課件ppt高碳鉻鐵的成分控制在高碳鉻鐵冶煉礦熱爐內(nèi)，因鉻礦密度大于爐渣密度，故在熔池合金上方形成了鉻礦與爐渣的混合精煉層。當(dāng)焦炭層中生成的合金液滴穿過這些區(qū)域，將會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)，影響了最終合金產(chǎn)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精選課件ppt中、低碳鉻鐵的生產(chǎn)技術(shù)

(爐外精煉法)中、低碳鉻鐵生產(chǎn)工藝原理硅鉻合金生產(chǎn)方法冷裝工藝和熱兌法(波倫法)37精選課件ppt中、低碳鉻鐵生產(chǎn)工藝原理中、低、微碳鉻鐵統(tǒng)稱為精煉鉻鐵，生產(chǎn)方法有脫碳法和脫硅法兩種。脫碳法高碳鉻鐵+吹氧高碳鉻鐵+氧化劑(FeO、Cr2O3)電硅熱法冷裝與熱兌工藝(波倫法)硅鉻鐵合金(礦熱爐)通過增硅降低合金中的含量碳用鉻礦對硅鉻合金脫硅Cr3C2+Si→Cr3Si2+C(SiC)FeO·Cr2O3+2(Cr,Fe)Si=4Cr+3Fe+2SiO2)38精選課件ppt硅鉻合金生產(chǎn)方法不同鉻鐵產(chǎn)品對硅鉻合金成分的要求二步法冶煉硅鉻合金一步法冶煉硅鉻合金39精選課件ppt不同鉻鐵產(chǎn)品對硅和合金成分的要求鉻鐵含碳量/%硅鉻中碳含量/%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精選課件ppt二步法冶煉硅鉻合金(工藝過程)二步法硅鉻合金冶煉屬于無渣法工藝，其機(jī)理類似于硅鐵冶煉。用礦熱爐煉制成高碳鉻鐵產(chǎn)品之后，再用高碳鉻鐵、硅石、焦炭在另一臺礦熱爐中冶煉硅鉻合金，冶煉操作過程與FeSi45硅鐵生產(chǎn)相同。41精選課件ppt二步法冶煉硅鉻合金(冶金原理)硅的還原：SiO2+2C=Si+2CO硅的脫碳反應(yīng):(Cr,Fe)7C3+7Si=7(Cr,Fe)Si+3C(Cr,Fe)7C3+10Si=7(Cr,Fe)Si+3SiC爐外降碳：通過控制出鐵次數(shù)和鐵水鎮(zhèn)靜時(shí)間使產(chǎn)物石墨或碳化硅浮于合金表面。42精選課件ppt一步法冶煉硅鉻合金一步法硅鉻合金生產(chǎn)屬于有渣法工藝，其冶煉過程實(shí)際上是有渣法冶煉高碳鉻鐵和無渣法冶煉硅鐵兩個(gè)部分的結(jié)合。即礦熱爐上部類似于高碳鉻鐵電爐，而下部分則類似于硅鐵電爐。SiC和SiO是一步法生產(chǎn)硅鉻合金過程中的中