PDF《烧结铬矿冶炼高碳铬铁的探索》

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1 - 烧结铬矿冶炼高碳铬铁的探索 摘要:论述了矿热炉冶炼商碳铬铁炉内炉料和炉气的基本运动规律.

实践表明,通过选择合适的烧结 铬矿的配入量和搭配铬矿的类型生产高碳铬铁,可以有效地调节和控制炉况.获得好的生产技术经济指标. 关键词:烧结铬矿、高碳铬铁、冶炼

1、前言 我国属于铬矿资源贫乏地区,大部分铬矿依靠国外之口.因此,研究供应充足、价格便宜的粉状铬矿生 产高碳铬铁的工艺流程具有重要意义. 目前.粉状铬矿冶炼高碳铬铁的工艺流程主要有直接入炉冶炼和预处理――冶炼两种.前一种根据冶炼 设备不同,有矿热炉冶炼和等离子扩冶炼两种不同工艺;

后一种根据预处理方式不同,有烧结――冶炼、制球――冶炼和压块――冶炼三种不同工艺. 比较而言.烧结铬矿的热稳定性和还原性较好,烧结――冶炼流程的工艺成熟,矿耗和能耗低,经济效 益好,各广家采用较多.文献[1]对烧结工艺和烧结矿的物化性能进行了详细的论述;

本文着重介绍不同配比 方案的试验情况.并旦在此基础上.对烧结铬矿冶炼高碳铬铁的炉内状况作一分析.

2、矿热炉冶炼高碳铬铁炉内基本状况 2.1 炉内物料特征区域 根据文献[2][3],在正常的冶炼情况下,矿热炉冶炼高碳铬铁炉内有八大物料特征区域.从上至下分别 是散料层、融熔层、残焦层、带焦渣层、炉渣层、残矿层、出炉金属层和积铁层.各区域的化学反应类型强 度,炉料和炉气的组成、状态不同,并且在一个冶炼周期内其变化是 时间的函数. 2.2 炉内主要化学反应 根据文献[3], 矿热炉冶炼高碳铬铁所涉及的主要化学反应可概括为三种类型: 它们是矿物氧化成份的 还原反应、成渣反应和金属液的脱碳、脱硅反应. 2.2.1 还原反应 -

2 - 2.2.2 成渣反应 2.2.3 脱碳、脱硅反应 2.3 炉料和炉气运动规律 在矿热炉内炉料和炉气相向运动.互为阻力,彼此依存,互为消长. -

3 - 2.3.1 炉料下降取决于如下力学关系 P=P 有效―P 式中 P 为决定炉料下降的力;

P 有效为有效重力,由下式决定: P 有效=P 料-(P 摩+P 液) P 料为炉料拄本身重力;

P 摩为炉衬对炉料和料块内部之间的磨擦阻力;

P 为炉气通过炉料的总压差, 近似表示上升炉气对炉料的阻力或支撑力.其影响因素可概括为如下 通式: P=f* D w ρ *

2 2 *H f 为阻力系数,在矿热炉条件下.其为无因次常数;

w 为一定温度和压力下,炉气通过炉料层的实际流速,m/s;

ρ为气体实际密度,Kg/m

3 ;

H 为炉料层的高度.m;

D 为散料颗粒间通道的当量直径,由下式决定: D=4ε/s,(m) S 为单位容积散料总表面积.即此表面积: ε为料层空隙率,即料层空隙体积与散料堆体积之比. 2.3.2 炉气上升是因为炉料柱存在着上下压差P.由式(3)变形可知,炉气上升的影响因素有炉科的 当量直径 D 和炉料层的高度 H 等.

3、试验 3.1 试验条件 3.1.1 设备主要参数 生产试验在 3000KVA 的矿热炉内进行 -

4 - 电炉设备的主要参数如表一: 3.1.2 原料化学成份和粒度 试验所涉及的主要原料的化学成份和粒度如表二: 注:矿

1、矿

2、矿3和矿

4 分别为烧结铬矿、高品位块状铬矿、低品位块状铬矿和粉状铬矿. 3.2 试验方案 按因素转换法安排试验,方案如表三: -

5 - 注:铬矿配比以 500kg 为基准. 3.3 试验过程参数 试验过程的主要操作参数及炉渣平均成份如表四: 3,4 试验结果 各方案的合金平均成份和技术经济指标如表五: -