铬铁冶炼简介

1车间组成：

六座30000KVA全密闭电炉及厂房，干渣坑、水粒化池、循环水池、水泵房，原料场、原料铬矿破碎筛分、烘干（预留）、烧结（预留）、焦炭筛分、烘干（预留）、除尘设施（煤气回收）、煤气柜（预留）、空压站、制氮站、机修车间、电极壳制造车间、化验室、110KVA变电站、库房等。

2高碳铬铁牌号及用途：

铬铁是铬及铁的合金，其中含有碳、硅、磷及其他元素。

高碳铬铁的主要用途：作为冶炼不锈钢的合金剂

高碳铁铁的牌号及化学成份（GB5683-87）

高碳铬铁的牌号及化学成份

3原料：

冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦碳、硅石、电极糊。

3．1矿石；

冶炼铬铁对铬矿石的要求：

符合ZB D33002—90铁合金用铬矿石标准（第二类）

粒度5-80mm，其中5-10mm ＜10﹪，水分＜6﹪。

注：入炉铬矿品位每升高或降低1﹪，相应冶炼电耗也降低或升高≤ 80 KW.h/t。

3．2硅石；

符合ZB D33001—90硅石标准（第二类）GS-97牌号

SiO2 ≥ 97%，Al2O3 ≤ 1.0%，P2O5 ≤ 0.02﹪， 粒度20-80mm

注；作为熔剂，调节成一定组成成分范围的炉渣渣系。

3．3碳质还原剂；

冶炼铬铁对碳质还原剂焦碳的要求：

冶金焦 固定碳>82%，灰分<15%，含S≤0.07%，水分<6%，入炉粒度5-40mm

3．4电极糊；

符合YB/T5215-2004电极糊标准（密闭糊）

体积密度>1.4g/cm3，抗压强度≥18MPa,电阻率≤70μΩm，灰份≤5.0，挥发份10-13.5% 。

3．5原料消耗；

单台30000kVA高碳铬铁炉主要原料和动力的年消耗量表

3．6原料处理工艺流程；

原料系统包括原料输入、储存、输送、干燥、破碎、筛分、烘干等工艺，包括从储料露天堆场到配料室内的料坑之间的设施。详细工艺流程见下图；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　运至

　　　　　　　　筛上物

　　　　　　　　>80

4电炉法冶炼化学原理：

电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。其主要反应有：

2/3Cr2O3＋2C＝4/3Cr＋2CO↑

=123970-81.22T T开=1523K

2/3Cr2O3＋26/9C＝4/9Cr3C2＋2CO↑

＝114410-83.05T T开=873K

2/3Cr2O3+18/7C=4/21Cr7C3+2CO↑

=115380-82.09T T开=1403K

2/3Cr2O3＋54/23C=4/69Cr23C6＋2CO↑

＝118270－81.75T T开＝1448K

从以上反应可以看出，碳还原氧化铬生成Cr3C2的开始温度为1373K，生成Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，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。而且铬铁中含碳量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，三氧化二铬对合金起精炼脱碳作用。这些反应是：

14/5Cr3C2＋2/3Cr2O3＝4/3Cr＋6/5Cr7C3＋2C0↑

=130050－74.03T T开＝1763K

1/3Cr23C6＋2/3Cr2O3 = 9Cr＋2CO↑

=156740－28.15T T开＝2003K

氧化铁还原反应开始温度（T开=1184K）比三氧化二铬还原反应开始温度低，因而铬矿中的氧化铁在较低的温度下就充分地被还原出来，并与碳化铬互溶，组成复合碳化物，降低了合金的熔点。同时，由于铬与铁互相溶解，使还原反应更易进行。

5生产工艺；

5．1流程图：

5．2 生产工艺流程简述：

合格的铬矿、焦碳、硅石等原料按冶炼合金的配方要求进行配料，由皮带机将混合料送至主厂房的27.00m局部钢平台，将混合料转送至固定式可逆皮带机，由可逆皮带机送至旋转布料皮带机，并经悬挂在27.00m平台上的料斗、料管将混合炉料加到20.4m平台上的13个炉顶料仓，经料管送入炉内。采用满料管加料。

炉料进入全密闭铬铁电炉，110KV电源由变压器经三相电极将电流导入炉内，电极通过与炉料间产生电弧发热传向装满炉料的炉膛，通过电弧热和电阻热，使得铬矿、硅石、焦炭混和料加热、融化，还原成高碳铬铁合金。在冶炼过程中，电极上电压等级和电流强度是根据冶炼工艺参数设定的，不同的时期其电压和电流的数值也不同，即输入炉内的功率不同，电极在炉内总是稳稳地插在炉料中，气体从整个料面均匀地逸出。电弧自始至终不外露，混匀的炉料，随料面的下降小批加入炉内，使炉内料面保持一定的高度，电极周围呈现平锥体形状。在冶炼过程中，料层有良好的透气性可扩大炉膛反应，反应产生的高温气体又能大面积均匀缓慢地通过料层，使炉料得到加热与还原。在整个冶炼过程中采用微正压操作。

当炉内还原生成的铁水存到一定的程度时，用开堵眼机及氧气打开炉眼，放出铁水及渣，通过出铁口流入铁水包、渣包。出铁完毕后，用开堵眼机堵上炉眼。由卷扬机将铁水包、渣包车拉到浇铸间，用天车将铁水包吊起，采用水粒化浇铸工艺，水粒化浇铸后用起重机吊起粒化铁放入盛铁箱，运至成品库，沥干并装袋入库。紧急时也可采用模铸，扒去铁水包上的渣子，然后在锭模中浇铸成锭。合金稍冷却后撬起，用天车吊到盛铁箱内，合金锭经冷却后用汽车运往成品库。经破碎精整后，装袋后入库。渣包由渣包车拉到水粒化干渣跨，由桥式起重机将渣包吊下浇注到干渣坑内，经处理后，由装载机倒运至干渣堆场，冷却后由汽车运出厂。

电炉在规定的供电制度下供电，一台30000kVA的高碳铬铁炉，平均电炉按间隔2.67小时出铁一次，每天出9炉，每炉出铁量为14t（实物量）左右，最大出铁量17t（实物重）。每次出铁分析一次试样，每次试样分析均要求在1小时内将结果提供炉前。

冶炼和浇注均为三班制作业，日年产量160t左右，作业天数为340天。

6电炉主要技术参数：

6．1冶炼设备基本参数；

6．2变压器技术参数；

单相变压器型号： HDSPZ-10000kVA/110kV 3台

额定容量（KVA） 10000，允许过载20%

冷却方式： OFWF，强油水冷，进水温度不大于32℃，出水温度不大于45℃。

一次电压（KV）： 110

二次电压(V) 170V～221V～248V（27级,级差3V）

二次额定电压(V) 221

二次额定电流(kA) 78.373

短路阻抗 221V时＜10.5%

联结方式： Iio

调压方式： 电动有载调压

绝缘水平： BIL480Ac200

冷却方式： 强迫油循环水冷

侧出线端子： 12个

电容补偿：三次侧10KV级，端子引出，用以接电容补偿。满足功率因素补偿到≥0.90。