一种高质量金属铬的冶炼方法技术

本发明专利技术公开了一种高质量金属铬的冶炼方法，包括以下步骤：（1）常压冶炼完成后，将冶炼金属铬的炉体采用专用设备移出冶炼间，在指定真空位置固定后对炉体中的炉液同时进行氩气底吹和抽真空；（2）待氩气底吹结束后破真空，关闭氩气系统，关闭真空泵，完成真空脱气；（3）真空脱气完成后，将炉体移出真空位置，自然冷却40

【技术实现步骤摘要】
一种高质量金属铬的冶炼方法


[0001]本专利技术涉及金属冶炼
，具体是一种高质量金属铬的冶炼方法。

技术介绍

[0002]金属铬主要用于炼钢工业上，具有耐高温、抗腐蚀等特性，与镍、钴等可以构成高温合金，用于航天航空、精密合金、电器及仪表等工业部门。
[0003]目前，金属铬冶炼普遍采用常压冶炼，其反应原理是氧化还原反应，采用铝热法进行，将氧化铬中的[O]夺走，从而置换出Cr，得到纯度较高的金属铬，反应方程式如下：Cr2O
3 + 2Al = Al2O
3 + 2Fe但是由于氧化铬与铝反应放出的热量不足以使反应正常进行，因此，需要配制一定量的发热剂，如氯酸钠、氯酸钾，当配入的单位热量达到760卡/公斤时，这样反应放出的热量才足以使反应顺利进行。氧化铬、铝粒、氯酸钾通过混料机混合均匀后，由输送皮带机输送到冶炼间炉体上方，采用镁屑点燃后放置入炉体内物料上点燃物料，反应开始进行，然后陆续往炉体内输送混合料，持续时间约40 min后反应结束。
[0004]上述常压冶炼过程中使用的炉体一般采用两半式，上下两个部分采用炉圈或销子固定，形成一个无底桶形状，然后在炉底铺设镁砂，进行浇筑或砌筑镁砖。采用上述工艺得到的金属铬产品，其中的气体[O]、[N]等含量较高，通过情况下[O]含量部分超过1500 ppm，[N]含量部分也超过500 ppm，氮含量对金属铬的显微组织和热处理有影响，氮含量上升，韧性下降；残余含量过高会导致宏观组织疏松或气孔。而且产品中有时反应不好还夹渣，严重影响产品质量，难以满足对产品质量要求高的客户需求。金属铬产品中气体含量高，产品夹渣，均严重影响下游产品质量，如何有效降低金属铬中气体含量、有效去除产品夹渣，满足客户对金属铬产品质量的要求，是本专利技术研究的重要课题。
[0005]综上所述，现有技术中公开了常压冶炼金属铬的方法，但是上述方法没有将如何有效降低金属铬中气体含量、如何有效去除产品夹渣，满足客户的需求进行进一步研究，这也正是本专利技术得以完成的动力所在和基础所倚。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了解决现有的金属铬冶炼得到的产品中气体含量高，产品夹渣，影响下游产品质量等问题，研发一种高质量金属铬的冶炼方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术申请人进行了大量的深入研究，在付出了创造性劳动后，从而完成了本专利技术，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种高质量金属铬的冶炼方法，包括以下步骤：（1）常压冶炼完成后，将冶炼金属铬的炉体采用专用设备移出冶炼间，在指定真空位置固定后对炉体中的炉液同时进行氩气底吹和抽真空；由于氩气是惰性气体，炉体底部吹氩气的作用主要是对炉液进行搅拌，使液体成分均匀，让液体中夹杂物上浮，净化产品质量；而抽真空的目的是让液体里的O、N等气体排出，顺带也把吹入的氩气也排出去；
（2）待氩气底吹结束后破真空，关闭氩气系统，关闭真空泵，完成真空脱气；（3）真空脱气完成后，将炉体移出真空位置，自然冷却40
‑
50 h，将炉体翻转，倒出渣及铬锭，最后对铬锭进行喷砂、破碎、取样和包装即得。
[0008]本专利技术所述金属铬中[O]含量低于300 ppm，[N]含量低于70 ppm。
[0009]本专利技术中所述炉体为一体化结构，炉体的底部装有吹氩系统。
[0010]本专利技术中所述氩气底吹的压力为0.6
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1.2 MPa，吹氩时间10
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60 min，氩气的纯度大于99.9 %。
[0011]本专利技术中所述抽真空时的真空度为20
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200 Pa，抽气时间10
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60 min，待真空度达到50
‑
100 Pa后，保持10
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30 min。
[0012]本专利技术中所述金属铬的液体容量为5
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15吨/炉，液位距离炉体上沿800
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1200 mm。
[0013]本专利技术中所述专用设备包括移动平车，移动平车的上方设置有真空烟罩，真空烟罩外连接有真空管道，真空管道上装有真空泵，移动平车上放置有与真空烟罩密封配合的真空室。
[0014]本专利技术中所述真空室为环形罐体结构。
[0015]本专利技术的工作原理是：由于空气中成分比例为氮约占78 %；氧约占21 %。氮在铬液中的溶解度较高（约为氢的15倍），因为氮原子的半径较大，扩散速度低，与其他合金元素反应生成氮化物，所以在实际冶炼过程中脱氮效果较差。而本专利技术在常压冶炼后，通过同时进行底吹氩气和抽真空，由于氩气是惰性气体，炉体底部吹氩气的作用主要是对炉液进行搅拌，使液体成分均匀，让液体中夹杂物（夹杂物大部分是Al2O3）上浮，Al2O3在上浮的同时，也把液体中的O带出去了，从而净化产品质量；而抽真空的目的是让液体里的O、N等气体排出，顺带也把吹入的氩气也排出去。
[0016]本专利技术相对现有技术，具有以下优点：（1）本专利技术是在传统金属铬真空炉外冶炼法基础上的重大提升，本专利技术采用炉体一体化常压冶炼、底吹氩气除杂与真空脱气相结合，跟完全在真空炉内直接冶炼脱气的方法有本质上的区别。采用本专利技术方法得到的金属铬产品中含[O]量可以有效控制在300 ppm以下，含[N]量可有效控制在70 ppm以下，合金内部无夹渣。极大改善了合金性能，满足客户对产品质量的严格要求，增强产品市场竞争力。
[0017]（2）金属铬常压冶炼后，再移动进入真空室进行底吹氩气与真空脱气，能够均匀铬液温度、成分，并促使铬液中夹渣物上浮，有良好的去除杂物的作用，极大改善了化学反应间的热力学和动力学条件，使铬中的O、N等气体含量显著下降，大幅提高了铬的纯洁度，能满足客户对产品质量的严格要求。
[0018]（3）本专利技术采用常压冶炼，生产批量大，可以达到5
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15吨氧化铬/炉，而直接在真空炉内冶炼（比如公开号为CN 116121564 A公开了一种真空炉外法冶炼金属铬的方法），生产批量比较小，一般氧化铬批量为0.5
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1吨/炉，因此，在生产费用方面，本专利技术具有显著的成本优势。
附图说明
[0019]图1是本专利技术冶炼装置的结构示意图；图2是本专利技术中炉体的剖面结构示意图；
其中：1
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炉体，2
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移动平车，3
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真空烟罩，4
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真空管道，5
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真空泵，6
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真空室，7
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吹氩系统。
实施方式
[0020]下面将结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚完整的描述，显然所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0021]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高质量金属铬的冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）常压冶炼完成后，将冶炼金属铬的炉体采用专用设备移出冶炼间，在指定真空位置固定后对炉体中的炉液同时进行氩气底吹和抽真空；（2）待氩气底吹结束后破真空，关闭氩气系统，关闭真空泵，完成真空脱气；（3）真空脱气完成后，将炉体移出真空位置，自然冷却40
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50 h，将炉体翻转，倒出渣及铬锭，最后对铬锭进行喷砂、破碎、取样和包装即得。2. 根据权利要求1所述的一种高质量金属铬的冶炼方法，其特征在于：所述金属铬中[O]含量低于300 ppm，[N]含量低于70 ppm。3.根据权利要求1所述的一种高质量金属铬的冶炼方法，其特征在于：所述炉体为一体化结构，炉体的底部装有吹氩系统。4. 根据权利要求1所述的一种高质量金属铬的冶炼方法，其特征在于：所述氩气底吹的压力为0.6
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1.2 MPa，吹氩时间10
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60 min，氩气的纯度大于9...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡再华，华彬，李雪刚，王学军，柯敏，周飞龙，陈政，蔡卓成，
申请(专利权)人：湖北旌冶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：