直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺，包括：

【技术实现步骤摘要】
直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺


：
[0001]本专利技术涉及铁合金冶炼
，尤其涉及直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺
。

技术介绍

：
[0002]硅铬合金是由硅
、
铬
、
碳等元素按一定比例混合制成的一种合金
。
其主要用途有以下几个方面：
1.
微合金化：硅铬合金可以加入钢铁中，进行微合金化，使钢铁含有稳定的硅和铬元素，从而提高钢铁的机械性能
、
耐磨性和抗氧化性能等
。2.
不锈钢制造：硅铬合金是不锈钢制造中的重要原材料之一，可以提高钢铁的抗腐蚀性
、
耐热性和硬度等
。3.
合金铸造：硅铬合金可以用于铸造工业中高性能合金，如铸造航空发动机叶片
、
火箭发动机部件等
。4.
钢铁冶炼：硅铬合金可以加入炼钢过程中，用于脱氧
、
增碳
、
调节钢铁成分等
。
[0003]生产硅铬合金的方法有两种：一步法
(
有渣法
)
和二步法
(
无渣法
)。
一步法是将铬矿
、
硅石和焦炭直接加入一台矿热炉内进行冶炼，如申请号为
CN201710674356.7
的中国专利申请公开的一种生产硅铬合金的方法，是采取一步法生产硅铬合金，具体步骤为将铬精矿粉
、
还原剂粉按配比添加粘结剂和水进行混匀，得到混合料；然后对混合料进行压球或造球处理使混合料成型得到成型球团；之后进行烘干得到干燥球团；之后进行还原焙烧得到焙烧球团；将焙烧球团和硅石
、
焦炭一起加入电炉内进行深还原，获得硅铬合金；二步法的第一步是将铬矿和焦炭加入第一台矿热炉内，冶炼出高碳铬铁，第二步是将高碳铬铁块与硅石
、
焦炭一起加入第二台矿热炉内冶炼硅铬合金
。
[0004]目前，不管是一步法还是二步法生产硅铬合金，都采用交流矿热炉生产，存在的问题是：交流矿热炉电磁感应现象，涡流损耗，感抗及噪音高，矿热炉功率因数低；存在集肤效应导致电能损耗，即当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小，结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加；因此交流矿热炉一步法生产硅铬合金表现为电耗高，在
4500kVA/t
左右；焦炭消耗量高，消耗
0.56t/t
合金左右
(
固定碳含量
84
％左右
)
，
Cr
的回收率低，为
90
‑
91
％左右
。
[0005]最后，由于交流矿热炉电极下插深度较小，即交流矿热炉电极底部距炉底的距离较大，由于电极是底端放弧放电，因此交流矿热炉电极散热大，热损失较大，表现为炉口温度高，造成的后果是炉口设备寿命短，炉口设备降温的冷却水温度高，冷却水用水量大，冷却水损耗高
。
[0006]经检索，目前有文献公开研发直流矿热炉用以代替交流矿热炉，如申请号为
CN202111116104.5
的中国专利公开的一种大功率多回路直流电极矿热炉系统，申请号为
CN201811467548.1
的中国专利公开的一种多回路无底电极直流矿热炉，均给出了直流矿热炉结构，但并未给出直流电极矿热炉生产硅铬合金的先例，因此专利技术人经过研究，提出了一种直流矿热炉一步法生产硅铬合金工艺
。

技术实现思路

：
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺
。
[0008]本专利技术由如下技术方案实施：直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，包括：
[0009]S1.
将硅石
、
铬矿
、
碳源按照重量比
1:0.80
‑
0.90:0.45
‑
0.50
投入直流矿热炉；其中，硅石粒径
40
‑
150mm
，铬矿粒径
10
‑
80mm
，碳源粒径6‑
25mm
；控制矿热炉使用功率使温度达到
1800℃
以上冶炼；
[0010]S2.
每3‑
4h
出一炉，浇铸到固定模具后待合金冷却凝固即可
。
[0011]优选的，所述所述碳源为焦炭或兰炭
。
[0012]优选的，所述硅石中
SiO2含量
97
％以上；所述铬矿中
Cr2O3含量
40
％以上；焦炭中固定碳含量
84
％以上
。
[0013]优选的，所述直流矿热炉为
20000kVA
直流矿热炉，至少2对电极，炉壳直径为
8.8
‑
9.5m
，极间距
1.2
‑
1.5m
，炉膛深度
2.3
‑
2.5m
，二次工作电压
85
‑
200V
，二次工作电流为
66000
‑
75000A。
[0014]本专利技术的优点：
[0015]1、
本专利技术采用直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺，直流矿热炉的电极一正一负为一组，电子从负电极到正电极，流动有序稳定；而交流矿热炉的三个电极的电子无序流动，电路发散，可能从电极向炉墙发散，因此功率因数由交流矿热炉的
0.8
‑
0.85
提升到
0.95
，电耗显著降低，电耗在
3900kVA/t
左右；
[0016]2、
本专利技术采用直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺，与交流矿热炉生产硅铬合金相比，由于直流矿热炉热利用率提高，焦炭消耗量
(
单耗
)
降低，具体而言，焦炭消耗量降低到
0.51t/t
合金左右，相比于交流矿热炉生产时降低5％
(
以固定碳含量
84
％左右的焦炭计
)
，
Cr
回收率可提高到
95
％左右
。
[0017]3、
本专利技术控制直流矿热炉
85
‑
200V
，二次工作电流为
66000
‑
75000A
，由于交流矿热炉电极端部距炉底的距离大，直流矿热炉电极端部距炉底的距离小，相较而言，
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺，其特征在于，包括：
S1.
将硅石
、
铬矿
、
碳源按照重量比
1:0.80
‑
0.90:0.45
‑
0.50
投入直流矿热炉；其中，硅石粒径
40
‑
150mm
，铬矿粒径
10
‑
80mm
，碳源粒径6‑
25mm
；控制矿热炉使用功率使温度达到
1800℃
以上冶炼；
S2.
每3‑
4h
出一炉，浇铸到固定模具后待合金冷却凝固即可
。2.
根据权利要求要求1所述直流矿热炉一步法生产硅铬合金的工艺，其特征在于，所述所述碳源为焦炭或兰炭
。3.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，胡长刚，王东博，姜明玉，高明，
申请(专利权)人：乌海三美国际矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：