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铬铁合金中的铬、铁分离研究
作者：邬建辉， 阳伦庄， 湛菁， 张传福， WU Jian-hui， YANG Lun-zhuang， ZHAN Jing，ZHANG Chuan-fu
作者单位：中南大学,冶金科学与工程学院,湖南,长沙,410083
刊名：
湿法冶金
英文刊名：HYDROMETALLURGY OF CHINA
年，卷(期)：2011,30(1)
参考文献(16条)
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本文链接：https://www.doczj.com/doc/ee9286374.html,/Periodical_sfyj201101014.aspx
绪论 一铁合金定义:铁合金是一种或者两种以上金属或非金属元素融合在一起的合金 分类单元合金二元合金多元合金，块状合金线状合金粉状合金 二铁合金主要用途:1做脱氧剂，消除钢业中的过量的氧2做合金元素添加剂，改善钢的质量与性能3用作铸造晶核孕育剂（不锈钢、工具钢、轴承钢）4用作还原剂 三铁合金分类： 1按铁合金中主元素分类：主要有Si、Mn、Cr、V、Ti、W、Mo等系列铁合金。 2按产品中含碳量分类：高碳、中碳、低碳、微碳、超微碳等。 3按生产方法分类：高炉铁合金、电炉铁合金、炉外法铁合金、真空固态还原法铁合金、转炉铁合金、电解法铁合金。 1.2铁合金生产的主要方法 1按使用设备分类：高炉法电炉法、炉外法、转炉法及真空电阻炉法 2方法的特点：高炉法 1.生产率高，连续生产，量大，成本低2.品种高炉Fe-Mn、富锰渣、低硅铁、低硅锰、镍铁； 矿热炉1.连续生产2.品种 Fe-Si、硅钙合金、工业硅、高碳锰铁、硅锰合金、高碳铬铁、硅铬合金等。 电弧炉1生产是间歇进行的。2品种中、低碳锰铁，中、低、微碳铬铁及钒铁等。转炉1.容量小小于等于12t，6t为主；吹氧气底吹、顶吹为主2.必须先建高炉或矿热炉与之匹配。 真空电阻炉法1真空状态下冶炼，间歇式2品种超微C Fe-Cr C≤0.03％，Fe-Mn-N，Fe-Cr-n3根据渣量多少：有渣法、无渣法4根据连续与否5冶炼过程热量来源分类1.碳热2.电热3.电硅热4.碳硅热 5.金属热 第四节铁合金冶炼的技术经济指标 一产量指标： 1基准量（t）：在一段时间内（年月日）生产的（合格铁合金产品其准成分折算后的铁合金产品产量）核算公式：基准量（t）=实物量（t）*实际成分％/基准成分％2实物量（t）：实际的合格铁合金产品弃量（没有可比性 ）二质量指标： 1合格率：一段时间内，生产的合格铁合金产品占生产总生产量的百分比。2.品级率：一段时间内生产某一品级的合格铁合金占总生产量的百分比。 三消耗指标： 1电耗：一段时间内，生产一吨的某铁合金所消耗的电量，KWh/t（不含冶炼过程中的动力学消耗电和照明耗电量） 2原料消耗：一段时间内生产一吨的某铁合金所消耗的原材料量，kg/t。指标要求：优质、高产、低耗。 第二章铁合金冶炼的基本原理 第一节铁合金冶炼的任务任务的含义用恰当的还原剂或者氧化剂从开采的矿石中将我们所需的元素还原或者氧化出来，得到我们所需的合金。（恰当的含义：1.还原或者氧化的能力 2.价格低廉 3.来源广泛，容易获得） 第二节还原剂的选择 碳质还原剂1种类：石油焦、沥青、气煤焦、冶金焦、煤炭
1.什么是铁合金？分类，用途？ 答：铁合金是一种或者两种以上的金属元素或者非金属元素融合在一起的合金。它不是可以直接使用的金属材料，而是主要作为钢铁生产的脱氧剂和合金剂的中间原料。 铁合金分类：单一铁合金，复合铁合金，氮化制品，氧化物团块。用途：脱氧剂、合金剂、改善铸造工艺和铸件性能、还原剂、其他方面用途 2铁合金的生产过程？生产方法？基本设备？基本原理? 答：铁合金生产过程就是炉料、还原剂、渣料、成分调节剂在高温下经过物理化学变化生成合金炉渣、炉气的过程。生产方法：按设备分：高炉法，矿热炉法，电弧炉法，炉外法，真空电阻炉法，氧气转炉法。按工艺特点分：无溶剂法和溶剂法。按热量来源分：碳热法、电热法、电硅热法、金属热法。基本设备：矿热炉的机械设备是较复杂的，除炉体外注意包括电极把持器系统、电极压放装置、点击升降系统、加料系统、出铁设备、防护设备、电极水冷系统、供电设备。基本原理: (1)还原剂还原法制取铁合金。是根据还原剂对氧的亲和力大于被还原的金属对氧的亲和力，从而将金属置换出来。 (2)氧化法生产铁合金。其过程是选择性氧化的过程，合金中氧化物稳定性差的在选择性氧化中必然后被氧化，而氧化物稳定性好的必然优先被大量氧化。 3坩埚：电极周围、炉心三角形地区和两个电极之间稍向炉心凹入部分的高温区称为“坩埚”。 4、影响反应区体积大小的因素？ 答：1电炉输入的功率2电极直径3电极插入深度4冶炼品种 5极心圆直径：在三相圆形矿热炉中按正三角形配置的三根电极的圆心缩形成圆的直径称为极心圆直径。Dg=ad,a 心圆倍数。 6.炉膛尺寸设计炉膛内径和深度过大过小影响？ 答：A在选择炉膛内径时，要保证电流经过电极-炉料-炉壁时所受的阻力大于经过电极-炉料-邻近电极或炉底时所受的阻力。炉膛内径过大，炉子表面散热面积大，还原剂烧损严重，出铁口温度低，出铁困难，炉况恶化；炉膛内径过小，不仅炉壁烧损加快，而且因电极-炉料-炉壁回路上通过的电流增加，反应区偏向炉墙，将使炉内热量分散，炉心温度低，炉况恶。B在选择炉膛深度时，要保证电极端部与炉底之间有一定的距离，炉内炉料层有一定的厚度。合适的炉膛深度能减少元素的挥发损失，充分利用炉气的热能使上层炉料得到良好的预热，炉膛过深时，电极工作端部与炉底之间距离增加，炉底温度低，因而会造成炉底升高，电极插入深度减少，高温区上移，炉况恶化，炉膛过深炉料过厚还会影响炉料的透气性；炉膛过浅时，料层薄，炉口温度高，炉气热量不能充分利用，热损失大，严重时会出现露弧操作使热量损失和元素挥发损失剧增，并难以维持正常操作。 7.炉衬分类？ 答：粘土砖、碳砖、高铝砖、镁砖和镁砂 8生产时为什么进行烘炉，其目的是什么？ 答：电炉炉体砌成后，在正式投产之前需进行烘炉。所谓烘炉，就是采用加热的方法，使炉衬和电极逐步适应加料熔炼的一种操作。烘炉的目的是烘干炉衬和焙烧电极。烘炉质量不仅会影响炉衬的使用寿命，而且会影响电极是否顺利进行投产。烘炉时间的长短，主要取决于炉子的大小，炉衬的种类、所炼铁合金的品种及烘炉的方法。整个过程分为两个阶段：第一阶段是柴烘、油烘或者焦烘，其目的是焙烧电极，使电极具有一定的承受电流的能力。第二阶段是电烘，其目的是进一步焙烧电极、烘干炉衬，并使炉衬达到一定温度以适应加料熔炼。9.电极的分类 答：电极按照制作工艺的不同分为三种：炭素电极、石墨电极和自焙电极。炭素电极是以低灰份的无烟煤、冶金焦、沥青焦和石油焦为原料，按照一定的比例和粒度混合后加入粘结剂沥青和焦油，在适当的温度下搅拌均匀后压制成型，最后在焙烧炉中缓慢焙烧而制的。石墨电极主要是以石油焦和沥青焦为原料，制成炭素电极后，再放到温度为2000-2500℃隔绝空气的石墨化电阻炉中，经石墨化而制得的。自焙电极是用无烟煤、焦炭沥青和焦油为原料，在一定温度下制成电极糊，然后把电极糊投入到已装接在电极炉上的、用钢板做成的电机壳中，经烧结焦化而成。 10.自焙电极构成？答：电极壳和电极糊。电极壳是由薄钢板制成的圆筒，其作用有：作电极糊烧结的模子并提高电极的强度；当电极未烧好时能承受大部分的电流 11.冶炼高碳锰铁方法P134 答：高碳锰铁的生产方法有高炉法和电炉法。高炉法，将锰矿、焦炭和石灰分别加入高炉内进行冶炼得到含锰52%~76%，含磷0.4%~0.6%的高炉锰铁。 电炉法冶炼高碳锰铁有无溶剂法，溶剂法，少溶剂法三种方法。无溶剂法：对于含氧化锰较高的富锰矿可以使用无溶剂法，冶炼时炉料中不配加石灰，设备和操作类似于硅铁，并且是在还原剂不足的条件下采用酸性渣操作，炉膛温度较溶剂法低约1320~1400℃；溶剂法：溶剂法是冶炼高碳锰铁普遍采用的方法，炉料组成中除锰矿、焦炭外还有石灰，冶炼时采用高碱度渣操作B=1.3~1.4，用足够的还原剂以尽量降低废渣中的含锰量，提高锰的回收率。少溶剂法：采用弱碱性渣法操作配加适量的石灰和白云石把炉渣碱度控制在0.6~0.8之间。 12、冶炼中低碳锰铁的方法 P154
浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制 摘要 铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、合金添加剂、还原剂等的合金。铬是钢中功能最多、应用最广泛的合金化元素之一。铬具有显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力的作用，并有助于提高耐磨性和保持高温强度。在各种不锈钢中，铬是一种必不可少的成分。 本篇文章就当今社会高碳铬铁中碳、硅、硫和铬回收率方面进行了简要论述。主要从高碳铬铁中各种成分反应的机理和常见成分控制进行阐述，揭示了各种成分的控制方法和效果。 关键词：高碳铬铁；成分控制；铬回收率
目录 1. 前言 ........................................................ - 1 - 2. 冶炼原理 .................................................... - 1 - 2.1电炉熔池结构............................................. - 1 - 2.2铬的碳化物生成机理....................................... - 2 - 2.3影响合金含碳量的因素..................................... - 3 - 2.3.1铬矿............................................... - 3 - 2.3.2合金的含硅量....................................... - 3 - 2.3.3渣型............................................... - 4 - 2.3.4冶炼操作........................................... - 5 - 3. 高碳铬铁冶炼中的硅行为浅析 .................................. - 5 - 3.1高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量的变化规律：................. - 5 - 3.2高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量变化的影响因素：............. - 5 - 4. 高碳铬铁合金降硫途径探讨 .................................... - 6 - 4.1硫的来源及存在状态....................................... - 6 - 4.2降低高碳铬铁合金中硫含量主要有一下几种途径............... - 6 - 4.3原因分析................................................. - 7 - 5. 高碳铬铁冶炼中铬元素的流向分析及提高铬回收率的途径探讨 ...... - 7 - 5.1有关计算式............................................... - 7 - 5.2铬元素的流向分析......................................... - 8 - 5.3提高铬元素回收率的途径................................... - 8 - 6. 结论 ....................................................... - 10 - 后记 .......................................................... - 12 - 参考文献 ...................................................... - 13 -
高碳铬铁配料计算方法 WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-
高碳铬铁配料计算方法 一、基本知识 1、元素、分子式、分子量 铬Cr —52 铁Fe —56 氧O —16 碳C —12 硅Si —28 镁—24 铝—27 三氧化二铬Cr 2O 3—152 二氧化硅SiO 2—60 氧化镁MgO —40 三氧化二铝Al 2O 3—102 2、基本反应与反应系数 Cr 2O 3+3C=2Cr+3CO 1公斤Cr 2O 3还原成Cr 6842.0163522522=?? ? ???+?? 公斤 Cr 2O 3的还原系数是 还原1公斤Cr 用C 3462.0522123=?? ? ???? 公斤 FeO+C=Fe+CO 还原1公斤Fe 用C 2143.05612=?? ? ?? 公斤 SiO 2+2C=Si+2CO 还原1公斤Si 用C 8571.028122=?? ? ??? 公斤 3、Cr/Fe 与M/A （1）Cr/Fe 是矿石中的铬和铁的重量比，Cr/Fe 越高合金中Cr 含量越高。
（2）M/A是矿石中的MgO和Al2O3的重量比，M/A表示矿石的难易熔化的程度，一般入炉矿石M/A为以上较好。 二、计算条件 1、焦炭利用率90% 2、铬矿中Cr还原率95% 3、铬矿中Fe还原率98% 4、合金中C9%，% 三、原料成份 举例说明： 铬矿含水% 焦炭固定碳%，灰份%，挥发分%，含水% 主要成分表 四、配料计算 按100公斤干铬矿（公斤铬矿）计算 （1）合金重量和成份 100公斤干铬矿中含Cr，100×=公斤 进入合金的Cr为×=公斤 进入合金中的Fe为100××=公斤 合金中铬和铁占总重量的百分比是
贝克特(F．M．Becket)及其合作者自1906年起至1940年开发硅还原铬矿石生产低碳铬铁的工艺。最早是用50％～75％Si的硅铁和硅作还原剂。用硅铁作还原剂，因铁高不能生产Cr>70％的低碳铬铁。而工业硅价格贵。用铬矿石先冶炼出硅铬铁合金，碳硫分析仪再与铬矿石反应得到低碳铬铁的方法是经济的。铬铁含Cr>70％，要求铬矿中Cr：Fe为3：1。1925年贝克特在其专利中公布了硅铬铁合金含碳量与含硅量的关系图。中国吉林铁合金厂是于1957年开始生产硅铬铁合金的。 铬与硅在高温下生成两种稳定的化合物为CrSi与CrSi2。因为铬的硅化物比它的碳化物稳定，所以当有硅存在时，部分碳将被硅取代，生成碳硅复合铬化物，直至生成硅化物。 当合金中Si<20％时，基本上由一个相(Cr，Fe)3(C，Si)2组成。可以认为是Cr3C2中部分Cr为Fe取代，部分C由Si取代的结果。当硅含量增加至>20％～29％时即形成新的复合相(Cr，Fe)(Si，C)。过剩的Cr与Fe组成金属间化合物FeCr，即σ相。含S i29％～34％之间增加了新相(Cr，Fe)Si。当Si超过34％，铬、铁与硅形成硅化物。由于含硅量增多而出现CrSi2与SiC相。铬与硅问的亲和力比铁与硅的大，所以先生成CrSi2。但是CrSi2与FeSi2的结晶构造不同，相互间不能形成固溶体。含Si44％～5l％时，Cr与Si生成CrSi2，部分FeSi与Si生成FeSi2。碳硫分析仪当Si51％～60％时，合金由CrSi2、FeSi2、SiC与Si组成。从上述结果可以看出含硅高的铬硅铁合金是由铬和铁的硅化物、SiC及Si组成，即碳是以SiC相存在。工业生产的硅铬铁合金的结构分析与此基本吻合。碳以不溶解于液相硅铬铁的SiC相存在。 硅铬铁合金的饱和含碳量与含硅量的关系见图2。图中表示在1625℃与1725℃时3种硅铬铁合金：含Cr～30％，含Fe20％～25％和含Fe15％～20％的结果。 Cr／％ Si／％ c／％熔化温度范围／℃密度／g·ClTI一。 40～45 45～35 50～65 25～20
编号：SM-ZD-17169 铁合金冶炼安全生产Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
铁合金冶炼安全生产 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 第一节安全生产的意义 1安全生产的意义 《中华人民人和国安全生产法》第一条明确指出，制定该法的目的是为了加强安全生产监督管理，防止和减少生产安全事故，保障人民群众的生命和财产安全，促进经济发展。这也是我们要求实现安全生产的意义所在。 2、安全生产的目的 2.1通过不断改善劳动条件，消除危害，降低危险，防止和减少事故； 2.2保障从业人员生命安全与健康，保障公司财产与设备、设施完好； 2.3促进生产经营顺利进行，促进企业发展。 3.1人的不安全行为 3.1.1操作错误，忽视安全、忽视警告； 3.1.2人的行为造成安全装置失效；
3.1.3使用了不安全的设备； 3.1.4以手代替工具的操作； 3.1.5冒险进入危险场所；攀、坐不安全位置； 3.1.6在必须使用个人防护用品，用具的作业中场合中忽视其作用； 3.1.7穿戴不安全的装束。 3.2物的不安全状态 3.2.1防护、保险、信号等装置缺乏中有缺陷； 3.2.2设备、设施、工具附件有的缺陷或设计不当，结构不合安全要求； 3.2.3机械、绝缘、绳索等强度不够； 3.2.4设备在非正常状态下运行； 3.2.5设备维护、调正不良； 3.2.6个人防护用品、用具等缺少中有缺陷； 3.2.7生产（施工）场地的环境不良； 3.2.8交通线路的配置不安全，操作工序设计或配置不安全，地面有其他易滑物。 第二节铁合金冶炼从业人员如何做到安全生产
铁合金烘烤装置 技 术 方 案 江苏欧亚环保科技有限公司
一、前言 合金烘烤炉是烘烤铁合金的专用设备，通过对硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、钛铁、钒铁等合金炉料进行脱水份烘烤，在200℃内进行脱游离水分烘烤，在400-600℃内进行脱结晶水分烘烤。使合金达到要求温度，能满足炼钢工艺要求，实现缩短冶炼时间，提高钢材质量的目的。 对比传统烧嘴直接燃烧烘烤，热风式烘烤炉具有如下优势： 1、热风炉与烘烤料仓采用分离式结构。煤气可以充分燃烧，避免一氧化碳中毒事故。 2、安全措施齐全，热风炉内设置有火焰检测装置，对炉内燃烧状态进行实时监控。 3、优化煤气管路敷设、废气排放少，减少污染源及事故源。 4、采用专利技术重新设计热风燃烧、循环管路；极大提高了热能利用效率。 5、加热后废气及合金粉尘通过接入车间现有除尘管道排出，不增加尾气及合金粉尘污染。 6、所有外露高温管路均采用双层隔离结构，内壁风冷。 7、热风烘烤料仓内布置热风放散管，合金均匀受热，避免烧结。 8、人机交互简单、直观，操作方便。 二、设备总述 铁合金烘烤是炼钢的必备工序之一。通过采用合适的烘烤工艺,可以去除铁合金的吸附水和结晶水,降低铁合金带入钢液的水,有利于降低钢液的H含量，以满足炼钢工艺的使用要求。 本套装置采用热风式烘烤，由一套合金烘烤系统，一套热风炉；四个料仓，两个称重料斗组成。其中两个料仓为一组，共用一个称重料斗。热风炉产生的热量由调温风机调整至合适的温度、压力后再通过热风管道输送到各个烘烤料仓，料仓内安装有放热管，将热风分散到料仓内对合金原料进行烘烤、干燥脱水。
图一、设备预览图 三、技术参数 序号 项 目 参数 1 成品料量（单炉） 最大容积：25m3 2 料仓形式矩阵式 4 热风鼓风机 全压：8915-9698Pa 热风量8588-11883m3/h 5 冷风风量 2844 m3/h 6 燃气热值（高炉煤气） 约700KJ/Nm3 7 烘烤温度 约350℃ 8 烘烤时间 连续烘烤 9 烘烤热效率 ≥75% 10 火焰监测器 紫外光型 11 点火方式 电子点火 12 燃烧率 98% 序号 名称 1 热风炉体 2 热风管路 3 热风风机 4 煤气烧嘴 5 称重下料装置 6 废气回收管路 7 烘烤料仓 8 热风回收管路
浅谈铁合金的种类和发展趋势 铁合金是“铁”和另一种金属（或非金属）化学元素形成的化合物，主要用于钢铁冶炼作脱氧剂和添加剂，对改善钢材品质、提高钢材性能起至关重要作用，素有钢铁“味精”之称。 我国是钢铁生产大国，也是铁合金生产大国，2011年全国铁合金产量2800万吨左右，约占世界总产量的40%左右。铁合金发展与国内钢铁工业发展基本同步，是国民经济支柱产业，随我国钢铁工业快速发展，铁合金发展也达到一个新的高度，并且铁合金生产布局发生了重大变化。 铁合金的分类 铁合金种类繁多、品种多样，主要有硅、锰、铬三大系列，其他还有镍、钨、钒、钛、磷等系列产品和特种铁合金产品。 硅系铁合金的代表品种有硅铁、硅钙等。锰系铁合金代表品种有锰铁（高、中、低、微碳锰铁）、硅锰及电解金属锰等。铬系铁合金主要的代表品种铬铁，与锰铁相近按含碳量又分高碳、低碳、微碳、金属铬。 铁合金的应用 铁合金在钢厂主要有两大用途，即脱氧功能与合金功能。脱氧就是脱去钢水中的氧，炼钢过程实际是个氧化过程，通过强烈吹氧，使大量碳、磷、硫杂质被氧化和夹带到钢水之外。但到炼钢结束时，钢水中的氧必须脱离干净，否则会造成钢的质量下降。因此铁合金中的一些元素便充当了脱氧剂，使之与钢水中溶解氧
生成不溶于钢水的氧化物，达到清除钢水中过剩溶解氧的目的。 铁合金的另一个功能是用作炼钢中的合金剂，根据所炼钢种成份对化学元素含量的需要通过添加合金剂进行补充，以达到钢材性能指标要求。如硅铁、硅锰合金等既是脱氧剂又是合金元素添加剂。 铁合金生产发展趋势 一、装备大型化、控制智能化 随着科技创新发展，铁合金生产设备不断向大型化发展，目前国外最大的铁合金电炉单台容量达到100MVA,国内电炉30MVA 以上所占比例不断增大，装备精良、且控制系统高度自动化和智能化，不仅提高铁合金生产效率，而且节能降耗、安全环保比小电炉更显优势。 二、产品复合多元化、精品化 随着精品钢冶炼工艺的开发，钢厂对铁合金的品质要求也不断提高，低杂质、少有害元素含量多元复合铁合金产品替代单一合金产品愈来愈受到用户的青睐，也是铁合金新产品发展方向。 三、工艺流程设计科学化 新型铁合金生产企业在设计布局时充分考虑了原材料预处理系统和余热回收系统装置，以适应不同矿种并有效降低冶炼电耗、能耗，最大限度实现资源能源综合利用，降低生产成本。四、综合区域优势布局生产基地。 随着我国西部大开发政策出台，在西部省份建立铁合金生产
浅析我国铬铁合金冶炼发展趋势 摘要：铁合金生产过程是及其严格，必须对调节剂、还原剂、炉料成分进行严 格拧制，经过化学反应和高温物理变化，才能生成所擗要的铁合金。其主要用途 是成为特殊钢材的生产用料，在生产铁合金时，必须有专业的机械设备，按照操 作步骤进行，提供一定的热量和温度，只有这样才能确保Ｍ低的能耗，生产出符 合标准的铁合金产品。因此，收集生产过程屮能耗数据，建立能源消耗数据梭哨，丫解能源走向，据此预测和优化消耗值，是企业节能增效首要工作。 关键词：铬铁合金；链箅机；－回转窑；还原度；冶炼电耗 引言 高碳铬铁是生产不锈钢和高铁素体合金的重要合金材料，可作为钢的添加料生产多种高 强度、抗腐蚀、耐磨、耐高温、耐氧化的特种钢。不锈钢产品中，200系不锈钢含铬量约在16%，300系不锈钢含铬量约在25%，400系不锈钢含铬量约在14%，铬铁需求量最大的300 系不锈钢也是不锈钢生产中最大比例的产品。 1铁合金生产原理和意义 铁合金分类方法有很多，可以按照设备不间分类，基本有，高炉，电弧炉等，按照供能 形式不同可以分为，电热、碳热等。铁合金生产目的就是把矿氧化物中金元索提炼出去，可 以采用电解、热分解、还原剂等方法。但是，铁合金并不是直接用于生产，而是作为中间材料，用在冶金作业中。其用途很多，通常为脱氧剂和合金剂，也可以用来合成普通合金板材。国际社会上，很多国家在考量一国综合力量时，铁合金生产量是重要因索之一，通常情况下，也可以用来衡量这个国家钢材使用情况。西方很多国家现在进行铁合金长期储备，目的是一 种军事战略，从当战略物资。 2铬铁合金生产技术现状 铬矿是重要的战略资源，是冶炼高碳铬铁的主要原料。与国外相比，我国的铬铁合金起 步较晚，并且铬矿资源贫乏，保有储量仅占世界储量的0.15%，而且分布零散，矿床规模小，矿石品位低。目前尚未发现储量大于500万t的大型铬铁矿床，受铬矿储量和开采成本等限制，我国铬矿产量很低，为满足铬铁合金生产需要大量从国外进口。自1999年后，我国铬 矿进口依存度在95%以上，几乎全部依赖进口。 3我国铬铁合金产业发展趋势 3.1冶炼大型化 国家产业结构调整指导目录（2019年本）对铬铁合金冶炼单位电耗高于3200kWh/t、容 量小于25MVA的矿热炉进行了限制。为满足环境保护和产业转型的需求，根据国家相关行 业政策对冶炼电耗高、容量小的矿热炉进行淘汰，建设大型密闭矿热炉进而促进产业结构调 整转型。同时对煤气进行回收，做好环境保护工作，降低能耗。 3.2合理配置短网，增加工作效能 企业为了达到降低冶炼过程中投入资金数额得目的，通常怙况下选择对短网进行重新配置，实现提髙效能的目标。在电炉输入功率中，冶炼企业经过多次研宄发现，发生在短网上
铁合金冶炼培训讲座 一、什么是硅产品 含硅量达14%以上至99%之间，其余为杂质或另一种（个别两种）主要元素，通过冶炼所得的合金俗称硅产品。通常包括工业硅、硅铁、硅钡、碳化硅、硅钙等，最常用的为工业硅、硅铁两种。 冶炼任一种硅产品必须涉及到矿石（含SiO2）这一原料，采矿会破坏森林、植被，同时冶炼过程也会产生大量的污染（如CO、粉尘过量等），属于消耗资源、高污染、技术含量低的冶金行业。所以，发达国家一般不予生产，主要依赖进口。由于硅产品的广泛用途（汽车工业、信息工业）又决定了它的最大消费方为发达国家地区，所以发展中国家生产的硅产品，除自身消耗外，大部分用于出口换取外汇。 冶炼硅产品必须具备以下两个最基本的条件：①自身环境净化能力强的地方（亦允许产生轻度污染源的地方）；②丰富的低价电源，因为硅冶为高耗能行业，以工业硅为例，每吨成品耗电平均12000度，通常只能以低廉的水电（每度从0.2-0.5元不等）作为生产能源。由于污染重，能耗高硅冶企业只能分布在边远、水电丰富（个别火电丰富）的地区，并且受电力紧张的缘故，在枯水季节常因限电而减产或停产。 二、我国硅冶炼行业状况 福建三明地区是中国最早生产工业硅等硅产品的地方，由于近年水电的缺乏及资源的过度开采。目前福建的硅冶规模大部分偏小，近
五六年来，贵州、云南利用自身丰富的水电资源，已成为中国最大的硅生产基地，特别是贵州产量约占全国的50%以上，生产硅产品的地方还有四川、湖南、江西（个别）、西宁、内蒙、东北等地。除个别小厂外，现在硅铁炉一般都在6300KVA以上， 随着国家对铁合金行业的整顿，以及受环保要求，各地小容量电炉及达不到环保要求的炉子必然被淘汰。 三、硅系产品用途 工业硅俗称金属硅或结晶硅，严格来讲工业硅不属于铁合金行业，在习惯上由于工业硅的冶炼采用矿热炉进行，就把工业硅划分到铁合金行业中。工业硅是指含硅量大于等于98.5%的纯硅产品，其中以铁、铝、钙（按顺序排列）的三种杂质含量分成各小类，如553、441、331、2202等。其中553代表该品种工业硅含铁小于等于0.5%，含铝小于等于0.5%，含钙小于等于0.3%；331工业硅代表含铁小于等于0.3%，含铝小于等于0.3%，含钙小于等于0.1%，以此类推，因习惯原因其中2202也简写成220代表钙小于等于0.02%，2开头的工业硅也称为化学硅。 工业硅的主要用途：工业硅作为非铁基合金的添加剂。工业硅也用作要求严格的硅钢的合金剂，冶炼特种钢和非铁基合金的脱氧剂。工业硅经一系列工艺处理后，可拉制成单晶硅，供电子工业使用，在化学工业中用于生产有机硅等，因此它有魔术金属之称，用途十分广泛。 工业硅添加到铝、铁等金属中，可改良或增强金属的优良性能。
硅锰合金的冶炼
关于硅锰合金的冶炼方式和方法 邓绍鑫、邓元华 内容摘要：硅锰合金是炼钢中常用的复合脱氧剂，因此，世界上对于硅锰合金的 冶炼都十分的重视。本文通过对硅锰合金的冶炼过程进行剖析阐述，客观上总结了国 内外硅锰合金冶炼的技术手段和方法。b5E2RGbCAP 关键词：硅锰合金 复合脱氧剂 冶炼
硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属 锰的还原剂。 硅锰合金可在大中小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。目前，世界上硅锰合 金电炉正向大型化、全封闭的方向发展，南非 1975 年投产了一台 88000KVA 的大型硅 锰合金电炉。p1EanqFDPw 生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭。 生产硅锰合金可使用一种锰 矿或几种锰矿（包括富锰渣）的混合矿。为保证炼出合格产品，矿石中的锰铁比和锰
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磷比应满足一定要求，见表 1-2 所示。所用的锰矿含锰越高， 表 1-2 各项指标越好，图 1-1 为锰矿品位对硅锰合金技术经 济指标的影响。锰矿中二氧 化硅含量通常不受限制。采用含二氧化硅较高的锰矿 （30~40%SiO2）来冶炼硅锰合金在技术上是允许的，在资源利用上是合理的。
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图 1-1 锰矿中的杂质 P 2O 5 要低，P 2O 5 使合金中磷含量升高。锰矿粒度一般为 10~80mm，小于 10mm 不超过总量的 10%。RTCrpUDGiT 对于硅石的要求，SiO 2≥97%，P 2O 5＜0.02，粒度 10~40mm，不带泥土及杂物。 对于焦炭的要求，固定碳≥84%，灰分≤14%，焦炭粒度，一般中小电炉使用 3~13mm，大电炉使用 5~25mm。5PCzVD7HxA 对于石灰的要求与碳素锰铁对石灰的要求相同。 为了改善硅的还原，炉料中必须有足够的 SiO 2 使在酸性渣中进行冶炼，渣中 SiO 2 过高，会使排渣困难，通常冶炼硅锰合金的炉渣成分：jLBHrnAILg CaO+MgO （SiO 2）=34~42%，=0.6~0.8 SiO 2 锰的高价氧化物不稳定，受热后容易分解和被 CO 还原成低价的氧化物 MnO ，在 1373K~1473K 的温度区间，锰的高价氧化物已经分解或还原成 MnO 。MnO 较稳定，只 能用碳直接还原，由于炉料中 SiO 2 较高，MnO 在没开始还原时就与它反应成硅酸盐， 富锰渣中的硅锰也是硅酸盐的形式存在，因此从 MnO 中还原锰的反应，实际上是液态 炉渣的硅酸盐中进行还原的。xHAQX74J0X 由于锰与碳组成稳定的化合物 Mn 3C ，用碳还原 MnO 得到的不是纯锰，而是锰的 化合物 Mn 3C 。 MnO·SiO24 3 C= 1 3
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Mn＜8%
铁合金的五种生产方法 【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-11-12 14-03 中国钢铁新闻网铁合金的种类繁多，生产方法各异，但归纳起来主要有以下五种： （1）、高炉法高炉冶炼铁合金与高炉冶炼生铁相似，是利用高炉的高温及还原性气氛使合金矿石还原制成铁合金的。在高炉中生产的铁合金主要是高碳锰铁。此外，用高炉还可冶炼低硅硅铁（Si约10%）与镜铁，前者供铸造使用。用高炉冶炼铁合金，劳动生产率高，成本低。但因高炉内氧化带的存在，高熔点或难还原的氧化物不能还原，所以其它一些铁合金不能用高炉冶炼，只能用电炉生产。 （2）、电热法电热法是铁合金生产的主要方法。由于碳的还原能力随着温度的升高而增强，故很多难还原的氧化物如：CaO、Al2O3、稀土氧化物等都可以在还原电炉中还原出来。在还原电炉内以电能为热源，用碳作还原剂，还原矿石生产铁合金。此法的缺点是许多金属极易和碳生成碳化物，故用碳作还原剂生产的合金（除硅质外）含碳都很高。为了得到低碳合金，就不能用碳作还原剂，而只能用低碳硅质合金作还原剂。因此低碳铁 合金不能用电热法，而只能用电硅热法。 （3）、电硅热法此法是在电炉内用硅（如硅铁或中间产品硅锰或硅铬合金）还原矿石、氧化物或炉渣，并以石灰作熔剂生产铁合金。因此获得的产品含碳量较低。目前，用这种方法生产微碳铬铁、中低碳铬铁、中低碳锰铁、钒铁和稀土硅合金等。成品的含碳量主要取决于原料的含碳量。用电硅热法生产铁合金时，电极会使合金增碳，故生产含碳量极低或纯的金属，不能使用电炉。熔点很高而不能从炉内流出的铁合金也不能用电炉生产，而只能用炉外法（也称金属热法）。 （4）、金属热法金属热法是用还原反应产生的化学热加热合金与炉渣，并使反应自动进行。这种方法又叫“炉外法”。此法常用的还原剂有铝、硅铁（75%Si）、铝镁合金等。得到的铁合金或纯金属含碳量极低。目前用这种方法生产钛铁、钼铁、硼铁、铌铁、高钨铁、高钒铁与金属铬等。 （5）、转炉法此法是将液态的高碳合金（如高碳铬铁）兑入转炉，吹氧脱碳，得到中低碳合金。铁合金的种类虽多，但99%的铁合金是用上述五种方法生产的。 责编：吕林来源：中国钢铁新闻网综合 1
“十二五”我国铁合金行业发展趋势解析 我国是钢铁生产大国，也是铁合金生产大国，目前我国铁合金的产量约占世界总产量的40%。铁合金是炼钢必备辅料，使用量约占钢产量的4%左右。我国钢铁工业做强做优离不开铁合金行业的支撑，铁合金行业未来如何发展是目前困惑国内铁合金行业发展的主要矛盾。 我国铁合金行业现状与发展方向 我国铁合金行业整体状况较世界先进水平差距较大。我国铁合金企业的数量、产能自2000年以来的800余家、900万吨，迅速发展到1800家之多，产能跃升至3600万吨以上。而目前我国钢铁工业对铁合金的需求量只有2400万～2500万吨，实际产能过剩约1/3，且新增产能每年大于200万吨，产能过剩趋势的矛盾将不断加剧。预计“十二五”期间我国钢产量不会超过8亿吨，对铁合金需求量不会超过3000万吨，铁合金进出口量目前乃至未来的逆差还将进一步加大。同时，铁合金生产企业布局分散、绝大多数企业规模小、电炉容量低(6300KVA电炉及以下约占1/3)、设备简陋、污染严重、节能环保不达标。时至今日，进入我国《铁合金行业准入条件》企业尚不到总量的一半，在产业布局、产品结构、生产技术、工艺装备、从业人员素质等方面存在的问题也已严重地制约着我国铁合金行业的进步。 我国钢铁工业提出在“十二五”期间要加快实现“四个转变”，即由追求产量扩张(靠增加资源投入)向注重品种质量效益提高(靠科技进步、科学管理、人才成长)的集约化转变;由只注重钢铁主业发展，
向既做强钢铁主业又向钢铁下游产业链延伸的多元化转变;由过去多在内陆发展，向沿海和靠近原料及用户的地区转变;由消化引进技术集成创新，向更多的原始发明创新、能引导行业发展的方向转变。铁合金行业发展要适应钢铁工业发展，钢铁工业的“四个转变”同样适用于铁合金行业。 优化产业布局，向具有资源优势的区域转移 具有煤、水、电、运、钢、原料优势的区域是铁合金产业布局的首选。铁合金行业属于高耗能、资源依存度高的行业。电与矿是铁合金生产的基本要素，而电与水、煤息息相关，靠近资源才能取得优势。同样，矿资源更加重要。我国铬矿资源严重匮乏，目前分布在13个地区的资源潜力为3100万吨，其中仅西藏保有量较多，但也只有425万吨。目前我国锰矿资源储量的金属量为1.4亿吨，居世界第5位，主要集中在湖南、广西、云南、贵州、重庆、辽宁等地，随着开采量增加，品位会越来越低，使用价值递减，未来一定时期将会枯竭，也会与铬矿一样要依赖进口。低品位红土镍矿则全部依赖进口，只有硅石、石灰石储量丰富。为此，锰、铬、镍生产企业应侧重在沿海地区布局，以便于减少原料海运费及火运、汽运费用。同时，生产锰、铬、镍、硅铁的企业下游主要用户是钢厂，铁合金产品也要考虑周边钢厂运距及品种对应问题。 加快技术进步，逐步达到世界先进水平 持续地优化生产工艺和提高技术装备水平是必经过程。10多年来，我国铁合金行业虽然发展迅猛，但生产工艺、技术装备水平比较
高碳铬铁生产工艺 一、矿热炉 高碳铬铁的生产方法有电炉法、竖炉（高炉）法、等离子法和熔融还原法。竖炉法现在只生产低铬合金（Cr<30％），较高铬含量（例如 Cr>60％）的竖炉法生产工艺尚处在研究阶段；后两种方法是正在探索中的新兴工艺；因此，绝大多数的商品高碳铬铁和再制铬铁均采用电炉（矿热炉）法生产。电炉冶炼具有以下特点： （1）电炉使用电这种最清洁的能源。其他能源如煤、焦炭、原油、天然气等都不可避免地将伴生的杂质元素带入冶金过程。只有采用电炉才能生产最清洁的合金。 （2）电是唯一能获得任意高温条件的能源。 （3）电炉容易实现还原、精炼、氮化等各种冶金反应要求的氧分压、氮分压等热力学条件。 主要技术参数 根据生产的品种和年产量，首先确定炉用变压器的额定容量，选择变压器的类型（三相或三台单相）、工作电压和工作电流。然后确定电炉的几何参数，包括电极直径，电极极心圆直径（或电极中心距），炉膛直径，炉膛深度，护壳直径，炉完高度等。所有这些参数，通常采用经验公式计算，并参照国内外生产实践进行选定。部分冶炼高碳铬铁的还原电炉主要技术参数列于表1。 表1 部分还原电炉主要技术参数 变压器容量 /KVA 使用电压/V 电极直径 /mm 极心圆直径 /mm 炉膛直径 /mm 炉膛深度 /mm 2700500115028001700 8000138870225065002700 90009002300-250045002100 1250015810002300-250049002100 12500 120-168 19 级 10202600±5060002300 250002201300330077002500 组成结构 埋弧式还原电炉由炉体、供电系统、电极系统、烟罩（或炉盖）、加料系统、检测和控制系统、水冷却系统等组成。 二、工艺流程 原料的选取 冶炼高碳烙铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。其中焦炭以及硅石作为还原剂。
AN OVERVIEW OF CURRENT MANGANESE AND CHROMIUM FERROALLOY PRODUCTION IN RUSSIA L.A. Smirnov, V.I. Zhuchkov, E I. Arzamastsev and A.A. Babenko Ural Institute of Metals, Ekaterinburg, Russia. E-mail: uim@ural.ru ABSTRACT A brief analysis is given for state-of-the-art of manganese and chromium ferroalloy production in Russia and their consumption by metallurgy plants. The main causes of low output of manganese and chromium ferroalloys, and ways to resolve the issue of ferroalloy production development are considered. 1. INTRODUCTION The state of ferroalloy production in Russia is defined by the output and stock of steel produced, as well as domestic and foreign market opportunities. At present the capacity for all kinds of ferroalloys produced is estimated as 24,000 kt annually. At 16,000 – 18,000 kt manganese ferroalloys make up 41% of the output and the chromium ferroalloys make up 29% [1]. Steel production is characterized by fluctuation, with average annual steel production predicted to increase by 0.52% per annum. 715,000 kt of steel was produced in the world in 1980, 770,000 kt in 1990 and 830,000 kt in 2000. It is predicted that 861,000 kt of steel will be produced in the year 2005. In 2000 China ranked first in production in the world (125,800 kt in 2000), Japan was second (106,400 kt) and the USA third with 101,000 kt [2]. Under the conditions of the deep economic crisis In Russia, steel output decreased by 43% compared to 1990, reaching 59,000 kt at the end of year 2000. At the same time, the production of alloyed and special steels and super alloys was also reduced. The output of corrosion-resistant steel, for instance, was reduced by 75% and the ferroalloy production decreased by 53%. Only the expansion of export to CIS countries, avoided the further fall of ferroalloy production in this country. 2. FERROALLOY PRODUCTION Ferroalloy production in Russia is represented by four specialized plants (Chelyabisk Electrometallurgy Plant, Serov Ferroalloy Works, Kuznetskie Ferrosplavy and the Klyuchevskoi Ferroalloy Plant), and a range of affiliated ferroalloy shops and iron and steel plants. The production capacities of these producers can assure an output of up to 1,650 kt of ferroalloys a year. During the middle 90's, the total ferroalloy output level was stabilized at 800 kt, and in recent years it amounted to 1,200 kt a year. The production capacities in 2000 amounted to 70% of that of 1990, this corresponds to similar indexes in other countries [2]. 2.1 Manganese Ferroalloys The supply of manganese ore to the Russian ferrous-metallurgy industry is crucial. For a long time, iron and steel plants in Russia consumed manganese products from Ukraine and Georgia. Russia’s own manganese-ore reserve was not utilized and production capacity for manganese ferroalloy production was not present. The estimated reserve of manganese ore, of 146,000 kt, has stayed the same for a long period. Russia’s general manganese reserve ranks ninth in the world. Proceedings: Tenth International Ferro a lloys Congress; 1 – 4 February 2004 INFACON X: ‘Transformation through Technology’ Cape Town, South Africa ISBN: 0-9584663-5-1 Produced by: Document Transformation Technologies