世界铬矿的分布及国内外铬矿炼钢工艺综述
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铬矿在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。
铬矿铬铁合金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,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。
英文名称:Chrome Mine中国铬矿资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。
总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。
铬矿产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最主要,保有储量约占全国的一半。
中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床,绝大多数属蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。
西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。
从成矿时代来看,中国铬矿形成时代以中生代、新生代为主。
在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。
铬铁合金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,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。
金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。
这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。
在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。
铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。
铬铁矿是中国的短缺矿种,储量少,产量低,每年消费量的80%以上依靠进口。
编辑本段矿物原料铬具有亲氧性和亲铁性,以亲氧性较强,只有在还原和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。
在内生作用条件下铬一般呈三价。
六次酸位的Cr3+和Al3+Fe3+的离子半径相接近,故它们之间可以呈广泛的类质同象。
此外,可与铬类质同象代替的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在镁铁硅酸盐矿物和副矿物中有铬的广泛分布。
在表生带强烈氧化条件下(碱性介质),Cr3+氧化成Cr6+形式的铬酸根离子,使不活动的铬离子变成易溶的铬阴离子发生迁移。
铬市场研究--全球十大铬矿山排名世界铬矿资源量约120亿吨,主要分布在南非、津巴布韦、哈萨克斯坦、芬兰、土耳其等国。
其中南非资源量最大为67.5亿吨,约占世界资源总量的一半;津巴布韦资源量为9.3亿吨,哈萨克斯坦资源量在4.7亿吨左右;芬兰资源量1.2亿吨,印度资源量3.4亿吨;土耳其、阿尔巴尼亚、巴基斯坦等国家也有一定的铬矿资源分布。
中国铬资源量匮乏,查明资源量仅1100万吨,主要分布在西藏、新疆等西部地区。
全球主要铬矿山的生产情况如下:一、南非铬矿山南非是世界铬资源最丰富的国家,储量约占全球总储量的72%,每年铬矿产量全球第一。
南非著名的布什维尔德杂岩体(Bushveld)形成了规模庞大的铂族、铬矿体系。
这一矿脉带的铬储量约占全球的70%。
南非矿山基本都产于布什维尔德杂岩体杂岩体的不同部位,是典型的层状铬铁矿,具有矿种单一、产状平缓、剥蚀显著、易采易选等特征。
1.Glencore-Merafe Chrome Mine嘉能可在布什维尔德东西地区拥有大量铬矿资源,东西部探明铬矿储量均约1.17亿吨。
其中西部矿山拥有Waterval、Kroodal等7座在产矿山,东部矿山则有Thorncliffe,Helena等5座在产矿山。
嘉能可是目前世界上铬矿产量最大的企业之一,每年可生产近600万吨铬矿,140万吨的铬铁。
2.Samancor Chrome Mine萨曼可铬矿山分东西两部分,西部铬矿位于南非西北省的勒斯滕堡地区,而东部铬矿则位于南非林波波省的利登堡和斯蒂尔波特地区附近。
东西部矿山都在布什维尔德火成岩杂岩(Bushveld Igneous Complex)矿山带上。
萨曼可铬矿山的铬铁矿资源总量超过9亿吨,平均品位在40%左右。
按照目前的开采速度,预计将支持目前的开采活动超过100年。
萨曼可所拥有较大的铬矿山为Sky chrome 和Lesedi Mine,两座矿山位于西北省的布什维尔德杂岩体矿脉带,矿山铬资源储量合计为2.06亿吨,平均品位在34.49-37.57%。
铬矿在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。
铬矿铬铁合金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,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。
英文名称:Chrome Mine中国铬矿资源比较贫乏,按可满足需求的程度看,属短缺资源。
总保有储量矿石1078万吨,其中富矿占53.6%。
铬矿产地有56处,分布于西藏、新疆、内蒙古、甘肃等13个省(区),以西藏为最主要,保有储量约占全国的一半。
中国铬矿床是典型的与超基性岩有关的岩浆型矿床,绝大多数属蛇绿岩型,矿床赋存于蛇绿岩带中。
西藏罗布莎铬矿和新疆萨尔托海铬矿等皆属此类。
从成矿时代来看,中国铬矿形成时代以中生代、新生代为主。
在冶金工业上,铬铁矿主要用来生产铬铁合金和金属铬。
铬铁合金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,如不锈钢、耐酸钢、耐热钢、滚珠轴承钢、弹簧钢、工具钢等。
金属铬主要用于与钴、镍、钨等元素冶炼特种合金。
这些特种钢和特种合金是航空、宇航、汽车、造船,以及国防工业生产枪炮、导弹、火箭、舰艇等不可缺少的材料。
在耐火材料上,铬铁矿用来制造铬砖、铬镁砖和其他特殊耐火材料。
铬铁矿在化学工业上主要用来生产重铬酸钠,进而制取其他铬化合物,用于颜料、纺织、电镀、制革等工业,还可制作催化剂和触媒剂等。
铬铁矿是中国的短缺矿种,储量少,产量低,每年消费量的80%以上依靠进口。
编辑本段矿物原料铬具有亲氧性和亲铁性,以亲氧性较强,只有在还原和硫的逸度较高的情况下才显示亲硫性。
在内生作用条件下铬一般呈三价。
六次酸位的Cr3+和Al3+Fe3+的离子半径相接近,故它们之间可以呈广泛的类质同象。
此外,可与铬类质同象代替的元素还有Mn、Mg、Ni、Co、Zn等,所以在镁铁硅酸盐矿物和副矿物中有铬的广泛分布。
在表生带强烈氧化条件下(碱性介质),Cr3+氧化成Cr6+形式的铬酸根离子,使不活动的铬离子变成易溶的铬阴离子发生迁移。
2024年铬矿市场分析现状引言铬矿是一种重要的矿产资源,广泛应用于冶金、化工、建材等领域。
铬矿市场一直备受关注,本文将对当前铬矿市场的现状进行分析。
全球铬矿市场概览全球铬矿市场规模庞大,供需状况对市场价格有着重要影响。
近年来,全球经济发展带动了钢铁等行业的发展,进而推动了铬矿的需求。
同时,铬矿资源的有限性也使得市场竞争日趋激烈。
以下将对不同地区的铬矿市场进行概述。
亚洲市场亚洲地区是全球铬矿市场的主要消费地和生产地之一。
中国、印度、韩国等国家在该地区的铬矿消费和生产中占据着重要地位。
中国的不断增长的不锈钢产能对铬矿需求有着重要影响。
欧洲市场欧洲地区是全球铬矿的进口地和消费地,其中德国、法国、英国等国家是主要的铬矿消费国。
欧洲地区的钢铁行业的发展对铬矿市场有着显著的影响。
北美市场北美地区是全球重要的铬矿消费地,美国是该地区的主要消费国。
随着美国钢铁和不锈钢产业的发展,对铬矿的需求也在不断增长。
非洲市场非洲地区是全球铬矿的主要生产地之一,南非、津巴布韦等国家拥有丰富的铬矿资源。
然而,非洲地区的铬矿市场在全球市场中的份额相对较小。
铬矿市场竞争格局铬矿市场竞争激烈,主要由少数大型矿业公司垄断。
这些公司拥有全球范围内的铬矿资源,并掌握着生产和销售的主导权。
市场竞争格局的特点主要有以下几点:•垄断程度高:少数大型矿业公司占据绝大部分市场份额,其他小型公司的市场份额较小。
•资源控制:大型矿业公司拥有丰富的铬矿资源,这使得它们能够在市场上以较低价格进行销售,从而压制其他竞争对手。
•供应链控制:大型矿业公司掌控着铬矿的生产、加工和销售等环节,能够有效控制供应链,并在市场上获取更高的利润。
铬矿价格趋势铬矿价格受多种因素的影响,包括全球经济情况、供需关系、政策调整等。
近年来,铬矿价格呈现下降趋势,主要原因如下:•全球经济增速放缓导致不锈钢等行业需求减少,对铬矿市场造成了一定冲击。
•铬矿供应过剩,市场竞争激烈,导致铬矿价格下跌。
2023年铬矿行业市场分析现状铬矿是指铬的矿石,主要用于生产不锈钢和合金等。
近年来,全球不锈钢需求的增长导致了铬矿的需求量大幅上升,铬矿行业市场也得到了快速发展。
本文将对铬矿行业市场的现状进行详细分析。
一、全球铬矿资源分布和储量全球铬矿资源主要分布在南非、哈萨克斯坦、土耳其、菲律宾和津巴布韦等国家。
其中,南非是全球最大的铬矿生产国,占全球总产量的40%以上。
此外,土耳其、哈萨克斯坦和津巴布韦等国也是重要的铬矿生产国。
二、全球铬矿供需状况近年来,全球不锈钢需求的增长推动了铬矿的需求量快速上升。
根据统计数据显示,全球铬矿产量从2015年的2900万吨增长到2019年的3300万吨,年均增长率约为3%。
然而,全球铬矿的供应仍然面临一定的压力,尤其是在南非等主产国的产量下降的情况下。
三、中国铬矿行业现状中国是全球最大的铬矿消费国和进口国,但其铬矿资源相对匮乏,产量有限。
因此,中国需要大量进口铬矿来满足国内工业需求。
据中国海关统计,2019年中国进口铬矿总量为2500万吨,占全球总进口量的75%以上。
中国的铬矿行业主要分布在云南、新疆、山西、甘肃等地。
其中,云南是中国最大的铬矿生产省份,占国内总产量的90%以上。
云南的铬矿资源丰富,但利用率较低,存在一定的浪费。
中国铬矿行业面临的挑战包括资源短缺、环境污染和生产成本上升等问题。
为了解决这些问题,中国政府推行了一系列的政策,例如限制铬矿的出口和鼓励企业进行资源综合利用等。
四、铬矿行业的发展趋势和市场前景铬矿行业的发展趋势主要包括以下几个方面:1. 铬矿供需格局的变化:随着全球不锈钢需求的增长放缓和产能扩张的趋缓,铬矿供需格局有可能发生变化。
一方面,铬矿供应压力将减轻,价格可能出现下降。
另一方面,铬矿消费国开始加大对本土资源的开发,进一步优化供需结构。
2. 技术创新和产业升级:铬矿行业将逐渐向高端制造和绿色生产方向发展,推动铬矿产品的附加值提升。
此外,随着新能源汽车和航天航空等领域的发展,对高纯度铬的需求也将增加。
全球铬矿(矿物)行业发展现状分析一、世界铬矿(矿物)行业储量及产量全球铬矿资源丰富,现已探明储量约为5.1亿吨。
世界资源量超过120亿吨航运级铬矿,足以满足几个世纪以来可以想象的需求。
铬矿世界分布也非常清晰,世界铬资源在地理上高度集中哈萨克斯坦和南部非洲。
美国铬资源主要在蒙大拿州的斯蒂尔沃特综合设施中。
2019年全球铬矿储量570,000千吨,哈萨克斯坦40.35%、南非35.09%、印度17.54%、土耳其4.56%、芬兰2.28%。
全球铬矿产量保持稳定增长趋势,2018年全球铬矿产量43100千吨,2018年全球铬矿产量44000千吨。
2018年全球铬矿(矿物)产量43,100千吨,2019年全球铬矿(矿物)产量44000千吨;其中南非产量最大17000千吨,其次是哈萨克斯坦6700千吨。
二、美国铬矿(矿物)行业发展现状1、美国铬矿(矿物)库存2019年美国预计将消耗全球4%的铬矿生产各种形式的进口材料,如铬矿、铬化学品、铬铁合金,铬金属和不锈钢。
一家化工公司用进口铬矿生产铬化学制品。
不锈钢和耐热钢生产商是铬铁。
不锈钢和高温合金需要通过铬铁或含铬废料添加铬。
2018年美国铬矿(矿物)库存4千吨,2019年美国铬矿(矿物)库存约3千吨,同比下降25%。
2、美国铬矿(矿物)回收情况2018年美国铬矿(矿物)回收量143千吨,2019年美国铬矿(矿物)回收量140千吨,同比下降2.1%。
回收铬(包含在报告的不锈钢废料收据中)占28%表观消费。
3、美国铬矿(矿物)进出口分析美国每年的铬矿(矿物)进口量几乎都超过出口量的2倍,2018年美国铬矿(矿物)的进口量621千吨,出口量230千吨,进口量是出口量的2.7倍;2019年美国铬矿(矿物)的进口量520千吨,出口量150千吨,进口量几乎是出口量的3倍。
美国铬矿(矿物)表观消耗量相关稳定,2018年美国铬矿(矿物)表观消耗量538:千吨,2019年美国铬矿(矿物)表观消耗量510千吨,同比下降5.2%.2019年美国铬矿(矿物)毛重进口均价270美元/吨,铬铁(铬含量)进口均价2,200美元/吨,铬(金属毛重)进口均价11,000美元/吨。
铬矿资源及铬矿炼钢工艺综述摘要:本文详细的介绍了世界上主要铬矿资源分布情况,以及我国铬矿分布情况,并且,归纳了2001—2010年我国进口铬矿的总量变化情况。
主要阐述了国内外铬矿冶炼的工艺,包括:电炉法,熔融还原法,竖炉(高炉)法,等离子法,转炉型熔融还原法(川崎法),AOD铬矿冶炼不锈钢工艺。
铬是银白色带有光泽的金属,在自然界中没有纯铬。
在已发现的近三十种含铬矿物中,最主要的含铬矿物为铬尖晶石类矿物,其化学通式为(Fe,Mg)O ·(Cr,A1,Fe)203,它包含Cr203、A1203、Fe203、FeO、MgO等五种基本组分。
铬具有与其它金属形成合金的能力,其坚硬性和耐腐蚀性使它成为一种重要的合金元素。
据统计,世界铬铁矿消费量的76%用于冶金工业,13%用于耐火材料,11%用于化学工业。
铬是战略金属,且居第一位。
在冶金工业中,铬铁矿是冶炼铬铁合金的主要原料。
铬铁合金主要用于炼钢过程中的合金化,可增加钢的硬度、韧性、延展性、耐热性、耐磨性和防腐性,是生产不锈钢、轴承钢、弹簧钢、工具钢及军用特钢的重要合金元素。
1.世界铬矿资源分布根据国土资源部《世界矿产资源年评2004—2005》,2005年世界铬铁矿储量为8.1亿t,储量基础为18.1亿t。
世界铬铁矿资源超过120亿t,可以满足世界数百年的需求。
世界上铬铁矿资源丰富的国家有南非、哈萨克斯坦、芬兰、印度、巴西、土耳其及阿尼巴尼亚等国(表1),南非和哈萨克斯坦是世界上两个铬铁矿资源最丰富的国家,其铬铁矿资源量约占世界铬铁矿资源量的95%。
表1 2005年世界铬铁矿储量和储量基础(商品级矿石)单位:万t资料来源:World Metal Statistic Yearbook,2004-2005。
2004年世界铬铁矿矿石产量约为1628.7万t,比2003年又增长了2.0%(表2)。
世界主要的铬铁矿生产国包括:南非、哈萨克斯坦、印度、津巴韦布、芬兰、土耳其、巴西和阿尔巴尼亚等。
其中,南非、哈萨克斯坦和印度三国的铬铁矿产量合计1370.9万t,约占世界铬铁矿总产量的84.2%表2 世界主要国家铬铁矿产量单位:万t资料来源:World Metal Statistic Yearbook,2004-2005。
2.中国铬矿资源中国铬矿资源极度缺乏。
截至2002年底,全国共有铬铁矿54处,而且主要分布在西藏、内蒙古、新疆和甘肃4省区,这四省区合计占全国总储量的80.7%。
与此同时,我国铬铁矿矿产规模小,目前尚未发现有资源储量大于500万吨的大型铬铁矿床,即便是超过100万吨的中型矿床也只有4个,其余均为资源储量在100万吨以下的小型矿床,而且开发利用条件差、交通不便。
2007年我国铬铁矿产量20万吨,仅满足了国内需求的3%。
我国铬铁矿资源的供需缺口主要依靠进口来解决。
2003年我国进口铬铁矿178万吨,到2010年,进口量达到866.2万吨,具体情况如图1所示。
据有关部门预测,到2020年,我国铬铁矿产量将为10万吨左右,需进口430万吨,进口依存度达98%[1]。
3.铬矿冶炼工艺:铬铁矿主要用于冶炼碳素铬铁,进而生产不锈钢、耐热钢及其它合金钢。
由于铬的还原温度比较高,大多数企业采用矿热电炉冶炼高碳铬铁合金。
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。
电炉占统治地位,世界十大不锈钢生产厂家(年产量>30万吨以上)无不配备有电炉。
铁浴法熔融还原采用转炉制备液态不锈钢母液,目前实现工业化规模生产的只有日本川崎钢铁公司千叶厂。
竖炉型熔融还原制备不锈钢母液还只进行了工业试验或试生产,完整的不锈钢生产流程尚未实现。
3.1电炉法⑵:电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是在电弧加热的高温区用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物称为电碳热法。
埋弧还原电炉是电炉的一种,在铬铁生产中用于对矿石等炉料进行还原熔炼。
3.1.1原料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。
铬矿中Cr2O3≥40%,Cr2O3/∑Fe O≥2.5,S<0.05%,p<0.07%,MgO和Al2O3含量不能过高;粒度10~70mm,如系难容,粒度应适当小一些。
3.1.2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。
3.1.3冶炼操作工艺电炉熔剂法生产高碳铬铁采用连续式操作方法。
原料按焦炭、硅石、铬矿顺序进行配料,以利混合均匀。
敞口炉通过给料槽把料加到电极周围,料面呈大锥体。
封闭炉由下料管直接把料加入炉内。
无论是敞口炉还是封闭炉,均应随着炉内炉料的下沉而及时补充新料,以保持一定的料面高度,工艺流程如图2所示。
电炉内所发生化学反应生产高碳铬铁的主要过程是:碳还原氧化铬生成Cr3C2 的开始温度为1385K,生成C r7C3的反应开始温度1453K,而还原生成铬的反应开始温度为1520K,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。
氧化铁还原反应开始温度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。
在发展中国家,因废钢资源的短缺,不锈钢母液大多采用固体高碳铬铁(含铬55~60%)+普通铁水(或再加部分废钢)的混兑法熔炼(电炉或转炉)。
这种制备方法需用电能重新熔化固体高碳铬铁,使得生产成本增加。
若采用混兑法工艺的钢厂毗邻铁合金厂,则可以用铁合金厂生产的液态高碳铬铁与普通铁水混兑进行母液的制备,从而节约了部分电能消耗。
但是,由于高碳铬铁是在埋弧电炉中生产的,它存在电耗高、生产率低及对铬矿要求高等问题,而且铬矿还原的动力学条件差,其铬的回收率仅为78~93.7%。
因此,就整个系统来说,电弧炉混兑法工艺不仅电耗高,而且金属铬的回收率较低,造成其生产成本偏高。
3.2 竖炉(高炉)法采用竖炉型反应器进行铬铁或不锈钢母液的冶炼并不是一项新的工艺过程。
人们早在1880年就开始用高炉进行冶炼含铬生铁的实践,但由于当时条件所限,特别是炉缸温度不足,而含铬生铁和炉渣的流动性差,正常的生产困难很大。
1962年11月美国Crucbiel钢公司采用炉缸直径为3658mm高炉进行了含铬生铁的首次工业试生产(3),共生产平均含铬量为巧.11%的铬铁890t。
1%3年又进行了第二次高炉生产铬铁的试验,并分别在3t和10t顶吹氧气转炉上顺利进行了含铬铁水的直接吹炼。
1987年,瑞典在高炉风口区加等离子喷枪将部分铬矿直接喷入炉缸,冶炼出含铬52~53%的高碳铬铁合金,平均铬收得率达91.6%。
该工艺的突出优点是可以直接利用铬精矿或粉矿。
竖炉法(高炉)熔融还原具有以下突出的优点:(l)高炉是个高效反应器,适合大规模生产的需要,故生产率高,生产成本可大大降低:(2)高炉生产时炉内的Pc。
分压低于埋弧电炉,炉渣中CZrO3的含量更低,铬的综合回收率提高;(3)铬矿原料的使用更灵活,既可以使用块矿,又可以将粉矿烧结或制成球团加以利用;(4)高炉直接生产的母液含铬量为13~18%左右,相比于高碳铬铁的生产铬要低得多,铬矿的还原更容易,能耗更低;(5)以焦代电,对于电力紧张和电价昂贵地区来说,可以节约电能。
3.3 等离子法等离子电弧温度高,气氛可控,设备简单,因此等离子电弧也可以用于金属冶炼。
在铬矿炼钢中利用等离子这些特点,可使矿石迅速熔解,加快矿石的还原速度。
金子对此工艺进行了研究,为加强搅拌,炉子周围绕有感应线圈。
在等离子炉顶设有加料溜槽,首先将金属料加入炉内,点火熔解,然后逐渐向熔池中加入铬矿和焦炭,冶炼含铬18%的粗钢液。
为防止钢液氧化,使用氛气做工作铬收得率达90~97%。
此外,PickleS(4)还创造了一种冶炼不锈钢的新途径,即在闪炼炉中使用低品位的煤还原铬矿。
图2等离子炉结构示意图。
它主要由炉底阳极、炉身以及炉顶阴极三部分组成。
炉底阳极与熔池相连,炉顶阴极是一根水冷棒状等离子。
炉上排气口装有压力调节装置和炉气成分分析设备,能按要求调整反应气氛及压力。
也取得了比较理想的冶炼效果,金属回收率达95%。
等离子技术能直接利用细粉原料和廉价碳质还原剂生产高碳铬铁,为利用粉状铬矿,降低生产费用和投资提供了可能性。
6. 转炉型熔融还原法(川崎法)(5)80年代以后随着转炉顶底复合吹炼技术的开发,以高炉炼铁为基础的钢铁联合企业也开始了不锈钢生产的尝试。
日本川崎制铁是最早开发应用转炉熔融还原制备母液,并成功实现不锈钢生产工业化的厂家,而且川崎制铁不断地进行工艺技术的探求以及设备的更新改造,使转炉熔融还原冶炼工艺日益完善,形成了独具特色的不锈钢生产线。
故在此文中将转炉熔融还原工艺统称为川崎法。
K一BOP法是川崎制铁最早开发应用的一种转炉熔融还原制备不锈钢母液工艺。
图3是K一BOP法生产不锈钢的工艺流程。
K一BOP是在LD复吹转炉上通过底部风口吹入不同比例的混合气体,底部供氧量最大为顶部供氧量的30%,并可喷入石灰粉。
K一BOP法克服了AOD 炉的风嘴损伤以及在高C范围内脱碳时不能增加氧流量的缺点,而铬并不会大量氧化,不仅取得了与AOD炉相同的冶金效果,而且提高了铬的回收率。
K一BOP法的主要工艺特点是:()l使用脱P铁水;(2)采用经回转窑预还原到含铬量60%的铬矿球团;(3)焦碳既是铬矿熔化的热源又作为铬矿的还原剂;(4)可以添加大量不锈钢废钢;(5)二次燃烧率增加。
我国1992~1993年在上钢五厂15t复吹转炉中成功地进行了铁浴熔融还原制备不锈钢母液的工业试验(6)。
试试验中C:的熔融还原速率达16~25%,但是铬的收得率仅85%,遗憾的是因各种原因,我国未能实现转炉熔融还原直接冶炼不锈钢的工业化生产。
AOD铬矿冶炼不锈钢(7)AOD作为一种工艺,在不锈钢生产中已占主要地位。
由于不锈钢生产中需要加入大量的低碳铬铁等合金,使得不锈钢冶炼成本很高。
日本住友〔‘4〕首先在冶炼不锈钢时,省去了转炉冶炼,直接用铁水、铬铁冶炼不锈钢。
为了进一步降低成本,他们用铬矿代替部分铬铁合金进行冶炼。
图4为AOD工艺使用铬矿冶炼不锈钢的工艺流程。
此工艺有一个铬矿还原期,依靠铁水中碳可获得40~80%的还原率,进而在冶炼后期加人硅铁,铬几乎全部被还原。
但在生产中发现,铬矿具有很强的冷却能力,计算出热平衡点需铬矿25kg/t,当超过此加人量时,就需要热补偿,硅耗增加。