电热法是在电炉制碱渣的条件下，用硅铬合金中的硅还原铬矿中的铬和铁的氧化物。

冶炼设备和原材料

电硅热法冶炼中低碳铬铁是在固定的三相电弧炉中进行的。可采用自焙电极，炉衬采用镁砖(干砖)。炉衬寿命短是中低碳铬铁生产中的一个重要问题。由于冶炼温度高(高达1650℃)，炉衬寿命一般较短(约45-60天)。电炉功率一般为2000-3500千伏安..3500kV A固定式三相电弧炉，外壳直径5.2m，高2.5m，炉膛直径(底部)2.7m，炉膛深度1.3m，电极直径450mm。

冶炼中低碳铬铁的原料是铬矿、硅铬合金和石灰。铬矿应为干燥纯净的块矿和精矿粉。Cr2O3含量越高越好，杂质(Al2O3、MgO、SiO2)含量越低越好。铬矿中的磷含量不应大于0.03%。粒径小于60毫米。铬合金应破碎，粒度小于30mm，无渣。石灰应是新烧的，其CaO含量不应低于85%。石灰中的CaO越低，杂质SiO2和Al2O3越高，因此，用于调节碱度的CaO越多，真实CaO越低。如果石灰中的CaO含量低，则有效CaO含量会更低。

熔炉反应

电硅热法冶炼中低碳铬铁的主要反应如下:2cr2o 3+3si = 4cr+3 SiO 2 FeO+si = 2fe+SiO 2。这两个反应的基础是硅可以与氧化结合形成比铬和铁的氧化物更稳定的化合物二氧化硅。用硅还原铬和铁氧化物的过程不同于用碳还原。碳还原产生的一氧化碳可以从反应中逸出，因此氧化物沉淀的碳还原反应非常完全，并且可以保证被还原元素的高回收率。当铬和铁的氧化物被硅还原时，反应产生的二氧化硅积聚在炉渣中，这使得进一步还原变得困难。因此，如果不采取措施，还原时只能还原矿石中40%-50%的Cr2O3，然后停止还原反应。如果增加还原剂的用量，合金中的硅会高于规定的标准，产生废品，渣中的Cr2O3仍然很高。为了提高铬的回收率，有必要在渣中加入助熔剂石灰。石灰中的CaO可与化学结合形成稳定的硅酸盐:CaO SiO2和2cao SiO2 (2cao SiO2最稳定)，使渣中的Cr2O3进一步还原。

炉渣的碱度CaO/SiO2通常等于1.6-1.8。冶炼中低碳铬铁的炉渣中也含有MgO，是铬矿和炉衬带入的。氧化镁和氧化钙的作用相同，所以炉渣的碱度也可以用(CaO+MgO)/SiO2来表示。冶炼中低碳铬铁，Cao+MgO/SiO2之比一般等于1.8-2.0。因此，铬矿中的Cr2O3可以最大限度地从矿石中还原出来。提高碱度是不合理的，不仅不能大幅度降低渣中的Cr2O3，还会增加渣中铬的总量和熔渣消耗的电能。炉渣与金属之比(渣铁比)为3.0-3.5。

操作过程

中低碳铬铁生产的特点是间歇操作，不同冶炼时期有不同的电气系统。在熔化期，高温区已经开始还原反应，但周围炉温较低，大部分固体物料还在熔化，所以可以采用较高的电压，此时炉子的功率较高。炉料熔化后的还原期不要用大功率。如果继续长弧高电压操作，热损失增加，操作条件恶化，会损坏炉料。因此，应采用较低的次级电压。一般熔化期用178V，精炼期用156V。

硅铬合金是硅热法冶炼中低碳铬铁时使用的还原剂，硅铬合金中的铬在冶炼过程中进入中低碳铬铁。为了防止弧光对炉底的侵蚀和适合输电，采用挡铁操作，炉底挡铁厚度为150-200毫米。铁的生产有以下优点:

(1)将炉渣与炉底分离，避免炉渣对炉温腐蚀；

(2)保持炉衬恒温，使炉衬不会因物料频繁冷却而淬火损坏；

(3)防止高温电弧击穿炉底。

但过多或过少的铁都要适当保留。留铁过多，造成翻渣崩料，影响产品质量；如果残留的铁太少，炉底会遭受高温、机械侵蚀和化学侵蚀，从而缩短炉衬的使用寿命。

冶炼中低碳铬铁的主要环节是修炉、堵铁口、装料、熔炼和精炼等。出钢后应立即用氧化镁堵住出铁口，并检查炉衬的侵蚀情况。炉衬在1650-1700℃的高温下工作，同时受到渣铁的强烈侵蚀和搅拌时的机械冲刷。此外，炉况异常和出铁口使用不合理也会缩短炉龄。生产实践证明，提高筑炉质量、制定合理的操作工艺、使用合理的二次电压、稳定控制温度和碱度、保持均匀的留铁、合理使用和维护出铁口是延长炉龄的方法。

当发现炉墙(主要是渣线)侵蚀严重时，应及时从配合料中抽出部分石灰，或用镁砖补炉。只有修复了炉衬，才能起弧送电。冶炼中碳铬铁可以快负荷运行，送电后15分钟才能满负荷运行。为促进熔化，冶炼中低碳铬铁的熔化期负荷应足以提高炉膛温度，精炼期负荷可稍小。

加料方式有两种:一种是混合加料，即将铬矿、石灰、硅铬合金混合后一次性加入炉内；另一种加料方式是分批加料法，即一炉炉料混合后，分几次加入炉内。前者是目前广泛使用的方法。其特点是送电后，混合料一次性缓慢加入炉内，分布应略呈盆状，后面电极多，大面少。如果夏季雨水较多，原料潮湿，可以先围炉烘烤，待干燥后再用耙子慢慢推入炉内。为了加速熔化，充分利用热量，根据熔化情况，可以用老鼠将周围的物料逐步推进炉内。为了加快熔化速度，充分利用热量，可根据熔化情况，用耙子将周围物料逐渐推入炉内高温区。从送电到充电完成，这段时间称为熔化期。

精炼期是指从入炉结束到出钢开始的时期，这是一个还原反应。在此期间，应进行充分搅拌以促进还原反应。精炼期必须保持一定的精炼时间，太长会使金属渗碳而浪费电能；如果太短，还原反应不能完全进行，金属回收率低。出钢前，应在三个电极中间取样，以判断硅含量。如果硅含量低，应加入硅和铬进行硅的调整。高硅应酌情用铬矿脱硅。成分合格，就可以出铁了。判断硅含量的方法如下:

(1)试样横截面呈灰色，有轻微的垂直分叉(柱状晶)，铁样坚韧，证明金属的硅含量小于3%，可以出铁。

(2)试样横截面呈灰黑色，多竖叉，且坚韧不易折断，说明硅含量过低，应加入还原剂调整硅。但加入硅和铬后，经过搅拌和一定的精炼期，可以出铁。

(3)试样断面呈白色，质地较脆，易破碎，说明硅含量过高，不宜出铁，应进行精炼，必要时可加入一定量的铬矿进行脱硅。只有成分合格，才能出铁。钢包、渣罐、台车、锭模等。攻丝前应做好准备，绞车应运转正常。如果成分合格，立即打开出铁口，切断电源进行出铁。出铁口有时很难打开。使用燃烧器或氧气煮沸出铁口。正确使用和维护出铁口是延长高炉寿命的关键问题之一。出铁口的高度和堵塞的深度要合适。如果开得太高，铁水出不来，大量铁水存在炉内，造成翻渣，严重的可能造成漏炉事故；如果出铁口开得太低，炉内铁水全部排出，钢包装不下，造成炉前事故，降低炉底，显著缩短炉龄。最好根据炉底深度开炉，先出渣，后出铁水，根据批次大小均匀出铁。堵铁口的深度也要合适。太深了，睁不开眼。太浅的出铁口移出，侵蚀出铁口两侧，缩短炉衬寿命，容易跑料。

出钢后，渣铁在专用渣铁分离器(即渣分离模)中分离。熔渣分离后，合金在锭模中浇铸。或者由铸铁机铸造。挂在精加工台上冷却，然后去除表面灰尘和夹渣。粉碎后每件质量小于15kg，按品种、品牌放入指定仓号，化学成分、物理形态不合格的产品回炉重熔。冶炼低碳铬铁(C≤0.25)时，应适当注意增碳问题。原材料要干净，不允许有碳，尤其是含碳量低的硅铬合金，严禁使用带渣的硅铬合金，因为渣中含碳量高。