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。
冶炼配备设备及原料
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。可以用自焙电极,炉衬用镁砖。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)。电炉电源一般采用2000-3500kv & middot;答.3500kV & middot固定式三相电弧炉,外壳直径5.2米,高2.5米,炉膛直径(底部)2.7米,炉膛深度1.3米,电极直径450毫米。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。
炉内反应[/s2/]
电硅热法冶炼中低碳铬铁的主要反应如下:2cr2o 3+3si = 4cr+3s io 2 FeO+si = 2fe+SiO 2。这两个反应的基础是硅可以被氧化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能与化学物质结合形成稳定的硅酸盐:CaO & middotSiO2、2CaO & middot二氧化硅(含2CaO & middotSiO2最稳定),从而可以进一步还原渣中的Cr2O3。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。该工艺生产低碳铬铁的特点是间歇操作,不同冶炼时期采用不同的电气系统。