电硅热法

电硅热法就是在电炉内造碱性炉渣的条件下,用硅铬合金中的硅还原铬矿中铬和铁的氧化物,从而制得中低微碳铬铁。

(电硅热法冶炼中低碳铬铁,对设备和原料的要求及熔炼操作工艺基本上与电硅热法冶炼微碳铬铁相同,只是中低碳铬铁含碳量较碳铬铁高,因而可以使用固定式电炉和自焙电极,作为还原剂使用的硅铬合金的含碳量也可以相应地高一些。此外,熔炼操作也不像微碳铬铁要求得那样细致。)

 

电炉功率一般采用2000-3500kV·A。

3500kV·A固定式三相电弧炉的炉壳直径为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有铬矿、硅铬合金和石灰。铬矿应是干燥纯净的块矿和精矿粉,其Cr2O3含量越高越好,杂质(Al2O3,MgO、SiO2)含量越低越好。铬矿中磷含量不应大于0.03%。粒度小于60mm。硅铬合金应是破碎的,粒度小于30mm,不带渣子。石灰应是新烧好的,其CaO含量不少于85%。石灰中CaO越低,则杂质SiO2、Al2O3就越高,结果用来调整碱度的CaO也越多,而真正的有关CaO就越低。如果石灰中的CaO低,则有效的CaO就更低。

 

炉内反应:

用电硅热法冶炼中低碳铬铁的主要反应如下:

2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO2

2FeO+Si=2Fe+SiO2

这两个反应的基础是硅能与氧化合生成比铬和铁的氧化物更为稳定的化合物SiO2。

 

用硅还原铬和铁的氧化物时,反应生成的SiO2,聚集于炉渣中,使进一步还原发生困难。因此,如不采取措施,还原时只能将矿石中40%-50%的Cr2O3还原出来,而后还原反应就要停止进行。

再增加还原剂的数量,则合金中的硅要高出规定标准造成废品,而且炉渣中的Cr2O3还是很高。

为提高铬的回收率,需向炉渣中加熔剂石灰。石灰中的CaO能与化合并生成稳定的硅酸盐:CaO·SiO2、2CaO·SiO2(以2CaO·SiO2为最稳定),这样才能把渣中Cr2O3进一步还原出来。

 

炉渣碱度CaO/SiO2一般等于1.6-1.8。

冶炼中低碳铬铁的炉渣中也含也MgO,是由铬矿和炉衬带进的,氧化镁和氧化钙的作用相同,所以炉渣碱度也可用(CaO+MgO)/SiO2来表示。

冶炼中低碳铬铁(CaO+MgO)/SiO2一般等于1.8-2.0。

这样就使铬矿中的Cr2O3最大限度地从矿石中还原出来。

如碱度再提高就不合理了,不但不能大幅度的降低炉渣中的Cr2O3,而由于渣量增加,炉渣中铬的总量及熔化炉渣消耗的电能也增加。

 

炉渣与金属之比(渣铁比)为3.0-3.5。