專利名稱：鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝的制作方法
技術領域：
本發明屬冶金行業中鉻鐵冶煉技術，特別是鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝。
背景技術：
現有的中碳鉻鐵冶煉一般是以鉻鐵礦、焦炭、石英石、鋼屑為原料，經配料后投入礦熱爐中冶煉。鉻鐵礦中含Cr2O360％以上。這樣高的鉻含量使得在冶煉過程中鉻鐵中的碳含量很難降下來，現有的冶煉方法只能是先用礦熱爐生產出高碳鉻鐵、硅鉻等產品，然后再投入電弧爐中冶煉成中、低碳鉻鐵。這一傳統冶煉工藝成本高、鉻礦的利用率低、冶煉周期長，而且污染較大。ZL93102123.5公開了一種粉鉻礦還原性燒結造塊冶煉鉻鐵合金工藝，采用在燒結配料中將部分熔劑配入，在還原氣氛中燒結，但仍然需要再放入電弧爐中冶煉，而且也只能煉出高碳鉻鐵。

發明內容
本發明的目的在于提供一種一步法冶煉工藝，以鉻鐵礦為原料，利用礦熱爐直接冶煉中碳鉻鐵。節能、縮短冶煉周期，提高鉻的收率，降低成本、減少污染。
本發明是通過下述技術方案實現的一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻鐵礦，在礦熱爐中進行，在冶煉過程中加入8-20％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和4-10％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。
在實際操作中，二氧化硅以石英石為載體加入，所述石英石及白云石與一般礦熱爐冶煉中加入的石英石及白云石相同。
對于冶煉含碳量不同的中碳鉻鐵來說，二氧化硅及焦炭的加入量會有相應的調整。
本發明通過以一定比例添加二氧化硅和焦炭的量來解除由礦帶入鐵水中的碳元素。二氧化硅的作用一是降低鐵水中的碳，二是提高鉻鐵中的硅含量。它既是脫碳劑，又是還原劑。在實際反應中一部分硅取代碳進入鉻鐵中，一部分硅與碳結合生成碳化硅隨渣排出。用本發明的工藝可以用礦熱爐，以鉻鐵礦為原料，一步法冶煉出中碳鉻鐵。縮短了冶煉周期，降低成本。二步法煉一噸中碳鉻鐵需耗電3700千瓦小時，而本發明只需2000千瓦小時。一步冶煉周期縮短，也同時減少了污染。本發明巧妙地利用了二氧化硅的還原特性，準確、科學地控制了二氧化硅的投入量，克服了現有技術中二氧化硅的加入會給冶煉爐造成損害的偏見，取得了意想不到的效果。
具體實施例方式一般的中碳鉻鐵根據碳的含量可分為三個等級，即含碳量分別為C≤4.0％、C≤2.0％、C≤1.0％。對于這三種情況，所加入的二氧化硅及焦炭有所調整。
實施例一、一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻鐵礦，在礦熱爐中進行，在冶煉過程中加入12％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和6％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石。在這種情況下，冶煉出的中碳鉻鐵中C≤4.0％。
實施例二、一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻礦，在礦熱爐中進行，在冶煉過程中加入15％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和7.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石。在這種情況下，冶煉出的中碳鉻鐵中C≤2.0％。
實施例三、一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻礦，在礦熱爐中進行，在冶煉過程中加入10％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石。在這種情況下，冶煉出的中碳鉻鐵中C≤1.0％。
在實際生產中，由于工藝過程中的不確定因素，加入的二氧化硅及焦炭量要根據實際情況控制。二氧化硅的加入量最高可達20％，最低可達8％；相應的焦炭加入量分別為10％和4％。
實際上由于自然界中的二氧化硅大都存在于石英石中，石英石中一般含二氧化硅在80-90％。以80度石英石(含二氧化硅80％)為例，本發明中一般采取加入80度石英石10-25％(重量比，以鉻鐵礦量為100％，下同)、焦炭4-10％、1.5％的白云石。
在采用90度石英石(含二氧化硅90％)時，本發明中一般采取加入90度石英石8.88-22.22％(重量比，以鉻鐵礦量為100％，下同)、焦炭4-10％、1.5％的白云石。
根據不同純度的石英石，可調整加入量的變化。
本發明中，鉻的收率達到95-96％，鐵的收率達到97-98％。
權利要求
1.一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻鐵礦，在礦熱爐中進行，其特征在于在冶煉過程中加入8-20％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和4-10％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。
2.根據權利要求1所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅以石英石為載體加入，所述石英石及白云石與一般礦熱爐冶煉中加入的石英石及白云石相同。
3.根據權利要求1或2所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分別為12％和6％。
4.根據權利要求1或2所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分別為15％和7.5％。
5.根據權利要求1或2所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分別為10％和5％。
6.根據權利要求1或2所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅以80度石英石為載體加入，80度石英石的加入量為10-25％(重量比，以鉻鐵礦量為100％，下同)、焦炭的加入量為4-10％。
7.根據權利要求1或2所述的鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，其特征在于所述二氧化硅以90度石英石為載體加入，90度石英石的加入量為8.88-22.22％(重量比，以鉻鐵礦量為100％，下同)、焦炭的加入量為4-10％。
全文摘要
一種鉻鐵礦利用礦熱爐一步法冶煉中碳鉻鐵工藝，原料包括鉻鐵礦，在礦熱爐中進行，在冶煉過程中加入8－20％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的二氧化硅和4－10％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻鐵礦量為100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。用本發明的工藝可以用礦熱爐，以鉻鐵礦為原料，一步法冶煉出中碳鉻鐵。縮短了冶煉周期，降低成本。二步法煉一噸中碳鉻鐵需耗電3700千瓦小時，而本發明只需2000千瓦小時。一步冶煉周期縮短，也同時減少了污染。本發明巧妙地利用了二氧化硅的還原特性，準確、科學地控制了二氧化硅的投入量，克服了現有技術中二氧化硅的加入會給冶煉爐造成損害的偏見，取得了意想不到的效果。
文檔編號C21C7/00GK1924056SQ200510093590
公開日2007年3月7日 申請日期2005年8月30日 優先權日2005年8月30日
發明者劉沈杰 申請人:劉沈杰