专利名称：铬铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳铬铁工艺的制作方法
技术领域：
本发明属冶金行业中鉻铁冶炼技术，特别是鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺。
背景技术：
现有的中碳鉻铁冶炼一般是以鉻铁矿、焦炭、石英石、钢屑为原料，经配料后投入矿热炉中冶炼。鉻铁矿中含Cr2O360％以上。这样高的鉻含量使得在冶炼过程中鉻铁中的碳含量很难降下来，现有的冶炼方法只能是先用矿热炉生产出高碳鉻铁、硅鉻等产品，然后再投入电弧炉中冶炼成中、低碳鉻铁。这一传统冶炼工艺成本高、鉻矿的利用率低、冶炼周期长，而且污染较大。ZL93102123.5公开了一种粉鉻矿还原性烧结造块冶炼鉻铁合金工艺，采用在烧结配料中将部分熔剂配入，在还原气氛中烧结，但仍然需要再放入电弧炉中冶炼，而且也只能炼出高碳鉻铁。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一步法冶炼工艺，以鉻铁矿为原料，利用矿热炉直接冶炼中碳鉻铁。节能、缩短冶炼周期，提高鉻的收率，降低成本、减少污染。
本发明是通过下述技术方案实现的一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻铁矿，在矿热炉中进行，在冶炼过程中加入8-20％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和4-10％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。
在实际操作中，二氧化硅以石英石为载体加入，所述石英石及白云石与一般矿热炉冶炼中加入的石英石及白云石相同。
对于冶炼含碳量不同的中碳鉻铁来说，二氧化硅及焦炭的加入量会有相应的调整。
本发明通过以一定比例添加二氧化硅和焦炭的量来解除由矿带入铁水中的碳元素。二氧化硅的作用一是降低铁水中的碳，二是提高鉻铁中的硅含量。它既是脱碳剂，又是还原剂。在实际反应中一部分硅取代碳进入鉻铁中，一部分硅与碳结合生成碳化硅随渣排出。用本发明的工艺可以用矿热炉，以鉻铁矿为原料，一步法冶炼出中碳鉻铁。缩短了冶炼周期，降低成本。二步法炼一吨中碳鉻铁需耗电3700千瓦小时，而本发明只需2000千瓦小时。一步冶炼周期缩短，也同时减少了污染。本发明巧妙地利用了二氧化硅的还原特性，准确、科学地控制了二氧化硅的投入量，克服了现有技术中二氧化硅的加入会给冶炼炉造成损害的偏见，取得了意想不到的效果。
具体实施例方式一般的中碳鉻铁根据碳的含量可分为三个等级，即含碳量分别为C≤4.0％、C≤2.0％、C≤1.0％。对于这三种情况，所加入的二氧化硅及焦炭有所调整。
实施例一、一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻铁矿，在矿热炉中进行，在冶炼过程中加入12％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和6％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石。在这种情况下，冶炼出的中碳鉻铁中C≤4.0％。
实施例二、一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻矿，在矿热炉中进行，在冶炼过程中加入15％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和7.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石。在这种情况下，冶炼出的中碳鉻铁中C≤2.0％。
实施例三、一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻矿，在矿热炉中进行，在冶炼过程中加入10％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石。在这种情况下，冶炼出的中碳鉻铁中C≤1.0％。
在实际生产中，由于工艺过程中的不确定因素，加入的二氧化硅及焦炭量要根据实际情况控制。二氧化硅的加入量最高可达20％，最低可达8％；相应的焦炭加入量分别为10％和4％。
实际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％)为例，本发明中一般采取加入80度石英石10-25％(重量比，以鉻铁矿量为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％)时，本发明中一般采取加入90度石英石8.88-22.22％(重量比，以鉻铁矿量为100％，下同)、焦炭4-10％、1.5％的白云石。
根据不同纯度的石英石，可调整加入量的变化。
本发明中，鉻的收率达到95-96％，铁的收率达到97-98％。
权利要求
1.一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻铁矿，在矿热炉中进行，其特征在于在冶炼过程中加入8-20％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和4-10％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。
2.根据权利要求1所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅以石英石为载体加入，所述石英石及白云石与一般矿热炉冶炼中加入的石英石及白云石相同。
3.根据权利要求1或2所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分别为12％和6％。
4.根据权利要求1或2所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分别为15％和7.5％。
5.根据权利要求1或2所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅和焦炭的加入量分别为10％和5％。
6.根据权利要求1或2所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅以80度石英石为载体加入，80度石英石的加入量为10-25％(重量比，以鉻铁矿量为100％，下同)、焦炭的加入量为4-10％。
7.根据权利要求1或2所述的鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，其特征在于所述二氧化硅以90度石英石为载体加入，90度石英石的加入量为8.88-22.22％(重量比，以鉻铁矿量为100％，下同)、焦炭的加入量为4-10％。
全文摘要
一种鉻铁矿利用矿热炉一步法冶炼中碳鉻铁工艺，原料包括鉻铁矿，在矿热炉中进行，在冶炼过程中加入8－20％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的二氧化硅和4－10％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的焦炭，1.5％(重量比，以鉻铁矿量为100％)的白云石，二氧化硅和焦炭的加入量保持在2∶1。用本发明的工艺可以用矿热炉，以鉻铁矿为原料，一步法冶炼出中碳鉻铁。缩短了冶炼周期，降低成本。二步法炼一吨中碳鉻铁需耗电3700千瓦小时，而本发明只需2000千瓦小时。一步冶炼周期缩短，也同时减少了污染。本发明巧妙地利用了二氧化硅的还原特性，准确、科学地控制了二氧化硅的投入量，克服了现有技术中二氧化硅的加入会给冶炼炉造成损害的偏见，取得了意想不到的效果。
文档编号C21C7/00GK1924056SQ200510093590
公开日2007年3月7日 申请日期2005年8月30日 优先权日2005年8月30日
发明者刘沈杰 申请人:刘沈杰