直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺的制作方法

：本发明涉及铁合金冶炼，尤其涉及一种直流矿热炉生产硅铬合金的工艺。

背景技术

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背景技术：

1、硅铬合金是由硅、铬、碳等元素按一定比例混合制成的一种合金。其主要用途有以下几个方面：1.微合金化：硅铬合金可以加入钢铁中，进行微合金化，使钢铁含有稳定的硅和铬元素，从而提高钢铁的机械性能、耐磨性和抗氧化性能等。2.不锈钢制造：硅铬合金是不锈钢制造中的重要原材料之一，可以提高钢铁的抗腐蚀性、耐热性和硬度等。3.合金铸造：硅铬合金可以用于铸造工业中高性能合金，如铸造航空发动机叶片、火箭发动机部件等。4.钢铁冶炼：硅铬合金可以加入炼钢过程中，用于脱氧、增碳、调节钢铁成分等。

2、生产硅铬合金的方法有两种：一步法(有渣法)和二步法(无渣法)。一步法是将铬矿、硅石和焦炭直接加入一台矿热炉内进行冶炼，如申请号为cn201710674356.7的中国专利申请公开的一种生产硅铬合金的方法，是采取一步法生产硅铬合金，具体步骤为将铬精矿粉、还原剂粉按配比添加粘结剂和水进行混匀，得到混合料；然后对混合料进行压球或造球处理使混合料成型得到成型球团；之后进行烘干得到干燥球团；之后进行还原焙烧得到焙烧球团；将焙烧球团和硅石、焦炭一起加入电炉内进行深还原，获得硅铬合金；二步法的第一步是将铬矿和焦炭加入第一台矿热炉内，冶炼出高碳铬铁，第二步是将高碳铬铁块与硅石、焦炭一起加入第二台矿热炉内冶炼硅铬合金。

3、目前，不管是一步法还是二步法生产硅铬合金，都采用交流矿热炉生产，存在的问题是：交流矿热炉电磁感应现象，涡流损耗，感抗及噪音高，矿热炉功率因数低；存在集肤效应导致电能损耗，即当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的“皮肤”部分，也就是说电流集中在导体外表的薄层，越靠近导体表面，电流密度越大，导体内部实际上电流较小，结果使导体的电阻增加，使它的损耗功率也增加；因此交流矿热炉二步法生产硅铬合金表现为电耗高，在4800kva/t；焦炭消耗量高，消耗0.52t/t合金左右(固定碳含量84％左右)。

4、最后，由于交流矿热炉电极下插深度较小，即交流矿热炉电极底部距炉底的距离较大，由于电极是底端放弧放电，因此交流矿热炉电极散热大，热损失较大，表现为炉口温度高，造成的后果是炉口设备寿命短，炉口设备降温的冷却水温度高，冷却水用水量大，冷却水损耗高。

5、经检索，目前有文献公开研发直流矿热炉用以代替交流矿热炉，如申请号为202111116104.5的中国专利公开的一种大功率多回路直流电极矿热炉系统，申请号为cn201811467548.1的中国专利公开的一种多回路无底电极直流矿热炉，均给出了直流矿热炉结构，但并未给出直流电极矿热炉生产硅铬合金的先例，因此发明人经过研究，提出了一种直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺。

2、本发明由如下技术方案实施：直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，包括：

3、s1.将硅石、高碳铬铁、碳源和铁源按照重量比1:0.60-0.65:0.45-0.50:0.085-0.09投入直流矿热炉；其中，硅石粒径40-150mm，高碳铬铁粒径10-30mm，铁源粒径10-20mm，碳源粒径6-25mm；控制矿热炉使用功率使温度达到1800℃以上冶炼；

4、s2.每3-4h出一炉，浇铸到固定模具后待合金冷却凝固即可。

5、优选的，所述铁源包括钢屑、球团铁矿或氧化铁皮。

6、优选的，所述所述碳源为焦炭或兰炭。

7、优选的，所述硅石中sio2含量97％以上；焦炭中固定碳含量84％以上。

8、优选的，所述直流矿热炉为20000kva直流矿热炉，至少2对电极，炉壳直径为8.8-9.5m，极间距1.2-1.5m，炉膛深度2.3-2.5m，二次工作电压85-200v，二次工作电流为66000-75000a。

9、本发明的优点：

10、1、本发明采用直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，直流矿热炉的电极一正一负为一组，电子从负电极到正电极，流动有序稳定；而交流矿热炉的三个电极的电子无序流动，电路发散，可能从电极向炉墙发散，因此功率因数由交流矿热炉的0.8-0.85提升到0.95，电耗显著降低，电耗在4100kva/t左右；

11、2、本发明采用直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，与交流矿热炉无渣法生产硅铬合金相比，由于直流矿热炉热利用率提高，高碳铬铁和焦炭消耗量(单耗)降低，具体而言，高碳铬铁消耗量降低到0.63t/t左右，相比于交流矿热炉生产时降低5％；焦炭消耗量降低到0.48t/t合金左右，相比于交流矿热炉生产时降低5％(以固定碳含量84％左右的焦炭计)。

12、3、本发明控制直流矿热炉85-200v，二次工作电流为66000-75000a，由于交流矿热炉电极端部距炉底的距离大，直流矿热炉电极端部距炉底的距离小，相较而言，20000kva的直流矿热炉比20000kva交流矿热炉电极端部距炉底的距离减小400-700mm，由于电极是底端放弧放电，因此直流矿热炉的热损失比交流矿热炉的小，表现为炉口温度低，因此炉口设备寿命可延长，炉口设备降温的冷却水温度低，冷却水用水量下降，冷却水损耗降低，达到节能降耗的效果。

技术特征：

1.直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，其特征在于，包括：

2.根据权利要求要求1所述直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，其特征在于，所述铁源包括钢屑、球团铁矿或氧化铁皮。

3.根据权利要求要求1所述直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，其特征在于，所述所述碳源为焦炭或兰炭。

4.根据权利要求要求1所述直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，其特征在于，所述硅石中sio2含量97％以上；焦炭中固定碳含量84％以上。

5.根据权利要求要求1所述直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，其特征在于，所述直流矿热炉为20000kva直流矿热炉，至少2对电极，炉壳直径为8.8-9.5m，极间距1.1-1.5m，炉膛深度2.3-2.5m，二次工作电压85-200v，二次工作电流为70000-80000a。

技术总结
本发明公开了一种直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，包括：S1.将硅石、高碳铬铁、碳源和铁源按照重量比1:0.60‑0.65:0.45‑0.50:0.085‑0.09投入直流矿热炉；控制矿热炉使用功率使温度达到1800℃以上冶炼；S2.每3‑4h出一炉，浇铸到固定模具后待合金冷却凝固即可。本发明采用直流矿热炉“无渣法”生产硅铬合金的工艺，与交流矿热炉无渣法生产硅铬合金相比，由于直流矿热炉热利用率提高，高碳铬铁和焦炭消耗量(单耗)降低，具体而言，高碳铬铁消耗量降低到0.63t/t左右，相比于交流矿热炉生产时降低5％；焦炭消耗量降低到0.48t/t合金左右，相比于交流矿热炉生产时降低5％。

技术研发人员：王平,胡长刚,王东博,姜明玉,高明
受保护的技术使用者：乌海三美国际矿业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16