回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原+電爐法生產(chǎn)鉻鐵新工藝設(shè)備

一、鉻鐵的用途

□□在冶金工業(yè)上，鉻鐵礦主要用來生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼，如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船，以及國防工業(yè)生產(chǎn)槍炮、導(dǎo)彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。

□□在耐火材料上，鉻鐵礦用來制造鉻磚、鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。

□□鉻鐵礦在化學(xué)工業(yè)上主要用來生產(chǎn)重鉻酸鈉，進而制取其他鉻化合物，用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業(yè)，還可制作催化劑和觸媒劑等。

鉻鐵礦是我國的短缺礦種，儲量少，產(chǎn)量低，每年消費量的80％以上依靠進口。

二、鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展

□□在20世紀60年代以前，采用電爐法生產(chǎn)不銹鋼工藝，很難脫碳，不銹鋼的含碳量取決于原材料的含碳量，這樣就要嚴格限制爐料的含碳量，只能選擇低碳鉻鐵作為不銹鋼冶煉的主要鉻來源。生產(chǎn)低碳鉻鐵，必須生產(chǎn)硅鉻合金，這就需要由一定高溫強度的塊狀鉻礦生產(chǎn)含碳4％～6％的高碳鉻鐵。

□□在20世紀60年代末期發(fā)明了氫氧脫碳法（AOD）和真空吹氧脫碳法（VOD）之后，情況就完全改變了，由于降碳保鉻過程合理化，碳得以優(yōu)先氧化脫除，不但簡化了不銹鋼生產(chǎn)工藝，降低了成本，而且還使鉻鐵產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了變革。低碳鉻鐵使用量顯著下降，而對高碳鉻鐵的需求量就大大地增加了。由于不銹鋼生產(chǎn)成本大大降低，從而對不銹鋼地需求量隨之增加，同樣對高碳鉻鐵地需求量也相應(yīng)增加了。     

□□隨著不銹鋼精煉技術(shù)的不斷進步和推廣應(yīng)用，以及采用計算機控制不銹鋼的生產(chǎn)過程和原料選配，對鉻鐵的含碳量和含鉻量要求不嚴了，因而可以直接使用由儲量大而開采費用低的低鉻鐵礦，通常含碳量6％～9％，含鉻量50％～55％。由于爐料級鉻鐵的使用，使得不銹鋼的生產(chǎn)成本明顯降低，因而在很短時間內(nèi)又使高碳鉻鐵被爐料級鉻鐵所取代。目前西方國家不銹鋼廠在冶煉中幾乎全部使用爐料級鉻鐵，因而爐料級鉻鐵已經(jīng)成為國際市場上一種重要的工業(yè)商品。

□□在20世紀70年代，爐料級鉻鐵開始在容量小的埋弧電爐內(nèi)高效地生產(chǎn)。隨著鉻礦地大量開采，優(yōu)質(zhì)塊礦越來越少，資源日趨緊張，價格也越來越貴，同時不銹鋼生產(chǎn)高速發(fā)展，產(chǎn)量劇增，對鉻鐵地需求量也急劇增加，對鉻鐵地需求量也急劇增加。為了降低成本和適應(yīng)市場需要，日本、南非和芬蘭等國家相繼建立了一批大容量級新型電爐，由于入爐鉻礦主要是粉礦和易碎塊礦，為了保持大電爐的高效率，就必須大力改善爐料的質(zhì)量。因此，各國相繼開發(fā)出預(yù)還原球團、燒結(jié)球團和壓球等粉礦預(yù)處理工藝技術(shù)投入生產(chǎn)。

□□日本昭和電工公司發(fā)明的SRC法，將鉻粉礦和焦粉混合、干燥、研磨、再加膨潤土和水在圓盤造球機上造球，球團在鏈篦機中干燥和預(yù)熱，再送至回轉(zhuǎn)窯進行預(yù)還原，還原率再60％以上。高溫預(yù)還原球團與焦炭、硅石和白云石配料，送入封閉電爐冶煉成鉻鐵。這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，焦炭省。

□□芬蘭奧托昆普公司開發(fā)出燒結(jié)球團預(yù)熱工藝，將鉻粉礦再濕式球磨機中研磨，再鼓式過濾機中過濾，濾餅和膨潤土混合，用造球盤制成球團，送入雙爐身豎爐中燒結(jié)，燒結(jié)球團和焦炭、硅石配料送電爐爐頂預(yù)熱回轉(zhuǎn)窯中預(yù)熱后，直接進入封閉電爐冶煉鉻鐵，這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，操作平穩(wěn)。

□□進入20世紀80年代以后，隨著工業(yè)發(fā)達國家能源短缺，特別式電費迅速上漲，以及人工費用的提高，許多鉻鐵電爐關(guān)閉停產(chǎn)，鉻鐵生產(chǎn)向鉻礦資源豐富、電力充足、勞動力便宜的國家發(fā)展，同時不銹鋼用途的擴大，使用量增加，導(dǎo)致不銹鋼工業(yè)迅速發(fā)展，造成鉻鐵短缺，價格突漲，導(dǎo)致鉻鐵生產(chǎn)的又一次飛速發(fā)展。不少硅鐵電爐改煉鉻鐵，又新建一批鉻鐵生產(chǎn)大廠，開發(fā)出新的鉻鐵生產(chǎn)工藝技術(shù)。

□□我國一方面到南非、津巴布韋、哈薩克斯坦、印度等鉻資源豐富的國家進行投資新建鉻鐵礦山和鉻鐵廠，采用先進技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)鉻鐵；另一方面對國內(nèi)的鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)進行改進，對生產(chǎn)設(shè)備進行改造，并新建鉻鐵電爐，進口鉻礦與開發(fā)國產(chǎn)鉻礦，生產(chǎn)鉻鐵。

□□總之，世界鉻鐵生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，因為不銹鋼工業(yè)的發(fā)展對鉻鐵的發(fā)展起著引導(dǎo)作用，即由供求法則所形成的鉻鐵市場與不銹鋼工業(yè)的情況緊密相關(guān)。

□□爐料級鉻鐵和高碳鉻鐵是目前不銹鋼生產(chǎn)所用鉻的主要來源。

□□由于產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)成本的需要，鉻鐵生產(chǎn)廠家必須高效生產(chǎn)，追求利益最大化，這也促進優(yōu)化和開發(fā)那些使用便宜原材料。節(jié)省能源和勞動力、技術(shù)簡單可靠、操作平穩(wěn)容易、同時投資又省的新技術(shù)。朝陽重型建材機械制造有限公司研制出適應(yīng)中國的新工藝：

三、朝陽重型建材機械制造有限公司主要工藝流程簡述

1、 原料儲存、配料、粉磨、混合

2、 配料鉻粉礦、還原劑、粘結(jié)劑全部入庫。鉻粉礦、還原劑按比例送入球磨機進行粉磨，粉磨后按比例與粘結(jié)劑計量后送入到強力混料機中混合，使物料含有一定的水份，以便下一工序的造球作業(yè)。

3、 成球及預(yù)熱

4、 經(jīng)過混合的物料經(jīng)造球機制成一定強度和粒徑的生球。合格的料球經(jīng)皮帶機均布于烘干預(yù)熱機上，與回轉(zhuǎn)窯窯尾850-950℃左右的熱煙氣接觸充分干燥和預(yù)熱。預(yù)熱后的物料直接進入回轉(zhuǎn)窯進行煅燒。

5、 鉻礦煅燒、熱裝入爐及窯尾廢氣處理

6、 預(yù)熱后的球團被連續(xù)加入到回轉(zhuǎn)窯內(nèi)，在還原氣氛下進行焙燒，還原焙燒使球團中的鐵、鉻氧化物與碳反應(yīng)生成碳化物。焙燒后球團有一層堅硬的外皮，球的強度較高，形成具有一定強度和理化性能的成品球團。回轉(zhuǎn)窯出來的球團進入緩沖倉經(jīng)稱重倉計量后與硅石、焦炭按比例直接熱裝加入電爐冶煉。

7、 本項目實施后的指標如下：

8、 冶煉電耗降低28%，由電爐法的3500kwh/t降低至回轉(zhuǎn)窯球團+電爐法的2500kwh/t。兩種方案相差1000kwh/t。

9、 焦碳用量減少30%，由電爐法的580kg/t降至回轉(zhuǎn)窯球團+電爐法的400kg/t。

10、           原料成本降低，目前，同品位塊礦價格較高，而粉鉻礦價低，其差價根據(jù)市場情況而定,目前差價為650元左右。

11、           總之，此回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原球團+電爐法是目前最佳的工藝方案。

四、朝陽重型建材法鉻鐵生產(chǎn)線優(yōu)點

回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原球團+電爐法工藝生產(chǎn)線有如下優(yōu)點：

1、           設(shè)備工藝簡單，維修方便；

2、           投資少，見效快；

3、           能耗少，降低生產(chǎn)成本；

4、           生產(chǎn)成本低，投資回收期短；

5、           物料使用的是鉻礦粉，而不是價格高的鉻塊礦；

6、           環(huán)保效果好，。

7、           由其是在嚴重缺電的國家首選此工藝

五、回轉(zhuǎn)窯預(yù)還原球團+電爐生產(chǎn)線與電爐生產(chǎn)線同產(chǎn)量性能指標對比一覽表（以日產(chǎn)500噸為例）

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