铬矿特性对冶炼高碳铬铁效益的影响(Ⅰ)

浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制浅谈高碳铬铁各种成分的影响因素及控制摘要铁合金是由一种或两种以上的金属或非金属元素与铁元素组成的，并作为钢铁和铸造业的脱氧剂、合金添加剂、复原剂等的合金。

铬是钢中功能最多、应用最广泛的合金化元素之一。

铬具有显著改变钢的抗腐蚀能力和抗氧化能力的作用，并有助于提高耐磨性和保持高温强度。

在各种不锈钢中，铬是一种必不可少的成分。

本篇文章就当今社会高碳铬铁中碳、硅、硫和铬回收率方面进行了简要论述。

主要从高碳铬铁中各种成分反响的机理和常见成分控制进行阐述，揭示了各种成分的控制方法和效果。

关键词：高碳铬铁；成分控制；铬回收率目录1. 前言 ........................................................ - 1 -2. 冶炼原理 .................................................... - 1 -2.1电炉熔池结构............................................. - 1 - 2.2铬的碳化物生成机理....................................... - 2 - 2.3影响合金含碳量的因素..................................... - 3 -2.3.1铬矿 ............................................... - 3 -2.3.2合金的含硅量 ....................................... - 3 - 2.3.3渣型 ............................................... - 4 - 2.3.4冶炼操作 ........................................... - 5 -3. 高碳铬铁冶炼中的硅行为浅析 .................................. - 5 -3.1高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量的变化规律：................. - 5 - 3.2高碳铬铁冶炼过程中合金含硅量变化的影响因素：............. - 5 -4. 高碳铬铁合金降硫途径探讨 .................................... - 6 -4.1硫的来源及存在状态....................................... - 6 - 4.2降低高碳铬铁合金中硫含量主要有一下几种途径............... - 6 - 4.3原因分析................................................. - 7 -5. 高碳铬铁冶炼中铬元素的流向分析及提高铬回收率的途径探讨 ...... - 7 -5.1有关计算式............................................... - 7 - 5.2铬元素的流向分析......................................... - 8 - 5.3提高铬元素回收率的途径................................... - 8 -6. 结论 ....................................................... - 10 - 后记 .......................................................... - 12 - 参考文献 ...................................................... - 13 - 1. 前言我国国家标准规定高碳铬铁合金的含碳量为4一10% 。

高碳铬铁成分影响因素及控制措施作者：张慧凤来源：《企业技术开发·下旬刊》2016年第08期摘要：高碳铬铁主要用于不锈钢生产，文章首先对其要用途进行了分析，然后对其冶炼工艺原理及操作分行了探讨，最后研究了合金中各种成分的影响因素和控制措施。

关键词：高碳铬铁；成分；影响因素；控制措施中图分类号：TF641.3.1 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0173-021 用途高碳铬铁主要用于不锈钢生产，其中200系不锈钢含铬量约在16%，300系不锈钢含铬量约在25%，400系不锈钢含铬量约在14%。

铬铁需求量最大的300系不锈钢也是不锈钢生产中最大比例的产品。

用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度；用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性；用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料；用作电解法生产金属铬的含铬原料；用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。

2 冶炼工艺原理及操作2.1 冶炼工艺高碳铬铁的冶炼方法有高炉法、电炉法、等离子炉法等。

使用高炉只能制得含铬在30%左右的特种生铁。

目前，含铬高的高碳铬铁大都采用熔剂法在矿热炉内冶炼。

电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。

碳还原氧化铬生成Cr2C2的开始温度为1 373 K，生成Cr7C3的反应开始温度1 403 K，而还原生成铬的反应开始温度为1 523 K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。

铬铁中含碳量的高低取决于反应温度。

生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。

2.2 冶炼高碳铬铁的原料冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦炭和硅石。

铬矿中Cr2O3≥40%，Cr2O3/∑FeO≥2.5，S0.07%，MgO和Al2O3含量不能过高，粒度10～70mm，如是难熔矿，粒度应适当小些。

焦炭要求含固定碳不小于84%，灰分小于15%，S硅石要求含SiO2≥97%，Al2O3≤1.0%，热稳定性能好，不带泥土，粒度20～80 mm。

铬矿在钢水中熔化性能的研究李小虎;周云;汪相林【摘要】通过热态模拟实验,借助SEM,XRD以及原位分析等检测手段,分析脉石、镁铁比、矿物结构等物理性质对铬矿熔化性能的影响,以及助熔剂、碱度等条件对铬矿直接还原的影响.研究结果证明,在一定条件下,铬矿的收得率达到80％以上,能够满足生产要求.%By means of thermal simulation, SEM, XRD and in situ analysis detection methods, the influence ofchromium ore physical properties such as ganguc ,Mg/Fe and mineral structure to melting properties, as well as theinfluence of solvent and alkalinity to the direct reduction on chromium ore were obtained. The results show that, therecovery rate of chromium ore could reach more than 80% under certain conditions, which could meet productionrequirements.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(028)004【总页数】4页(P329-331,344)【关键词】铬矿;熔化;直接还原【作者】李小虎;周云;汪相林【作者单位】安徽工业大学冶金与资源学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学冶金与资源学院,安徽马鞍山243002;宝钢资源有限公司合金部,上海200122【正文语种】中文【中图分类】TF7O4.3目前,国内不锈钢冶炼的主要工艺是将废钢、铁水、铬铁以及辅料按一定的比例及顺序加入电炉中冶炼含铬铁水。

高炉冶炼过程中矿石性质对炼铁产量的影响分析在冶金工业中，高炉冶炼是一种常用的炼铁方法。

矿石作为冶金原料，其性质对炼铁产量具有重要的影响。

本文将对高炉冶炼过程中矿石性质对炼铁产量的影响进行分析。

1. 矿石成分的影响高炉冶炼中，矿石的成分是影响炼铁产量的关键因素之一。

不同的矿石成分会对高炉内的化学反应产生不同的影响。

例如，铁矿石中的铁氧化物含量越高，矿石中可提供的铁含量就越高，从而增加了炼铁产量。

而杂质元素的含量也会对炼铁产量产生影响。

一些常见的杂质元素，如硫、磷等，会降低铁的纯度，导致炼铁产量下降。

因此，在高炉冶炼过程中，控制矿石成分的合理比例，能够有效地提高炼铁产量。

2. 矿石粒度的影响矿石的粒度是另一个影响炼铁产量的重要因素。

粒度过粗的矿石不易与风化矿石和焦炭反应，导致炼铁产量的降低。

相反，矿石粒度过细会增加风阻和气体分布的困难，同样会导致炼铁产量的下降。

因此，在高炉冶炼过程中，选择适当的矿石粒度可以提高炼铁效率，增加炼铁产量。

3. 矿石矿物的影响不同的矿石矿物对高炉冶炼过程中的化学反应和热力学条件有不同的影响。

例如，赤铁矿和磁铁矿是高炉冶炼中常见的矿石矿物。

赤铁矿容易还原，能够为高炉提供更多的铁元素，从而增加炼铁产量。

而磁铁矿则具有较高的熔点和较大的热容量，对高炉温度的维持和热量平衡具有重要作用。

因此，在高炉冶炼过程中，选择合适的矿石矿物，能够对炼铁产量产生积极的影响。

4. 矿石湿度的影响矿石的湿度也会对高炉冶炼过程中的炼铁产量产生影响。

湿度过高会增加高炉的气体阻力，降低气体渗透性，从而影响高炉内的化学反应和热力学条件，降低炼铁产量。

另一方面，湿度过低会导致矿石表面和焦炭之间的氧化反应失效，同样会减少炼铁产量。

因此，在高炉冶炼过程中，控制矿石的合理湿度，能够提高炼铁产量。

5. 石英含量的影响石英是一种常见的矿石成分，其含量对高炉冶炼过程中的炼铁产量有一定影响。

石英的存在会增加高炉温度的升高，提高炼铁产量。

高碳铬铁、高碳铬铁渣、铬矿及粉尘的性质对环境的影响高碳铬铁又名碳素铬铁是由铬和铁组成的铁合金。

高碳铬铁（含再制铬铁）主要用途有：（1）用作含碳较高的滚珠钢、工具钢和高速钢的合金剂，提高钢的淬透性，增加钢的耐磨性和硬度；（2）用作铸铁的添加剂，改善铸铁的耐磨性和提高硬度，同时使铸铁具有良好的耐热性；（3）用作无渣法生产硅铬合金和中、低、微碳铬铁的含铬原料；（4）用作电解法生产金属铬的含铬原料；（5）用作吹氧法冶炼不锈钢的原料。

铬的主要物理化学性质如下：相对原子质量52.01、密度(7.19g/cm3)、熔点 (2148 k)、沸点 (2938k)、电阻率14.1x10-6（Ω·cm）铬与铁形成连续的固溶体。

铬是一种具有银白色光泽的金属，无毒，化学性质很稳定，不锈钢中便含有12%以上的铬。

常见的铬化合物有六价的铬酐、重铬酸钾、重铬酸钠、铬酸钾、铬酸钠等；三价的三氧化二铬(铬绿、Cr2O3)；二价的氧化亚铬。

铬与冶炼高碳铬铁原料形成的主要化合物铬和碳形成Cr23C6、Cr7C3、Cr3C2碳化物。

在有铁存在时，形成（Cr,Fe）23C6、（Cr,Fe）7C3、（Cr,Fe）3C2等复合碳化物。

铬与硅形成Cr3Si、Cr5Si3、CrSi、CrSi2等硅化物。

铬与磷形成Cr3P、Cr2P等磷化物。

铬与硫形成CrS、Cr7S8、 Cr3S4、Cr5S6、Cr2S3等硫化物。

铬与氧形成CrO3、CrO2、Cr2O3、Cr3O4、和CrO等氧化物。

其中以Cr2O3最为稳定。

高碳铬铁产品无毒无害。

产品生产形成的以上化合物均不溶于水。

矿热炉电炉法冶炼基本原理电炉法冶炼高碳铬铁的基本原理是用碳还原铬矿中铬和铁的氧化物。

2/3Cr2O3+2C=4/3Cr+2CO↑△Gθ=123970-81.22T T开=1523K2/3Cr2O3+26/9C=4/9Cr3C2+2CO↑ △Gθ=114410-83.05T T开=1373K2/3Cr2O3+18/7C=4/21Cr7C3+2CO↑△Gθ=115380-82.09T T开=1403K2/3Cr2O3+54/23C=4/69Cr23C6+2CO↑ △Gθ=118270-81.75T T开=1448K从以上反应可以看出，碳还原氧化铬生成Cr3C2的开始温度为1373K,生成Cr7C3的反应开始温度1403K，而还原生成铬的反应开始温度为1523K，因而在碳还原铬矿时得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。

高碳铬铁基本知识介绍铬是有光泽的灰色金属，密度7.2，熔点1857℃，沸点2672℃，有延展性，但含氧、氢、碳和氮等杂质时变得硬而脆。

铬的化学性质不活泼，常温下对氧和水汽都是稳定的，铬在高于600℃时开始和氧发生反应，但当表面生成氧化膜以后，反应便缓慢，当加热到1200℃时，氧化膜被破坏，反应重新变快。

高温下，铬与氮、碳、硫发生反应。

铬在常温下就能和氟作用。

铬能溶于盐酸、硫酸和高氯酸，遇硝酸后钝化，不再与酸反应。

铬能与镁、钛、钨、锆、钒、镍、钽、钇形成合金。

铬及其合金具有强抗腐蚀能力。

在自然界中目前已发现的含铬矿物约有50余种，分别属于氧化物类、铬酸盐类和硅酸盐类。

此外还有少数氢氧化物、碘酸盐、氮化物和硫化物。

其中氮化铬和硫化铬矿物只见于陨石中。

具有工业价值的铬矿物都属于铬尖晶石类矿物，它们的化学通式为（Mg、Fe2+）（Cr、Al、Fe3+）2O4或（Mg、Fe2+）O（Cr、Al、Fe3+）2O3，其Cr2O3含量为18%～62%。

常见的铬矿物有：(1)铬铁矿，化学成分为（Mg、Fe）Cr2O4，介于亚铁铬铁矿（FeCr2O4，含FeO 32.09%、Cr2O3 67.91%）与镁铬铁矿（MgCr2O4，含Mg 20.96%、Cr2O3 79.04%）之间，通常有人将亚铁铬铁矿和镁铬铁矿也都称为铬铁矿。

铬铁矿为等轴晶系，晶体呈细小的八面体，通常呈粒状和致密块状集合体，颜色为黑色，条痕呈褐色，半金属光泽，硬度5.5，密度4.2～4.8，具弱磁性。

铬铁矿是岩浆成因矿物，产于超基性岩中，当含矿岩石遭受风化破坏后，铬铁矿常转入砂矿中。

铬铁矿是炼铬的最主要的矿物原料，富含铁的劣质矿石可作高级耐火材料。

(2)富铬类晶石，又称铬铁尖晶石或铝铬铁矿，化学成分为Fe（Cr，Al）2O4，含Cr2O3 32%～38%。

(3) 硬铬尖晶石，化学成分为（Mg、Fe）（Cr、Al）2O4，含Cr2O3 32%～50%。

为了改善和提高钢的某些性能和使之获得某些特殊性能而有意在冶炼过程中加入的元素称为合金元素。

常用的合金元素有铬，镍，钼，钨，钒，钛，铌，锆，钴，硅，锰，铝，铜，硼，稀土等。

磷，硫，氮等在某些情况下也起到合金的作用。

(1)铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化的作用，可提高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆。

含量超过12%时，使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性腐蚀的作用，还增加钢的热强性。

铬为不锈钢耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。

铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度，降低伸长率和断面收缩率。

当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。

含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。

铬在调质结构中的主要作用是提高淬透性，使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。

含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。

铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性，有良好的回火稳定性。

在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。

（2）镍（Ni）镍在钢中强化铁素体并细化珠光体，总的效果是提高强度，对塑性的影响不显著。

一般地讲，对不需调质处理而在轧钢、正火或退火状态使用的低碳钢，一定的含镍量能提高钢的强度而不显著降低其韧性。

据统计，每增加1%的镍约可提高强度29.4Pa。

随着镍含量的增加，钢的屈服程度比抗拉强度提高的快，因此含镍钢的比可较普通碳素钢高。

镍在提高钢强度的同时，对钢的韧性、塑性以及其他工艺的性能的损害较其他合金元素的影响小。

对于中碳钢，由于镍降低珠光体转变温度，使珠光体变细；又由于镍降低共析点的含碳量，因而和相同的碳含量的碳素钢比，其珠光体数量较多，使含镍的珠光体铁素体钢的强度较相同碳含量的碳素钢高。

反之，若使钢的强度相同，含镍钢的碳含量可以适当降低，因而能使钢的韧性和塑性有所提。

镍可以提高钢对疲劳的抗力和减小钢对缺口的敏感性。

镍降低钢的低温脆性转变温度，这对低温用钢有极重要的意义。

铬矿砂是铸造行业使用的特种砂，铬矿砂是利用铬铁矿为主的天然尖晶石为原材料，经粉碎、破碎、研磨、筛分成规定粒度型号。

那么铬矿砂的性质及及特性有哪些呢？海旭磨料小编为大家介绍。

铬铁矿砂的性质:
铁矿石主要用于铸造生产中大型铸钢件的粉砂，以防止砂粘在铸件表面。

其次，它被磨成粉末，在耐火骨料用于铸造油漆。

铬铁矿砂是一种冷却材料，可以在成型(制芯)过程中替代一些冷却铁。

铬铁矿砂的特性:
1、铬铁矿具有优异的冷却性能，它不减少热裂纹，但可以影响温度梯度，促进定向凝固，而不使用冷铁。

铬铁矿砂是通用的，它可与各种粘结剂共同使用。

2、铬铁矿是惰性的，因此不与其他金属氧化物反应。

它不会被锰钢水弄湿。

锰钢铸件可以在铬铁矿砂成功使用。

如果模具正常涂漆且二氧化硅含量低，铁橄榄石不会发生反应。

3、铬铁矿具有较小的线性膨胀，这是铸件中可能导致夹砂的一个因素，因此它可用于混合大型铸件的湿砂型。

4、铬铁矿砂通过细颗粒烧结消除金属渗透，并伴有冷却和高残余热强度。

铬铁矿砂对健康无硅砂那样的不利影响。