铬铁简介

1车间组成
六座30000KVA全密闭电炉及厂房,、水粒化池、循环水池、水泵房,原料场、原料铬矿破碎筛分、烘干(预留)、烧结(预留)、焦炭筛分、烘干(预留)、除尘设施(煤气回收)、煤气柜(预留)、空压站、制氮站、机修间、电极壳制造间、化验室、110KVA变电站、库房等。
2高碳铬铁牌号及用途
铬铁是铬及铁的合金,其中含有碳、硅、磷及其他元素。
高碳铬铁的主要用途:作为冶炼不锈钢的合金剂
高碳铁铁的牌号及化学成份(GB5683-87)
高碳铬铁的牌号及化学成份
牌  号
化学成份/%
Cr
C
Si
P
S
范围
课堂管理案例
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FeCr67C6.0
62.0-72.0
6.0
3.0
0.03
0.04
0.06
FeCr55C600
邓福德
60.0
52.0
6.0
3.0
5.0
0.04
0.06
0.04
0.06
FeCr67C9.5
62.0-72.0
9.5
3.0
0.03
0.04
0.06
FeCr55C1000
60.0
52.0
10.0
3.0
5.0
0.04
0.06
0.04
0.06
3原料
冶炼高碳铬铁的原料有铬矿、焦碳、硅石、电极糊。
3.1矿石
冶炼铬铁对铬矿石的要求:
符合ZB D33002—90铁合金用铬矿石标准(第二类)
    粒度5-80mm,其中5-10mm <10﹪,水分<6﹪。
入炉铬矿品位每升高或降低1﹪,相应冶炼电耗也降低或升高≤ 80 KW.h/t
3.2硅石
  符合ZB D33001—90硅石标准(第二类)GS-97牌号
SiO2 ≥ 97%,Al2O3 ≤ 1.0%,P2O5 ≤ 0.02﹪ 粒度20-80mm
注;作为熔剂,调节成一定组成成分范围的炉渣渣系。
3.3碳质还原剂
冶炼铬铁对碳质还原剂焦碳的要求
冶金焦  固定碳>82%,灰分<15%,含S≤0.07%,水分<6%,入炉粒度5-40mm
3.4电极糊
符合YB/T5215-2004电极糊标准(密闭糊)
体积密度>1.4g/cm3,抗压强度≥18MPa,电阻率≤70μΩm,灰份≤5.0,挥发份10-13.5%
3.5原料消耗
单台30000kVA高碳铬铁炉主要原料和动力的年消耗量表
序号
名  称
单  耗
年需要量(干量万t)
慰项石
1
铬矿  kg/t
2310
12.57
2
硅石  kg/t
120
0.65
3
焦碳  kg/t
500
2.72
4
电极糊kg/t
30
0.16
5
冶炼电耗KW.h/t
3200
1.75×108KWh
3.6原料处理工艺流程
原料系统包括原料输入、储存、输送、干燥、破碎、筛分、烘干等工艺,包括从储料露天堆场到配料室内的料坑之间的设施。详细工艺流程见下图
                     运至
        筛上物
        >80
4电炉法冶炼化学原理
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。其主要反应有:
                  2/3Cr2O3+2C=4/3Cr+2CO↑
                    =123970-81.22T  T开=1523K
                  2/3Cr2O3+26/9C=4/9Cr3C2+2CO↑
                    =114410-83.05T  T开=873K
                  2/3Cr2O3+18/7C=4/21Cr7C3+2CO↑
                    =115380-82.09T  T开=1403K
                  2/3Cr2O3+54/23C=4/69Cr23C6+2CO↑
                    =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。因此,只能得到含碳较高的高碳铬铁。而且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。实际生产中,炉料在加热过程中先有部分铬矿与焦炭反应生成Cr3C2,随着炉料温度升高,大部分铬矿与焦炭反应生成Cr7C3,温度进一步升高,三氧化二铬对合金起精炼脱碳作用。这些反应是:
        14/5Cr3C2+2/3Cr2O3=4/3Cr+6/5Cr7C3+2C0↑
            =130050-74.03T  T开=1763K
        1/3Cr23C6+2/3Cr2O3 = 9Cr+2CO↑
              =156740-28.15T  T开=2003K
氧化铁还原反应开始温度(T开=1184K)比三氧化二铬还原反应开始温度低,因而铬矿中的氧化铁在较低的温度下就充分地被还原出来,并与碳化铬互溶,组成复合碳化物,降低了合金的熔点。同时,由于铬与铁互相溶解,使还原反应更易进行
5生产工艺
5.1流程图
 
                                     
                                                             
                                                             
 
                                 
5.2 生产工艺流程简述
合格的铬矿、焦碳、硅石等原料按冶炼合金的配方要求进行配料,由皮带机将混合料送至主厂房的27.00m小儿垂钓 赏析局部钢平台,将混合料转送至固定式可逆皮带机,由可逆皮带机送至旋转布料皮带机,并经悬挂在27.00m平台上的料斗、料管将混合炉料加到20.4m平台上的13个炉顶料仓,经料管送入炉内。采用满料管加料。
炉料进入全密闭铬铁电炉,110KV电源由变压器经三相电极将电流导入炉内,电极通过与炉料间产生电弧发热传向装满炉料的炉膛,通过电弧热和电阻热,使得铬矿、硅石、焦炭混和料加热、融化,还原成高碳铬铁合金。在冶炼过程中,电极上电压等级和电流强度是根据冶炼工艺参数设定的,不同的时期其电压和电流的数值也不同,即输入炉内的功率不同,电极在炉内总是稳稳地插在炉料中,气体从整个料面均匀地逸出。电弧自始至终不外露,混匀的炉料,随料面的下降小批加入炉内,使炉内料面保持一定的高度,电极周围呈现平锥体形状。在冶炼过程中,料层有良好的透气性可扩大炉膛反应,反应产生的高温气体又能大面积均匀缓慢地通过料层,使炉料得到加热与还原。在整个冶炼过程中采用微压操作。
当炉内还原生成的铁水存到一定的程度时,用开堵眼及氧气打开炉眼,放出铁水及渣,通过出铁口流入铁水包、渣包。出铁完毕后,用开堵眼机堵上炉眼。由卷扬机将铁水包、渣包车拉到浇铸间,用天车将铁水包吊起,采用水粒化浇铸工艺,水粒化浇铸后用起重机吊起粒化铁放入盛铁箱,运至成品库,沥干并装袋入库。紧急时也可采用模铸,扒铁水包上的渣子然后在锭模中浇铸成锭。合金稍冷却后撬起,用天车吊到盛铁箱内,合金锭经冷却后用车运往成品库。经破碎精整,装袋后入库。渣包由渣包车拉到水粒化干渣
跨,由桥式起重机将渣包吊下浇注到干渣坑内,经处理后,由装载机倒运至干渣堆场,冷却后由汽车运出厂。
电炉在规定的供电制度下供电,一台30000kVA的高碳铬铁炉,平均电炉按间隔2.67小时出铁一次,每天出9炉,每炉出铁量为14t(实物)左右,最大出铁量17t(实物重)。每次出铁分析一次试样,每次试样分析均要求在1小时内将结果提供炉前。
冶炼和浇注均为三班制作业,日年产量160t左右,作业天数为340天。
6电炉主要技术参数:
6.1冶炼设备基本参数;
序号
名称
技术参数
1
电极直径/mm
Φ1350
2
电极分布圆直径/mm       
Φ3370
3
炉膛直径/mm         
Φ8200
4
炉膛深度/mm         
3000
5
炉壳直径/mm         
Φ10200
6
炉壳高度/mm     
5300
7
电极最大行程/mm
2000
8
电极工作行程/mm   
1600
9
电极压放行程/mm
20
10
电极升降速度/m/min
0.5
11
电极把持器(组合式)/(组)
3
nc患者
12
出铁口数量/夹角/(个/度)
2/150
13
密闭矮烟罩直径/高度/mm/mm
Φ10200/1300
14
电极电流密度/A/cm²
4.69-5.04-6.37
15
自然功率因素/COSΦ
0.65
16
炉内压力
压(+48Pa
17
冷却水用量/t/h
500
18
冷却水压力/MPa
0.25-0.37m平台分水器)
19
液压系统压力/MPa
8-12
20
电炉气处理量/m3/h
21000
21
淬铁水量/t/h
700
22
淬铁速度/t/min
0.5-0.7
23
设备作业率(﹪)
95
24
生产品种
FeCr55C1000
25
出铁次数(次/d
9
26
最大一次出铁量(t
18(实物重)
27
平均日产量(吨/日)
142
28
最大出铁量(吨/日)
160
年生产天数 d/a
340
29
年产量(t/y
54400
30
变压器 容量(KVA
3×10000
31
一次侧电压(KV
110
32
二次侧电压(V
154184257
33
二次额定电流(kA)
94.133
34
电流电压比(A/V
479.8
6.2变压器技术参数
单相变压器型号:  HDSPZ-10000kVA/110kV    3
额定容量(KVA    10000,允许过载20%
冷却方式:  OFWF,强油水冷,进水温度不大于32℃,出水温度不大于45℃。
一次电压(KV):        110
二次电压(V)              170V221V248V27,级差3V
二次额定电压(V)          221
二次额定电流(kA)        78.373
短路阻抗                221V时<10.5%
联结方式:      Iio
调压方式:      电动有载调压
绝缘水平:      BIL480Ac200
冷却方式:      强迫油循环水冷
侧出线端子:    12
电容补偿:三次侧10KV级,端子引出,用以接电容补偿。满足功率因素补偿到0.90

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