[發(fā)明專利]一種微波硅熱還原法生產(chǎn)低碳鉻鐵的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310385609.0
• 申請(qǐng)日: 2013-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN103436699A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭金輝;吳奎霖;陳建;賈靜巖;吳高凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22B5/04
• 分類號(hào): C22B5/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微波硅熱還原法生產(chǎn)低碳鉻鐵的方法，屬于微波冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鉻鐵礦一直以來(lái)是我國(guó)的短缺礦種，需要大量進(jìn)口。鉻鐵礦主要用于生產(chǎn)鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金按碳含量不同分為高碳鉻鐵、中碳鉻鐵、低碳鉻鐵、微低碳鉻鐵等。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產(chǎn)多種高強(qiáng)度、抗腐性、耐磨、耐氧化、耐高溫的特殊鋼種，除此之外，鉻鐵合金還多用于鑄造、化工等其它工業(yè)。

公知的低碳鉻鐵生產(chǎn)工藝，主要是采用電爐冶煉技術(shù)。隨著對(duì)能源利用的日趨重視，開發(fā)節(jié)能型生產(chǎn)低碳鉻鐵的工藝，已經(jīng)是不可阻擋的趨勢(shì)。微波作為一種新型的加熱能源，其顯著優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)粉狀物料的快速選擇性加熱，避免傳統(tǒng)加熱方式帶來(lái)的粉狀物料傳質(zhì)傳熱不均勻的現(xiàn)象。隨著對(duì)微波硅熱法生產(chǎn)低碳鉻鐵技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，其潛力將難以估計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種微波硅熱還原法生產(chǎn)低碳鉻鐵的方法，經(jīng)過(guò)下列各步驟：

（1）備料：按鉻鐵粉礦占物料總質(zhì)量的30～45%、硅鉻合金粉占物料總質(zhì)量的15～25%、氧化鈣粉占物料總質(zhì)量的40～50%，將鉻鐵粉礦、硅鉻合金粉、氧化鈣粉混合均勻；

（2）微波加熱：將步驟（1）所得混合物進(jìn)行微波加熱，先升溫至1300～1370℃，并保溫40～50min，再升溫至1450～1500℃，然后使渣金分離（根據(jù)金屬液與渣液密度的差異，其中金屬液遠(yuǎn)大于渣液，金屬液沉積于坩堝底部，渣液則漂浮于上部），所得金屬即為塊狀低碳鉻鐵合金。

所得低碳鉻鐵合金經(jīng)化學(xué)分析：其成分達(dá)到標(biāo)號(hào)FeCr₅₅C₂₅的低碳鉻鐵二級(jí)品成分要求，其主要成分：Cr含量≧52.0%，C含量≦0.25%。

所述微波加熱是在微波功率為1500W，頻率為2.45GHz下進(jìn)行的。

微波作為一種綠色高效的加熱方法，利用其對(duì)物料的選擇性加熱的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)由于微波加熱速度快，反應(yīng)均勻，從而降低了反應(yīng)溫度，極大的降低了金屬的燒損；在能耗方面比傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝更加高效節(jié)能。并且本發(fā)明相對(duì)于傳統(tǒng)電爐冶煉技術(shù)，采用微波加熱物料，避免了電爐冶煉過(guò)程中石墨電極的損耗對(duì)鉻鐵合金增碳的影響，此技術(shù)也為微碳鉻鐵的生產(chǎn)提供了前景。

微波硅熱還原法冶煉低碳鉻鐵的主要反應(yīng)如下：

???????????????（1）

?????????????????（2）

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用微波硅熱還原法冶煉低碳鉻鐵合金，渣金分離、金屬相聚集析出的過(guò)程在1400℃升溫至1500℃的過(guò)程中即可實(shí)現(xiàn)，低于傳統(tǒng)電爐的冶煉溫度（1650℃）；微波加熱速度快，反應(yīng)均勻，從而降低了反應(yīng)溫度，極大的降低了金屬的燒損；在能耗方面比傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝更加高效節(jié)能；還原溫度低，有害氣體排放少，有利于節(jié)能、環(huán)保；

（2）微波加熱具有不接觸的特性，避免了引入其它雜質(zhì)對(duì)低碳鉻鐵合金的影響，尤其是避免了電爐冶煉石墨電極的損耗對(duì)鉻鐵合金增碳的影響，為更加優(yōu)質(zhì)的低碳鉻鐵生產(chǎn)提供了前景。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1

（1）備料：按鉻鐵粉礦占物料總質(zhì)量的30%、硅鉻合金粉占物料總質(zhì)量的34%、氧化鈣粉占物料總質(zhì)量的45%，將鉻鐵粉礦41g、還原劑硅鉻合金粉34g、熔劑氧化鈣粉62g混合均勻后裝入坩堝內(nèi)；

（2）微波加熱：將步驟（1）所得混合物在微波功率為1500W、頻率為2.45GHz下進(jìn)行微波加熱，先升溫至1350℃，并保溫40min，再升溫至1450℃，然后使渣金分離（根據(jù)金屬液與渣液密度的差異，其中金屬液遠(yuǎn)大于渣液，金屬液沉積于坩堝底部，渣液則漂浮于上部），所得金屬即為塊狀低碳鉻鐵合金；所得低碳鉻鐵合金經(jīng)化學(xué)分析：其成分達(dá)到標(biāo)號(hào)FeCr₅₅C₂₅的低碳鉻鐵二級(jí)品成分要求，其主要成分：Cr含量≧52.0%，C含量≦0.25%。

實(shí)施例2

（1）備料：按鉻鐵粉礦占物料總質(zhì)量的37%、硅鉻合金粉占物料總質(zhì)量的16%、氧化鈣粉占物料總質(zhì)量的47%，將鉻鐵粉礦55.5g、還原劑硅鉻合金粉25.0g、熔劑氧化鈣粉71g混合均勻后裝入坩堝內(nèi)；