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增產降耗是鐵合金生產永恒的話題，碳素鉻鐵生產亦是如此，尤其是近來鉻礦資源饋乏，生產使用的鉻礦往往品種雜亂，配礦單一，給工藝控制造成較大難度，稍有不慎則爐況惡化，生產不能順行，技術經濟指標難以控制。重慶鐵合金（集團）有限責任公司近年來使用過十余中鉻礦，在應對上述不利因素方面作了較多的探索。我們發現鉻礦石中MgO與Al2O3的含量能直接反映鉻礦的冶煉性能，針對不同的MgO/Al2O3值采取應對措施，效果明顯，是碳素鉻鐵生產取得良好指標的關鍵。
1鉻礦特性大致分類
1.1鉻礦中的MgO/Al2O3值
傳統上將鉻礦石按粒度分為塊礦和粉礦，按理化性能分為難熔礦和易熔礦。在生產實踐中，我們發現鉻礦的冶煉性能主要與其中MgO及Al2O3含量緊密相關。眾所周知，礦石的粒度過小會影響爐料透氣性，但可以通過一定的措施進行改善（如增大焦炭粒度、多加回爐渣鐵等），礦石的熔化性能也可以通過改變其入爐粒度在一定程度上得到改善。而鉻礦中如果MgO及Al2O3含量嚴重失調，則會使爐況不順，生態平衡產業指標下滑。在生產實踐中我們以鉻礦的MgO/Al2O3值作為衡量鉻礦冶煉性能的一個重要指標。一般我們將MgO/Al2O3〈1稱為低鎂鋁比礦，MgO/Al2O3〉1.5稱為高鎂鋁比礦，MgO/Al2O3=1~1.5為中度鎂鋁比礦。
1.2MgO/Al2O3值與鉻礦冶煉性能
MgO屬堿性氧化物，在溶液中可電離成為Mg2+及O2-,具有較強的導電能力,因此,如果爐料中MgO含量過高,將會使爐料及所形成的爐渣比電阻減小,導電能力增強,電流急劇增大,電極上抬,刺火嚴重,反應區縮小,爐渣流動性差,產量下降,電耗上升；Al2O3屬高熔點氧化物,當其含量過高時,爐料及爐渣比電阻增大,容易使符合使用不足,電極深埋,料面死火,爐溫低,產量下降,回收率低,爐渣粘稠,爐襯易損壞.當爐料中MgO與Al2O3的含量達到一定的比例時,形成一種平衡,此時爐料的導電性能\熔化性能以及爐渣的熔點\黏度等都能達到一種良好的狀態。在生產過程中我們注意到,無論何種鉻礦進行配搭,當爐料MgO/Al2O3<1時,則會出現前述Al2O3過高的爐況；當MgO/Al2O3>1.5以后,則會呈現前述MgO過高的爐況,而且MgO/Al2O3值越高情況越嚴重。根據鉻礦中不同的MgO/Al2O3值,生產中應該采取相應的對策。
2參數選擇
2.1二次工作電壓
對高MgO/Al2O3礦,應選擇較低的二次工作電壓;對低MgO/Al2O3礦宜選擇較高的二次工作電壓。以500kvA電爐為例,當MgO/Al2O3>1.4,二次電壓選擇為105~110V;當MgO/Al2O3<1.1,二次電壓選擇為120~125V為宜。
2.2極心圓直徑
高MgO/Al2O3礦及塊礦,應選擇較大極心圓直徑;低錯誤!鏈接無效。及粉礦,則應該選擇較小極心圓直徑。
2.3爐膛深度
通過長期實踐摸索我們感覺到,在碳素鉻鐵生產中,較深的爐膛有利于增加料層厚度,預熱爐料,深埋電極,保持爐缸溫度,減小熱散失,取得較好的技術指標。中小
型礦熱爐參數一般是通過米庫林斯基簡易計算法來確定,在計算值的基礎上將爐膛加深20%能取得較好的效果。
3渣型與堿度過控制
碳素鉻鐵生產為有渣冶煉,控制合適的渣型是生產的關鍵環節。渣型不應是一個固定的形態,不應該只按百分含量去調整其中的氧化物成分,調配渣型最直觀的依
據是MgO/Al2O3值和堿度。
3.1MgO/Al2O3
在礦種的搭配上,應努力將爐料的綜合MgO/Al2O3值調至適中的范圍內,我們的實際體會是:如果將MgO/Al2O3值調配在1.05~1.2范圍內,再配以合適的堿度能取得
較理想的效果,此種渣型導電性能適中,有利于電極深插而用足負荷,爐況穩定,料面火焰均勻,產量高,電耗低,各項指標良好。如果礦石中MgO/Al2O3<1,應配加白云石\廢煤磚、菱鎂礦等鎂質調渣劑或石灰石,使MgO或CaO與過多的Al2O3結合以增強爐料導電性能和爐渣活性,并適當增大焦炭粒度。
反之,如果礦中MgO/Al2O3遠遠大于1.2,則應配加鋁土礦等,并適當減小焦炭粒度,以增大爐料比電阻,達到穩定爐況的目的。
3.2爐渣堿度
除了MgO/Al2O3以外,爐渣堿度(MgO+CaO)/SiO2也是一個重要指標.堿度主要是以硅石的配入量來調節,但不能單純強調堿度,必須要將堿度與MgO/SiO2值進行綜合考慮,當MgO/SiO2較大時可適當控制較低堿度,而MgO/SiO2值小時應控制較高堿度,以使爐渣具有恰當的熔點\黏度和導電性能。一般情況,如果MgO/SiO2值在1.05~1.2范圍內,堿度控制為1.1~1.25能取得較好效果。
4合金成分控制
合金成分控制主要是指合金中C\Si\S等雜質元素的控制,這些元素在合金中的含量與鉻礦的性能及生產技術經濟指標有較直接的關系。
4.1[C]
根據鉻鐵生產精煉脫碳機理,爐內降碳需要兩大條件:①要具有較高而且穩定的爐內溫度②必須在爐缸高溫區存在有足夠量的殘存Cr2O3。必須同時具備這兩個因
素,精煉脫碳反應才能進行,產品的含碳量才能有所降低。因此,塊礦\高MgO/Al2O3礦能生產出含炭較低的碳素鉻鐵,反之,粉礦\低MgO/Al2O3礦所生產的鉻鐵含炭都較
高。而生產含炭低的碳素鉻鐵產品因需要保持較高的爐溫和爐缸殘存Cr2O3,需造高熔點渣,單位電耗都較高。
4.2[Si]
合金中硅含量與爐溫及還原劑用量直接相關,[Si]含量高將使還原劑用量增加,單位電耗升高,但過低的[Si]含量不利于[C]\[S]控制,如果礦石中MgO/Al2O3低時
,[Si]過低會導致負荷使用不足。因此合金中[Si]的控制應考慮礦石中MgO/Al2O3值,MgO/Al2O3值高時宜控制較低的[Si],反之,應將[Si]控制得稍高。
4.3[S]
合金中的硫主要是由焦炭代入,在生產過程中控制合金含[S]量的有效手段主要有兩方面:
4.3.1調配合適的渣型。適當增加爐渣中CaO的含量,有利于增強爐渣的脫硫能力,增大硫在爐渣中的分配率,降低合金的含硫量。
4.3.2控制合適的合金成分。合金中的[Si]及[C]含量增加,會在一定程度上降低
[S]含量。生產過程中的脫硫將增加冶煉的負擔,需要控制較高的合金[Si],較高的爐渣(
CaO),使焦耗\電耗增加,因此應嚴格限制入爐原材料中的硫含量。
5結束語
MgO/Al2O3值是鉻礦的一個重要指標,在生產中應根據礦石中MgO/Al2O3值,對電爐電氣參數\渣型及合金成分等方面采取相應的控制措施,方能取得良好的生產技術經濟指標。
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- [責任編輯：sunzhichao]
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