本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，具體地，涉及一種高碳鉻鐵及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鉻礦按照粒度可以分為兩類，即鉻塊礦和鉻粉礦。其中，易熔鉻粉礦具有如下特點(diǎn)：粒度小，粒度小于10mm的占90％，礦中Cr2O3的含量在40％以上，Al2O3和MgO的含量之和小于30％。這類鉻粉礦在冶煉時易熔化，初渣形成速度較快，容易導(dǎo)致未還原的粉礦顆粒迅速進(jìn)入熔渣層，渣中跑鉻比較多。埋弧電爐冶煉易熔鉻粉礦的時候，如果配料不當(dāng)，會出現(xiàn)如下問題：埋弧電爐負(fù)荷使用不足，電極下插容易；爐料容易塌陷，煙塵量多；料層透氣性較差，渣、鐵排放不穩(wěn)定，損傷爐口；電耗增加，鉻鐵回收率較低等。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的發(fā)明目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種采用易熔鉻粉礦制備高碳鉻鐵的方法。本發(fā)明的采用易熔鉻粉礦制備高碳鉻鐵的方法，包括如下步驟：(1)篩分：對原料鉻粉礦進(jìn)行篩分，得到粒度不大于6mm的鉻粉礦和粒度大于6mm的鉻粉礦；(2)制備球團(tuán)：將粒度不大于6mm的鉻粉礦與粘結(jié)劑混合均勻得到混合物，隨后將該混合物壓制成球團(tuán)；(3)配料：將球團(tuán)、粒度大于6mm的鉻粉礦、熔劑和還原劑混合均勻，得到混合料；(4)熔煉：將混合料置于埋弧電爐內(nèi)進(jìn)行熔煉。其中，在步驟(2)的混合物中進(jìn)一步加入添加劑。其中，按重量份數(shù)計(jì)，每1000份步驟(2)的混合物包含：70-100份粘結(jié)劑，0-15份添加劑，和余量的粒度不大于6mm的鉻粉礦。其中，所述粘結(jié)劑是糖漿和/或氧化鈣；優(yōu)選地，所述粘結(jié)劑是糖漿和氧化鈣按重量比50-70:20-30的組合。其中，步驟(2)制備的球團(tuán)的粒徑是20mm-80mm。其中，所述熔劑是硅石、菱鎂石和白云石中的任一種或多種，且優(yōu)選是硅石、菱鎂石和白云石的組合。其中，所述硅石的粒度是10mm-50mm，所述菱鎂石的粒度是10mm-50mm，所述白云石的粒度是10mm-40mm。其中，所述還原劑中固定碳含量與所述混合料中氧含量的質(zhì)量比是0.92-1。其中，所述還原劑的粒度是10mm-40mm。其中，所述混合料中Cr的總質(zhì)量與所述混合料中Fe的總質(zhì)量之比不小于2.59；所述熔劑的質(zhì)量與所述混合料中Cr2O3的總質(zhì)量之比是0.34-0.38；所述混合料中SiO2的總質(zhì)量與所述混合料中SiO2、CaO、Al2O3和MgO的質(zhì)量和的比值是0.35-0.38；且所述混合料中CaO的總質(zhì)量與所述混合料中SiO2、CaO、Al2O3和MgO的質(zhì)量和的比值是0.067-0.099。其中，在步驟(4)中，熔煉溫度不低于1750℃。其中，步驟(4)熔煉過程產(chǎn)生的煙氣經(jīng)過除塵得到的除塵灰返回步驟(2)用作添加劑。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下有益效果：(1)本發(fā)明通過冷固結(jié)球團(tuán)工藝實(shí)現(xiàn)了對于易熔鉻粉礦的利用，通過添加糖漿和氧化鈣制備的球團(tuán)具有冷態(tài)強(qiáng)度好、熱穩(wěn)定性好、帶入雜質(zhì)少等特點(diǎn)。(2)本發(fā)明通過選擇合適的爐料配比，在埋弧電爐冶煉中料面透氣性好，減少塌料，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定出鐵出渣，節(jié)省電耗，提高鉻的回收率。附圖說明圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。具體實(shí)施方式為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對本發(fā)明做詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。本發(fā)明的技術(shù)方案主要針對的是易熔鉻粉礦，這種礦粉中至少90％(重量)的粒度小于10mm，其中Cr2O3的含量不低于40％(重量)，并且Al2O3和MgO的含量之和小于30％(重量)。針對易熔鉻粉礦在冶煉時存在的問題，本發(fā)明通過將粒度小于等于6mm的易熔鉻粉礦壓制球團(tuán)，將球團(tuán)和熔劑與碳質(zhì)還原劑按一定比例搭配，并采用合適的冶煉參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定高效冶煉，提高產(chǎn)量，提升鉻元素回收率。下面結(jié)合圖1對本發(fā)明的方法進(jìn)行說明：(1)篩分將原料鉻粉礦(即前述的易熔鉻粉礦)進(jìn)行干燥，之后篩分獲得粒度不大于6mm的鉻粉礦和粒度大于6mm的鉻粉礦。粒度不大于6mm的鉻粉礦進(jìn)入下一步驟中，而粒度大于6mm的鉻粉礦可以后續(xù)直接加入到埋弧電爐中進(jìn)行冶煉。(2)制備球團(tuán)將粒度不大于6mm的鉻粉礦與粘結(jié)劑混合均勻得到混合物，隨后用對輥壓球機(jī)將該混合物壓制成球團(tuán)。其中，粘結(jié)劑可以是糖漿和/或氧化鈣，優(yōu)選是糖漿和氧化鈣的組合，且更優(yōu)選是糖漿和氧化鈣按重量比50-70:20-30的組合。所述糖漿是通過煮或其它技術(shù)制成的粘稠、含高濃度糖的溶液。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況能夠確定采用何種濃度的糖漿。當(dāng)將糖漿和氧化鈣組合使用時，特別是采用上述比例組合時，有利于壓制球團(tuán)的存儲，保證高溫冶煉時不會發(fā)生爆裂，從而有利于埋弧電爐冶煉時爐況的穩(wěn)定。在一種優(yōu)選的具體實(shí)施方式中，在制備球團(tuán)時還進(jìn)一步加入添加劑以獲得粒度不大于6mm的鉻粉礦、糖漿、氧化鈣和添加劑的混合物。每1000份該混合物中包含：50-70份糖漿，20-30份氧化鈣，0-15份添加劑，和余量的粒度不大于6mm的鉻粉礦。優(yōu)選地，糖漿、氧化鈣、添加劑和粒度不大于6mm的鉻粉礦的重量比是60:23:13:904。采用對輥壓球機(jī)將該混合物壓制成球團(tuán)，球團(tuán)的粒徑是20mm-80mm，優(yōu)選地，所述球團(tuán)是75mm×40mm×23mm的橢球形球團(tuán)。(3)配料將步驟(2)制備的球團(tuán)、步驟(1)篩分獲得的粒度大于6mm的鉻粉礦與熔劑和碳質(zhì)還原劑混合，獲得混合料。其中，球團(tuán)可以是粒度不大于6mm的鉻粉礦、糖漿和氧化鈣的混合物壓制成的球團(tuán)，粒度不大于6mm的鉻粉礦、添加劑、糖漿和氧化鈣的混合物壓制成的球團(tuán)，或者二者按特定比例的組合。本發(fā)明采用的還原劑可以是本領(lǐng)域中常用的任何碳質(zhì)還原劑，例如，焦炭、無煙煤、煙煤、蘭炭、石油焦和木炭中的任一種或多種。碳質(zhì)還原劑的粒度是10mm-40mm，其加入量應(yīng)滿足碳質(zhì)還原劑中固定碳含量與混合料中氧含量的質(zhì)量比是0.92-1。碳質(zhì)還原劑對埋弧電爐內(nèi)反應(yīng)具有重要意義，其含量過低會導(dǎo)致大量氧化鉻進(jìn)入渣中，影響回收率，降低產(chǎn)量，增加電耗，而含量過高會導(dǎo)致爐料導(dǎo)電性增強(qiáng)，電極下插較難，熱利用效率降低。將碳質(zhì)還原劑中固定碳含量與混合料中氧含量的質(zhì)量比限定在0.92-1，即可以保證鉻的回收率和產(chǎn)量，又能提高熱利用率。本發(fā)明中采用的熔劑可以是硅石、菱鎂石和白云石中的任一種或多種，且優(yōu)選是硅石、菱鎂石和白云石的組合。其中，所述硅石是脈石英、石英巖和石英砂巖的總稱，主要成分是SiO2，質(zhì)量含量通常不低于95％，此外還含有少量Al2O3、CaO、Fe2O3和K2O等雜質(zhì)。所述菱鎂石又稱堿菱鎂苦土，是鎂的碳酸鹽礦物，主要成分是MgCO3。所述白云石是三方晶系的碳酸鹽礦物，化學(xué)成分主要是CaMg(CO3)2，此外還有少量Mn、Pb、Zn等雜質(zhì)。常規(guī)市購的硅石、菱鎂石和白云石均可用于本發(fā)明中。其中，硅石的粒度是10mm-50mm，菱鎂石的粒度是10mm-50mm，白云石的粒度是10mm-40mm。在配料時，球團(tuán)、粒度大于6mm的鉻粉礦、熔劑和碳質(zhì)還原劑的配比應(yīng)當(dāng)滿足：混合料中Cr的總質(zhì)量與混合料中Fe的總質(zhì)量之比不小于2.59；熔劑的質(zhì)量與混合料中Cr2O3的總質(zhì)量之比是0.34-0.38；混合料中SiO2的總質(zhì)量與混合料中SiO2、CaO、Al2O3和MgO的質(zhì)量和的比值是0.35-0.38；且混合料中CaO的總質(zhì)量與混合料中SiO2、CaO、Al2O3和MgO的質(zhì)量和的比值是0.067-0.099。采用上述配料的方式，可以實(shí)現(xiàn)如下效果：1)通過限定熔劑的配入量可以調(diào)整冶煉渣型，并保證熔劑的配入量不過高，以避免耗電過高。2)SiO2對渣的熔點(diǎn)和渣的粘度影響較大，過多的SiO2會導(dǎo)致渣熔點(diǎn)降低，導(dǎo)致鐵水的過熱度少，渣鐵排出不順暢，過少的SiO2則會導(dǎo)致渣的粘度大，流動性降低，冶煉時排渣困難。在本發(fā)明中，通過合理配料將SiO2的總質(zhì)量限定在上述范圍內(nèi)，能夠保證渣的順利排出。3)通過合理配料將CaO限定在在上述范圍內(nèi)，一方面可以稀釋爐渣，增加爐渣流動性，利于出渣，另一方面可以抑制SiO2的還原，降低產(chǎn)品合金中Si的含量。4)通過控制Cr與Fe之比不小于2.59，可以充分利用不同品位的粉礦，節(jié)約成本，能夠保證冶煉出的高碳鉻鐵產(chǎn)品中鉻的質(zhì)量百分含量在60％以上。(4)熔煉將混合料置入埋弧電爐進(jìn)行熔煉還原，熔煉溫度在1750℃以上，該溫度對爐渣有一定的過熱度，從而有利于渣的順利排出。埋弧電爐在熔煉過程中會產(chǎn)生煙氣，對該煙氣進(jìn)行除塵處理之后可以獲得除塵灰。該除塵灰的主要成分是SiO2、FeO、Al2O3、CaO、C和Cr2O3，且其粒度細(xì)小，可以將其輸送回步驟(2)用作制備球團(tuán)的添加劑。下面通過實(shí)施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，按照常規(guī)方法和條件，或按照商品說明書選擇。實(shí)施例中所使用的物質(zhì)均為常規(guī)市購得到。下述實(shí)施例中所采用的鉻粉礦為印度進(jìn)口，粒度細(xì)小，小于10mm占90wt％，Al2O3和MgO之和小于30％，屬易熔鉻粉礦。硅石的主要成分是SiO2，含量為98wt％。白云石的主要組成是SiO23.58wt％，CaO29.32wt％，MgO19.37wt％。菱鎂石的主要組成是SiO25.89wt％，CaO1.56wt％，MgO41.08wt％，Al2O32.5wt％。菱鎂石粒度為10mm-50mm，硅石粒度為10mm-50mm，白云石粒度為10mm-40mm。焦炭粒度為10mm-40mm，固定碳含量85wt％，水分含量11.30wt％。實(shí)施例1(1)將易熔鉻粉礦進(jìn)行干燥、篩分得到不大于6mm鉻粉礦和大于6mm鉻粉礦；(2)將不大于6mm鉻粉礦和氧化鈣、糖漿按照917：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。將小于6mm鉻粉礦、除塵灰、氧化鈣和糖漿按照904：13：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。(3)將步驟(2)得到的兩類球團(tuán)與步驟(1)得到的大于6mm鉻粉礦以及硅石、菱鎂石、白云石、碳質(zhì)還原劑按照一定比例配料、混勻。表1顯示了入爐的各類礦石的化學(xué)成分和配料比(其中，百分比為質(zhì)量百分比，配料比為重量配比)。表1Cr2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgO配料比球團(tuán)50.55％15.24％4.32％10.88％1.71％9.85％300球團(tuán)(含除塵灰)45.24％17.04％4.69％13.73％2.83％8.09％240大于6mm鉻粉礦44.36％17.82％6.75％11.7％6.48％9.36％60硅石98％58白云石3.58％29.32％19.37％15菱鎂石5.89％2.5％1.56％41.08％25焦炭137.9采用上述配比條件，可滿足如下：(各類礦中Cr的總質(zhì)量/各類礦中Fe的總質(zhì)量)為2.59；(硅石、菱鎂石、白云石的質(zhì)量和)/(各類礦中Cr2O3總質(zhì)量)為0.34；(各類礦中SiO2的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.35；(各類礦中CaO的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.082；(碳質(zhì)還原劑中固定碳的質(zhì)量)/(球團(tuán)、大于6mm鉻粉礦中鉻氧化物中O和鐵氧化物中O的質(zhì)量和)為0.927。(4)將步驟(3)的混合料置入電爐熔煉、還原，熔煉溫度控制在1750℃以上，最終得到高碳鉻鐵和爐渣。除塵灰返回步驟(2)。高碳鉻鐵中鉻含量63.24％、碳含量8.79％。實(shí)施例2(1)將易熔鉻粉礦進(jìn)行干燥、篩分得到不大于6mm鉻粉礦和大于6mm鉻粉礦；(2)將不大于6mm鉻粉礦和氧化鈣、糖漿按照917：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。將小于6mm鉻粉礦、除塵灰、氧化鈣和糖漿按照904：13：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。(3)將步驟(2)得到的兩類球團(tuán)與步驟(1)得到的大于6mm鉻粉礦以及硅石、菱鎂石、白云石、碳質(zhì)還原劑按照一定比例配料、混勻。表2顯示了入爐的各類礦石的化學(xué)成分和配料比(其中，百分比為質(zhì)量百分比，配料比為重量配比)。表2Cr2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgO配料比壓球51.06％14.71％4.39％10.64％2.14％9.76％300壓球(含除塵灰)46.28％15.02％5.81％12.16％3.67％8.55％240大于6mm鉻粉礦53.26％16.39％2.87％11.59％1.68％9.70％60硅石98％63白云石3.58％29.32％19.37％30菱鎂石5.89％2.5％1.56％41.08％15焦炭145.9采用上述配比條件，可滿足如下：(各類礦中Cr的總質(zhì)量/各類礦中Fe的總質(zhì)量)為2.895；(硅石、菱鎂石、白云石的質(zhì)量和)/(各類礦中Cr2O3總質(zhì)量)為0.365；(各類礦中SiO2的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.365；(各類礦中CaO的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.099；(碳質(zhì)還原劑中固定碳的質(zhì)量)/(球團(tuán)、大于6mm鉻粉礦中鉻氧化物中O和鐵氧化物中O的質(zhì)量和)為0.969。(4)將步驟(3)的混合料置入電爐熔煉、還原，熔煉溫度控制在1750℃以上，最終得到高碳鉻鐵和爐渣。除塵灰返回步驟(2)。高碳鉻鐵中鉻含量64.02％、碳含量8.48％。實(shí)施例3(1)將易熔鉻粉礦進(jìn)行干燥、篩分得到不大于6mm鉻粉礦和大于6mm鉻粉礦；(2)將不大于6mm鉻粉礦和氧化鈣、糖漿按照917：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。將小于6mm鉻粉礦、除塵灰、氧化鈣和糖漿按照904：13：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。(3)將步驟(2)得到的兩類球團(tuán)與步驟(1)得到的大于6mm鉻粉礦以及硅石、菱鎂石、白云石、碳質(zhì)還原劑按照一定比例配料、混勻。表3顯示了入爐的各類礦石的化學(xué)成分和配料比(其中，百分比為質(zhì)量百分比，配料比為重量配比)。表3Cr2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgO配料比壓球51.06％14.71％4.39％10.64％2.14％9.76％300壓球(含除塵灰)46.52％15.40％5.81％12.16％3.67％8.55％240大于6mm鉻粉礦53.26％16.39％2.87％11.59％1.68％9.7％60硅石98％62白云石3.58％29.32％19.37％22菱鎂石5.89％2.5％1.56％41.08％20焦炭139.3采用上述配比條件，可滿足如下：(各類礦中Cr的總質(zhì)量/各類礦中Fe的總質(zhì)量)為2.871；(硅石、菱鎂石、白云石的質(zhì)量和)/(各類礦中Cr2O3總質(zhì)量)為0.35；(各類礦中SiO2的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.364；(各類礦中CaO的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.092；(碳質(zhì)還原劑中固定碳的質(zhì)量)/(球團(tuán)、大于6mm鉻粉礦中鉻氧化物中O和鐵氧化物中O的質(zhì)量和)為0.922。(4)將步驟(3)的混合料置入電爐熔煉、還原，熔煉溫度控制在1750℃以上，最終得到高碳鉻鐵和爐渣。除塵灰返回步驟(2)。高碳鉻鐵中鉻含量63.23％、碳含量8.02％。實(shí)施例4(1)將易熔鉻粉礦進(jìn)行干燥、篩分得到不大于6mm鉻粉礦和大于6mm鉻粉礦；(2)將不大于6mm鉻粉礦和氧化鈣、糖漿按照917：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。將小于6mm鉻粉礦、除塵灰、氧化鈣和糖漿按照904：13：23：60比例混合均勻，并壓成球團(tuán)。球團(tuán)尺寸為75×40×23mm。(3)將步驟(2)得到的兩類球團(tuán)與步驟(1)得到的大于6mm鉻粉礦以及硅石、菱鎂石、白云石、碳質(zhì)還原劑按照一定比例配料、混勻。表4顯示了入爐的各類礦石的化學(xué)成分和配料比(其中，百分比為質(zhì)量百分比，配料比為重量配比)。表4Cr2O3FeOSiO2Al2O3CaOMgO配料比壓球51.61％14.52％4.22％10.37％2.14％9.76％300壓球(含除塵灰)47.76％16.61％4.27％12.08％2.61％9.05％240大于6mm鉻粉礦46.95％19.59％6.49％11.95％1.42％9.08％60硅石98％68白云石3.58％29.32％19.37％10菱鎂石5.89％2.5％1.56％41.08％35焦炭152.5采用上述配比條件，可滿足如下：(各類礦中Cr的總質(zhì)量/各類礦中Fe的總質(zhì)量)為2.751；(硅石、菱鎂石、白云石的質(zhì)量和)/(各類礦中Cr2O3總質(zhì)量)為0.38；(各類礦中SiO2的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.378；(各類礦中CaO的總質(zhì)量)/(各類礦中SiO2、CaO、Al2O3、MgO的總質(zhì)量)為0.067；(碳質(zhì)還原劑中固定碳的質(zhì)量)/(球團(tuán)、大于6mm鉻粉礦中鉻氧化物中O和鐵氧化物中O的質(zhì)量和)為0.999。(4)將步驟(3)的混合料置入電爐熔煉、還原，熔煉溫度控制在1750℃以上，最終得到高碳鉻鐵和爐渣。除塵灰返回步驟(2)。高碳鉻鐵中鉻含量63.58％、碳含量8.5％。當(dāng)前第1頁1 2 3