回轉窯預還原+電爐法生產鉻鐵新工藝
一、鉻鐵的用途
□□在冶金工業上，鉻鐵礦主要用來生產鉻鐵合金和金屬鉻。鉻鐵合金作為鋼的添加料生產多種高強度、抗腐蝕、耐磨、耐高溫、耐氧化的特種鋼，如不銹鋼、耐酸鋼、耐熱鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼、工具鋼等。金屬鉻主要用于與鈷、鎳、鎢等元素冶煉特種合金。這些特種鋼和特種合金是航空、宇航、汽車、造船，以及國防工業生產槍炮、導彈、火箭、艦艇等不可缺少的材料。
□□在耐火材料上，鉻鐵礦用來制造鉻磚、鉻鎂磚和其他特殊耐火材料。
□□鉻鐵礦在化學工業上主要用來生產重鉻酸鈉，進而制取其他鉻化合物，用于顏料、紡織、電鍍、制革等工業，還可制作催化劑和觸媒劑等。
鉻鐵礦是我國的短缺礦種，儲量少，產量低，每年消費量的80％以上依靠進口。
二、鉻鐵生產技術的發展
□□在20世紀60年代以前，采用電爐法生產不銹鋼工藝，很難脫碳，不銹鋼的含碳量取決于原材料的含碳量，這樣就要嚴格限制爐料的含碳量，只能選擇低碳鉻鐵作為不銹鋼冶煉的主要鉻來源。生產低碳鉻鐵，必須生產硅鉻合金，這就需要由一定高溫強度的塊狀鉻礦生產含碳4％～6％的高碳鉻鐵。
□□在20世紀60年代末期發明了氫氧脫碳法（AOD）和真空吹氧脫碳法（VOD）之后，情況就完全改變了，由于降碳保鉻過程合理化，碳得以優先氧化脫除，不但簡化了不銹鋼生產工藝，降低了成本，而且還使鉻鐵產品結構發生了變革。低碳鉻鐵使用量顯著下降，而對高碳鉻鐵的需求量就大大地增加了。由于不銹鋼生產成本大大降低，從而對不銹鋼地需求量隨之增加，同樣對高碳鉻鐵地需求量也相應增加了。
□□隨著不銹鋼精煉技術的不斷進步和推廣應用，以及采用計算機控制不銹鋼的生產過程和原料選配，對鉻鐵的含碳量和含鉻量要求不嚴了，因而可以直接使用由儲量大而開采費用低的低鉻鐵礦，通常含碳量6％～9％，含鉻量50％～55％。由于爐料級鉻鐵的使用，使得不銹鋼的生產成本明顯降低，因而在很短時間內又使高碳鉻鐵被爐料級鉻鐵所取代。目前西方國家不銹鋼廠在冶煉中幾乎全部使用爐料級鉻鐵，因而爐料級鉻鐵已經成為國際市場上一種重要的工業商品。
□□在20世紀70年代，爐料級鉻鐵開始在容量小的埋弧電爐內高效地生產。隨著鉻礦地大量開采，優質塊礦越來越少，資源日趨緊張，價格也越來越貴，同時不銹鋼生產高速發展，產量劇增，對鉻鐵地需求量也急劇增加，對鉻鐵地需求量也急劇增加。為了降低成本和適應市場需要，日本、南非和芬蘭等國家相繼建立了一批大容量級新型電爐，由于入爐鉻礦主要是粉礦和易碎塊礦，為了保持大電爐的高效率，就必須大力改善爐料的質量。因此，各國相繼開發出預還原球團、燒結球團和壓球等粉礦預處理工藝技術投入生產。
□□日本昭和電工公司發明的SRC法，將鉻粉礦和焦粉混合、干燥、研磨、再加膨潤土和水在圓盤造球機上造球，球團在鏈篦機中干燥和預熱，再送至回轉窯進行預還原，還原率再60％以上。高溫預還原球團與焦炭、硅石和白云石配料，送入封閉電爐冶煉成鉻鐵。這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，焦炭省。
□□芬蘭奧托昆普公司開發出燒結球團預熱工藝，將鉻粉礦再濕式球磨機中研磨，再鼓式過濾機中過濾，濾餅和膨潤土混合，用造球盤制成球團，送入雙爐身豎爐中燒結，燒結球團和焦炭、硅石配料送電爐爐頂預熱回轉窯中預熱后，直接進入封閉電爐冶煉鉻鐵，這種工藝的主要特點是電耗低，鉻回收率高，操作平穩。
□□進入20世紀80年代以后，隨著工業發達國家能源短缺，特別式電費迅速上漲，以及人工費用的提高，許多鉻鐵電爐關閉停產，鉻鐵生產向鉻礦資源豐富、電力充足、勞動力便宜的國家發展，同時不銹鋼用途的擴大，使用量增加，導致不銹鋼工業迅速發展，造成鉻鐵短缺，價格突漲，導致鉻鐵生產的又一次飛速發展。不少硅鐵電爐改煉鉻鐵，又新建一批鉻鐵生產大廠，開發出新的鉻鐵生產工藝技術。
□□我國一方面到南非、津巴布韋、哈薩克斯坦、印度等鉻資源豐富的國家進行投資新建鉻鐵礦山和鉻鐵廠，采用先進技術和設備生產鉻鐵；另一方面對國內的鉻鐵生產技術進行改進，對生產設備進行改造，并新建鉻鐵電爐，進口鉻礦與開發國產鉻礦，生產鉻鐵。
□□總之，世界鉻鐵生產技術的不斷發展，因為不銹鋼工業的發展對鉻鐵的發展起著引導作用，即由供求法則所形成的鉻鐵市場與不銹鋼工業的情況緊密相關。
□□爐料級鉻鐵和高碳鉻鐵是目前不銹鋼生產所用鉻的主要來源。
□□由于產品質量和生產成本的需要，鉻鐵生產廠家必須高效生產，追求利益*大化，這也促進優化和開發那些使用便宜原材料。節省能源和勞動力、技術簡單可靠、操作平穩容易、同時投資又省的新技術。朝陽重型建材機械制造有限公司研制出適應中國的新工藝：
三、朝陽重型建材機械制造有限公司主要工藝流程簡述
1、 原料儲存、配料、粉磨、混合
2、 配料鉻粉礦、還原劑、粘結劑全部入庫。鉻粉礦、還原劑按比例送入球磨機進行粉磨，粉磨后按比例與粘結劑計量后送入到強力混料機中混合，使物料含有一定的水份，以便下一工序的造球作業。
3、 成球及預熱
4、 經過混合的物料經造球機制成一定強度和粒徑的生球。合格的料球經皮帶機均布于烘干預熱機上，與回轉窯窯尾850-950℃左右的熱煙氣接觸充分干燥和預熱。預熱后的物料直接進入回轉窯進行煅燒。
5、 鉻礦煅燒、熱裝入爐及窯尾廢氣處理
6、 預熱后的球團被連續加入到回轉窯內，在還原氣氛下進行焙燒，還原焙燒使球團中的鐵、鉻氧化物與碳反應生成碳化物。焙燒后球團有一層堅硬的外皮，球的強度較高，形成具有一定強度和理化性能的成品球團。回轉窯出來的球團進入緩沖倉經稱重倉計量后與硅石、焦炭按比例直接熱裝加入電爐冶煉。
7、 本項目實施后的指標如下：
8、 冶煉電耗降低28%，由電爐法的3500kwh/t降低至回轉窯球團+電爐法的2500kwh/t。兩種方案相差1000kwh/t。
9、 焦碳用量減少30%，由電爐法的580kg/t降至回轉窯球團+電爐法的400kg/t。
10、 原料成本降低，目前，同品位塊礦價格較高，而粉鉻礦價低，其差價根據市場情況而定,目前差價為650元左右。
11、 總之，此回轉窯預還原球團+電爐法是目前*佳的工藝方案。
四、朝陽重型建材法鉻鐵生產線優點
回轉窯預還原球團+電爐法工藝生產線有如下優點：
1、 設備工藝簡單，維修方便；
2、 投資少，見效快；
3、 能耗少，降低生產成本；
4、 生產成本低，投資回收期短；
5、 物料使用的是鉻礦粉，而不是價格高的鉻塊礦；
6、 環保效果好，。
7、 由其是在嚴重缺電的國家*此工藝
五、回轉窯預還原球團+電爐生產線與電爐生產線同產量性能指標對比一覽表（以日產500噸為例）
項目 朝陽重型建材法
回轉窯預還原球團+電爐法 電爐法
熔煉能源 煙煤 + 焦粉 + 電 焦粉 +電
能耗 低 太高
電爐型號 33000KVA一臺 23000×2臺
電 2000-2500kw/t 3000-3500kw/t
焦煤 400kg/t 580kg/t
原礦物料 粉鉻礦 塊礦
物料原礦價格 低 高
一次性設備投資 略高 正常
鉻鐵回收率 95% 95%
單位成本 低 太高
利潤率 高 很低或無
投資回收期 短期回收 很長或無
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