電爐法冶煉高碳鉻鐵的基本原理是在電弧加熱的高溫區(qū)用碳還原鉻礦中鉻和鐵的氧化物,稱為電碳熱法。埋弧還原電爐是電爐的一種,在鉻鐵生產(chǎn)中用于對礦石等爐料進(jìn)行還原熔煉。其特點是正常熔煉過程中電弧始終埋在爐料之中。 按爐口形式分為高煙罩敞口式、矮煙罩敞口式(將高煙罩降低后,短網(wǎng)由煙罩上部引入的一種改進(jìn)型)、半封閉式和封閉式4種。前兩種為早期使用的形式,日趨淘汰。
目前高碳鉻鐵廠家廣泛采用的是半封閉式和封閉式。其中半封閉式還原電爐應(yīng)用最廣,這種電爐(特別是中、小型的)便于觀察和調(diào)整爐況,可適應(yīng)不同原料條件,有利于改煉品種。電爐煙罩多為矮煙罩演變而成的半封閉罩,通常在其側(cè)部設(shè)置若干個可調(diào)節(jié)啟閉度的爐門,以便既可在需要加料、搗爐操作時開啟,又可按要求控制進(jìn)風(fēng)量,調(diào)節(jié)爐氣溫度,實現(xiàn)煙氣除塵甚至余熱利用。封閉式還原電爐,亦即帶爐蓋的密閉電爐,爐內(nèi)產(chǎn)生的煤氣由導(dǎo)管引出,再經(jīng)凈化處理后可回收利用。為便于操作檢修,并保證安全運行,封閉電爐爐蓋上設(shè)置若干個帶蓋的窺視、檢修和防爆孔。這類電爐操作和控制技術(shù)要求較高。
全封閉式還原電爐冶煉車間主要由配料站、主廠房及輔助設(shè)施等組成。 電爐法冶煉高碳鉻鐵的基本原理是在電弧加熱的高溫區(qū)用碳還原鉻礦中鉻和鐵的氧化物,稱為電碳熱法。埋弧還原電爐是電爐的一種,在鉻鐵生產(chǎn)中用于對礦石等爐料進(jìn)行還原熔煉。其持點是正常熔煉過程中電弧始終埋在爐料之中。 冶煉操作工藝:電爐熔劑法生產(chǎn)高碳鉻鐵采用連續(xù)式操作方法。
原料按焦炭、硅石、鉻礦順序進(jìn)行配料,以利混合均勻。敞口爐通過給料槽把料加到電極周圍,料面呈大錐體。封閉爐由下料管直接把料加入爐內(nèi)。無論是敞口爐還是封閉爐,均應(yīng)隨著爐內(nèi)爐料的下沉而及時補充新料,以保持一定的料面高度。電爐內(nèi)所發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)高碳鉻鐵的主要過程是:碳還原氧化鉻生成Cr3C2的開始溫度為1385K,生成Cr7C3的反應(yīng)開始溫度1453K,而還原生成鉻的反應(yīng)開始溫度為1520K,因而在碳還原鉻礦時得到的是鉻的碳化物,而不是金屬鉻。因此,只能得到含碳較高的高碳鉻鐵。而且鉻鐵中含碳量的高低取決于反應(yīng)溫度。生成含碳量高的碳化物比生成含碳量低的碳化物更容易。實際生產(chǎn)中,爐料在加熱過程中先有部分鉻礦與焦炭反應(yīng)生成Cr3C2,隨著爐料溫度升高.大部分鉻礦與焦炭反應(yīng)生成Cr7C3,溫度進(jìn)一步升高,三氧化二鉻對合金起精煉脫碳作用。
氧化鐵還原反應(yīng)開始溫度比三氧化二鉻還原反應(yīng)開始溫度低,因而鉻礦中的氧化鐵在較低的溫度下就充分地被還原出來,并與碳化鉻互溶,組成復(fù)合碳化物,降低了合金的熔點。同時,由于鉻與鐵互相溶解,使還原反應(yīng)更易進(jìn)行。