前言

不銹鋼由于具有強度高、耐腐蝕、輕巧美觀、壽 命長、成本低、循環(huán)使用無污染等優(yōu)點，在建筑裝 飾、交通運輸、航空航天、石油化工、能源發(fā)電、食品 加工、環(huán)保、醫(yī)療以及家電廚衛(wèi)等國民經(jīng)濟和社會 生活領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用⑴。鉻鐵是生 產(chǎn)不銹鋼及特種鋼的主要合金劑，鉻元素能使合金 表面形成一層不溶于某些介質(zhì)的堅固氧化薄膜（鈍 化膜），使金屬與外界介質(zhì)隔離而不發(fā)生化學(xué)侵蝕。 其中中低碳鉻鐵除含較多的鉻外,憑借其較少的雜 質(zhì)元素,使合金在空氣中、水中、蒸汽中等都具有很 好的化學(xué)穩(wěn)定性,而且在許多種酸、堿、鹽的水溶液中也有足夠的穩(wěn)定性，甚至在高溫或低溫環(huán)境中，仍能保持其耐腐蝕的優(yōu)點。

筆者根據(jù)合理的設(shè)備配置及工藝設(shè)計,從而生 產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈的鉻系特種合金。采用國內(nèi)先進高碳 鉻鐵水熱兌一步法生產(chǎn)中碳鉻鐵的技術(shù),從高碳鉻 鐵出鐵后熱鐵水直接進入1臺AOD氮氧爐，通過吹 氧、吹氮措施從而生產(chǎn)出中碳鉻鐵;采用高碳鉻鐵 -硅鉻合金-低碳鉻鐵的多步法生產(chǎn)硅鉻合金及 低碳鉻鐵。

1、鉻系特種合金生產(chǎn)工藝

鉻系特種合金生產(chǎn)工藝流程如圖1所示。

1.1原料預(yù)處理系統(tǒng)

全部采用鉻粉礦冶煉，在入爐前進行制粒，采 用豎爐球團工藝。酸性球團礦,堿度為0.29~0.38。 成品球團礦粒度為6~16 mm。

豎爐球團生產(chǎn)工藝流程⑵：進口原礦粉（2~3 種）->配礦->入磨機磨礦->過濾機脫水->配加膨潤土或其他熔劑的二次配料系統(tǒng)->混料系統(tǒng)->造球盤->篩分（成品球入爐鍛燒、不合格的球返回二次 配料）->豎爐焙燒->機械化出球。

1.1.1磨礦系統(tǒng)

原礦粉鏟車上料->3個料倉用于三種料混合, 料倉壁設(shè)振動器防堵->每個料倉下面設(shè)一臺圓盤 給料機->配料皮帶稱（按工藝要求配加不同比例的 礦粉）->皮帶輸送機->濕式球磨機->陶瓷過濾機脫 水->皮帶輸送機->精礦粉場地。 系統(tǒng)中預(yù)留1個還原劑料倉的位置。生產(chǎn)正常 后，試驗爐料中可能加入一定量的還原劑同時進行 磨細。后面的混料機前面也有這種可能，當(dāng)有煤粉供應(yīng)時，可能在混料機中加入煤粉（但是成球性不 如在這里加入為好）。

1.1.2混料系統(tǒng)

來自磨料車間的細礦粉->鉻礦粉料倉2個，膨 潤土料倉2個—圓盤給料機T配料皮帶機（合計4 個料倉，其中2個用于鉻精粉,2個用膨潤土）->圓筒式混料機->皮帶輸送機->中間倉2個。

從圓筒混料機出來的料用皮帶機送往2個中間倉,所以皮帶機要在中間倉上面分料。

1.1.3成球和球的篩分

中間倉T圓盤給料機->皮帶輸送機->成球盤->皮帶輸送機->輻篩->合格球團->成品布料皮帶。 從輻篩分離出來的大球和小球,均返回到混料系統(tǒng)。

1.1.4豎爐部分

成品球皮帶->豎爐布料皮帶->斗式自動布料 器（自動下料）->豎爐->刮料斗出球->成品球團地坑->鏟車出料一電爐原料場地。

1.1.5煤氣

礦熱爐煤氣凈化后供豎爐使用—豎爐燒嘴。

1.2礦熱爐冶煉系統(tǒng)

冶煉車間設(shè)2臺礦熱爐，其中1臺生產(chǎn)高碳鉻 鐵,1臺生產(chǎn)硅鉻合金。鉻系合金電爐包括上料、下 料、電極操作、爐前出鐵等工序。

鉻粉礦經(jīng)研磨、造球、焙燒后與冷料一同配入 熱料罐中。配料后料罐經(jīng)過軌道運至冶煉吊裝跨, 天車將料罐運至加料層，并將其加入到保溫料倉 中，經(jīng)料管連續(xù)加入爐內(nèi)。

出鐵時，通過電動小車將合金包、渣包運送至 出鐵口下方，然后用開爐機打開出鐵口，合金和渣 經(jīng)出爐口流入合金包中。由于合金的比重大于渣 的比重，渣浮在合金的表面。合金包和渣包為階梯 式布置，均設(shè)有溢流嘴，當(dāng)流出的合金和渣的容積 大于合金包的容積時，浮在表面的渣通過溢流嘴流 入水淬沖渣系統(tǒng)中。出鐵電動小車牽引合金包車 和渣包車至成品跨,進入下一步工序。

1.3精煉系統(tǒng)

1.3.1中碳鉻鐵冶煉系統(tǒng) 采用AOD精煉爐,以高碳鉻鐵電爐生產(chǎn)的高碳 鉻鐵為原料生產(chǎn)中碳鉻鐵,AOD精煉爐與礦熱爐車 間跨間軌道毗鄰。 以AOD精煉爐“一步法”冶煉中碳鉻鐵工藝流 程短、工序少,設(shè)備簡化，易于管理,經(jīng)營成本低。 AOD精煉爐冶煉中碳鉻鐵基本工藝流程:裝 料、造渣、供氧、過程控制、終點控制、出爐。 精煉車間所用高碳鉻鐵水由礦熱爐工序供應(yīng), 礦熱爐出鐵至鐵水罐，經(jīng)過澆注跨間軌道運至成品 跨，由天車將鐵水兌入AOD精煉爐，并進行冶煉作 業(yè)。具體工藝過程如下：

（1）加入造渣料（石灰、白云石、螢石、鉻礦）。

（2）頂槍供氧，側(cè)槍吹入的是氮氣/氮氣和氧氣 的混合氣體,氣體比例分為5個階段，分別為6：1、 3：1、1：1、1：3、1：6；啟動預(yù)測、控制模型，根據(jù)檢測的 鐵水溫度以及碳等元素的含量，預(yù)測下一個時刻的 溫度以及碳含量，根據(jù)預(yù)測結(jié)果確定下一時刻的控 制策略。

（3）實時檢測溫度以及碳等元素含量,預(yù)測終 點，檢測到目標(biāo)溫度和碳含量后停止吹煉。

（4）碳含量達到1%或0.5%停吹，傾爐、取樣檢 測碳含量,如果碳含量高,復(fù)爐后頂槍繼續(xù)吹煉,直 到碳含量達到要求。

（5）加入硅鐵,將渣中鉻還原，然后出爐。

1.3.2低碳鉻鐵冶煉系統(tǒng)

利用傾動式精煉電爐，以硅鉻合金電爐生產(chǎn)的 硅鉻合金為原料生產(chǎn)低碳鉻鐵，精煉爐與礦熱爐車 間澆注跨毗鄰。

經(jīng)過處理合格的鉻礦和石灰在配料站按一定 比例經(jīng)電子秤稱量配料后由上料皮帶將混合料送 至電爐加料平臺加入爐頂料倉，爐料經(jīng)料管加入爐 內(nèi)。液態(tài)硅鉻合金經(jīng)搖包脫硅后倒入熱兌包中，然 后由熱兌包車送至電爐跨，再由爐頂起重機吊至加 料平臺由移動流槽兌入爐內(nèi)，然后送電進行冶煉。 按一定時間間隔，打開出鐵口，渣鐵混出，經(jīng)分離 后,鐵水流入鐵水包中,低碳鉻鐵渣溢流至渣包中。 鐵水在澆鑄跨澆鑄成錠,經(jīng)冷卻脫模送至成品跨進 行破碎、篩分、包裝。低碳鉻鐵爐渣由起重機吊渣 包至搖包機架處倒入搖包中，與一爐液態(tài)中間硅鉻 合金經(jīng)搖包貧化、脫硅后的液態(tài)硅鉻合金熱兌至精 煉電爐中,貧渣送至沖渣處水淬后外運。

2、成品及渣處理工藝

2.1成品處理系統(tǒng)

成品需要破碎至10-50 mm合格粒度，配置1 套破碎、篩分設(shè)施,粒度分級的合格成品經(jīng)稱量、包 裝后貯存。成品先破碎到< 200 mm粒度,鏟車送入 受料斗，再由膠帶機運至顓式破碎機，破碎后的成 品再由膠帶機提升至高效振動篩分級，粒度 < 10 mm粉料進入粉倉夕卜運;粒度10-50 mm合格的 成品由膠帶機輸送至成品自動稱量打包區(qū)域,包裝儲存。

2.2 渣處理系統(tǒng)

電爐廢渣采用全自動透水磚生產(chǎn)線，生產(chǎn)標(biāo) 磚、空心砌塊、鋪地磚(帶面層)、植草磚(帶面層)、路沿石、花墻、花格、草坪塊、機場和集裝箱碼頭專 用磚。制磚工藝流程如圖2所示。

2.2.1全自動配料攪拌系統(tǒng)

各種骨料分別裝入配料系統(tǒng)的骨料倉，該系統(tǒng)選 用性能優(yōu)良的電子稱量傳感器提供了物料精確計量 精度。各原料按一定的配比經(jīng)累計稱量后，送入攪拌 機，計量好的水泥及水進入攪拌機后一同攪拌。攪拌 合格的物料經(jīng)帶式輸送機送入成型主機內(nèi)。

2.2.2砌塊成型系統(tǒng)

成型機的設(shè)計，合理匹配了成型周期內(nèi)物料振 動參數(shù)。由電控伺服系統(tǒng)對振動系統(tǒng)的頻率及激 振力進行調(diào)節(jié)，使物料達到最佳的振動液化效應(yīng)。 成型機的成型方式采用了變頻調(diào)幅、垂直定向振動 及加壓振動，固定上脫模式成型方式。采用布局合 理的特殊振動器，可獲得強度均勻、表面尺寸精確、 密實度好的高強度墻體砌塊或磚等。 經(jīng)鏈條輸送機、供板系統(tǒng)、非動力輻臺及液壓 系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)控制磚坯成型及輸出。

2.2.3升降板窯車轉(zhuǎn)運系統(tǒng)

成型磚坯由鏈?zhǔn)捷斔蜋C經(jīng)由升板機通過程序 控制子、母窯車送進養(yǎng)護窯內(nèi)進行養(yǎng)護，同時將養(yǎng)護后的半成品通過降板機及鏈條輸送機運出養(yǎng)護 窯進行碼垛。

2.2.4全自動坐標(biāo)式碼垛機器人系統(tǒng)

坐標(biāo)式機器人采用全新的工作原理，使制品在 碼垛中的夾持平穩(wěn)、可靠，碼垛夾爪雙向同步夾爪 伸縮，使得碼爪適用范圍得到極大的延伸；采用智 能電子控制系統(tǒng)，保證了碼垛機運行的平穩(wěn)性及停 點定位的準(zhǔn)確性。

3、結(jié)論

(1)經(jīng)過設(shè)備之間的相互配合,涵蓋了鉻系合 金的全部產(chǎn)品,且工藝流程簡短，工序簡化,設(shè)備投 入少，易于管理，成本降低。同時利用電爐煤氣進行豎爐球團生產(chǎn)及原料烘干，大大減少了原料處理 設(shè)施的大氣污染，降低了產(chǎn)品的綜合能耗和成本, 使用國內(nèi)最先進的豎爐球團，減少了原料的破損 率,提升了熱效率，增加了鉻粉礦的使用量。整個 原料儲存、球團制備、烘干、輸送達到國內(nèi)先進水 平。

(2)電爐廢渣制磚可實現(xiàn)鉻鐵廢渣的綜合利用 并創(chuàng)造高回收價值。

參考文獻

［1］ 智妍數(shù)據(jù)研究中心.2012-2016年中國不銹鋼行業(yè)調(diào)研 與投資戰(zhàn)略咨詢報告［R］ ?北京,2012.

［2］ 彭志堅，陳鐵軍.豎爐球團生產(chǎn)工藝研究［J］.武漢科技 大學(xué)學(xué)報,2002(3) ：227-229.

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