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铁合金的生产方法及原料

  铁合金的生产方法很多,其中大部分铁合金产品是采用火法冶金生产的。根据使用的冶炼设备、操作方法和热量来源,主要分为以下几种:

  按生产设备分类

  根据生产设备可分为高炉法、电炉法、炉外法、转炉法及真空电阻炉法。

  (1)电炉法。电炉法是生产铁合金的主要方法,其产量约占全部铁合金产量的80%。

  (2)高炉法。高炉法所使用的主体设备为高炉。高炉法是最早采用的铁合金生产方法。高炉法生产铁合金,具有劳动生产率高、成本低等优点。但鉴于高炉炉缸温度的局限性,以及高炉冶炼条件下金属被碳充分饱和,因此高炉法一般只用于生产易还原元素铁合金和低品位铁合金。

  (3)炉外法(金属热法)。炉外法是用硅、铝或铝镁合金作还原剂,依靠还原反应产生的化学热进行冶炼,所使用的主体设备为筒式熔炉。使用的原料有精矿、还原剂、熔剂、发热剂以及钢屑、铁矿石等。

  (4)氧气转炉法。氧气转炉法使用的主体设备为转炉,按其供氧方式,有顶、底、侧吹和顶底复合吹炼法。使用的原料是液态高碳铁合金、纯氧、冷却剂及造渣材料等,将液态高碳铁合金兑入转炉,高压氧气经氧枪通入炉内吹炼,依靠氧化反应放出的热量脱碳,生产间歇进行。

  (5)真空电阻炉法。生产含碳量极低的微碳铬铁、氮化铬铁、氮化锰铁等产品时采用真空电阻炉法,其主体设备为真空电阻炉。

  按热量来源分类

  根据热量来源的不同分为碳热法、电热法、电硅热法、金属热法。

  (1)碳热法。碳热法的冶炼过程的热源主要是焦炭的燃烧热,使用焦炭作还原剂,还原矿石中的氧化物,采用此方法的生产是在高炉中连续进行的。

  (2)电热法。电热法的冶炼过程的热源主要是电能,使用碳质还原剂还原矿石中的氧化物,采用连续式的操作工艺并在还原电炉中进行。

  (3)电硅热法。电硅热法的冶炼过程的热源主要是电能,其余为硅氧化时放出的热量,使用硅(硅铁、中间产品锰硅合金及硅铬合金)作为还原剂还原矿石中的氧化物。生产是在精炼电炉中进行间歇式作业。

  (4)金属热法。金属热法的冶炼过程的热源主要是由硅、铝等金属还原剂还原精矿中的氧化物时放出的热量,生产采用间歇式在筒式熔炼炉中进行。

  按操作方法和工艺分类

  根据生产操作工艺特点不同分为熔剂法、无溶剂法,无渣法、有渣法和连续式、间歇式等冶炼方法。

  (1)熔剂法。熔剂法冶炼铁合金是采用碳质材料、硅或其他金属作还原剂,生产时要加造渣材料调节炉渣成分和性质。如采用碱性渣操作,生产高碳锰铁。

  (2)无熔剂法。无熔剂法生产铁合金一般多用碳质材料作还原剂,生产时不用加造渣材料调节炉渣成分和性质。如使用优质锰矿,采用酸性渣操作,生产高碳锰铁,同时获得低磷富锰渣。

  (3)无渣法。无渣法冶炼铁合金是采用碳质还原剂、硅石或再制合金为原料,在还原电炉中连续冶炼的,产品有硅铁、工业硅、硅铬合金等。

  (4)有渣法。有渣法冶炼铁合金是在还原电炉或精炼电炉中,选用合理的渣型制度和碱度生产铁合金,其渣铁比受不同品种和相应的原料条件等因素影响。产品有高碳锰铁、锰硅合金、高碳铬铁等。

  (5)连续式冶炼法。连续式冶炼法,是根据炉口料面的下降情况,不间断地向炉内加料,而炉内熔池积聚的合金和熔渣定期排出。采用埋弧还原冶炼,操作功率几乎是均衡稳定的。

  (6)间歇式冶炼法。间歇式冶炼法是将炉料集中或分批加入炉内的冶炼过程。一般分为熔化和精炼两个时期,在熔化期电极埋入炉料。

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