前言

不銹鋼由于具有強(qiáng)度高、耐腐蝕、輕巧美觀、壽 命長(zhǎng)、成本低、循環(huán)使用無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，在建筑裝 飾、交通運(yùn)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(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì) 生活領(lǐng)域中得到越來(lái)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(jiān)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(diǎn)。

筆者根據(jù)合理的設(shè)備配置及工藝設(shè)計(jì),從而生 產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈的鉻系特種合金。采用國(guó)內(nèi)先進(jìn)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(jìn)入1臺(tái)AOD氮氧爐，通過(guò)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(jìn)行制粒，采 用豎爐球團(tuán)工藝。酸性球團(tuán)礦,堿度為0.29~0.38。 成品球團(tuán)礦粒度為6~16 mm。

豎爐球團(tuán)生產(chǎn)工藝流程⑵：進(jìn)口原礦粉（2~3 種）->配礦->入磨機(jī)磨礦->過(guò)濾機(jī)脫水->配加膨潤(rùn)土或其他熔劑的二次配料系統(tǒng)->混料系統(tǒng)->造球盤(pán)->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(jī)械化出球。

1.1.1磨礦系統(tǒng)

原礦粉鏟車(chē)上料->3個(gè)料倉(cāng)用于三種料混合, 料倉(cāng)壁設(shè)振動(dòng)器防堵->每個(gè)料倉(cāng)下面設(shè)一臺(tái)圓盤(pán) 給料機(jī)->配料皮帶稱(chēng)（按工藝要求配加不同比例的 礦粉）->皮帶輸送機(jī)->濕式球磨機(jī)->陶瓷過(guò)濾機(jī)脫 水->皮帶輸送機(jī)->精礦粉場(chǎng)地。 系統(tǒng)中預(yù)留1個(gè)還原劑料倉(cāng)的位置。生產(chǎn)正常 后，試驗(yàn)爐料中可能加入一定量的還原劑同時(shí)進(jìn)行 磨細(xì)。后面的混料機(jī)前面也有這種可能，當(dāng)有煤粉供應(yīng)時(shí)，可能在混料機(jī)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(lái)自磨料車(chē)間的細(xì)礦粉->鉻礦粉料倉(cāng)2個(gè)，膨 潤(rùn)土料倉(cāng)2個(gè)—圓盤(pán)給料機(jī)T配料皮帶機(jī)（合計(jì)4 個(gè)料倉(cāng)，其中2個(gè)用于鉻精粉,2個(gè)用膨潤(rùn)土）->圓筒式混料機(jī)->皮帶輸送機(jī)->中間倉(cāng)2個(gè)。

從圓筒混料機(jī)出來(lái)的料用皮帶機(jī)送往2個(gè)中間倉(cāng),所以皮帶機(jī)要在中間倉(cāng)上面分料。

1.1.3成球和球的篩分

中間倉(cāng)T圓盤(pán)給料機(jī)->皮帶輸送機(jī)->成球盤(pán)->皮帶輸送機(jī)->輻篩->合格球團(tuán)->成品布料皮帶。 從輻篩分離出來(lái)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(dòng)布料 器（自動(dòng)下料）->豎爐->刮料斗出球->成品球團(tuán)地坑->鏟車(chē)出料一電爐原料場(chǎng)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(chē)間設(shè)2臺(tái)礦熱爐，其中1臺(tái)生產(chǎn)高碳鉻 鐵,1臺(tái)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(guò)軌道運(yùn)至冶煉吊裝跨, 天車(chē)將料罐運(yùn)至加料層，并將其加入到保溫料倉(cāng) 中，經(jīng)料管連續(xù)加入爐內(nèi)。

出鐵時(shí)，通過(guò)電動(dòng)小車(chē)將合金包、渣包運(yùn)送至 出鐵口下方，然后用開(kāi)爐機(jī)打開(kāi)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(shí)，浮在表面的渣通過(guò)溢流嘴流 入水淬沖渣系統(tǒng)中。出鐵電動(dòng)小車(chē)牽引合金包車(chē) 和渣包車(chē)至成品跨,進(jìn)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(chē) 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(jiǎn)化，易于管理,經(jīng)營(yíng)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(guò)程控制、終點(diǎn)控制、出爐。 精煉車(chē)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(guò)澆注跨間軌道運(yùn)至成品 跨，由天車(chē)將鐵水兌入AOD精煉爐，并進(jìn)行冶煉作 業(yè)。具體工藝過(guò)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?dú)?氮?dú)夂脱鯕? 的混合氣體,氣體比例分為5個(gè)階段，分別為6：1、 3：1、1：1、1：3、1：6；啟動(dòng)預(yù)測(cè)、控制模型，根據(jù)檢測(cè)的 鐵水溫度以及碳等元素的含量，預(yù)測(cè)下一個(gè)時(shí)刻的 溫度以及碳含量，根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果確定下一時(shí)刻的控 制策略。

（3）實(shí)時(shí)檢測(cè)溫度以及碳等元素含量,預(yù)測(cè)終 點(diǎn)，檢測(cè)到目標(biāo)溫度和碳含量后停止吹煉。

（4）碳含量達(dá)到1%或0.5%停吹，傾爐、取樣檢 測(cè)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(dá)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(dòng)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(chē) 間澆注跨毗鄰。

經(jīng)過(guò)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(chēng)量配料后由上料皮帶將混合料送 至電爐加料平臺(tái)加入爐頂料倉(cāng)，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(chē)送至電爐跨，再由爐頂起重機(jī)吊至加 料平臺(tái)由移動(dòng)流槽兌入爐內(nèi)，然后送電進(jìn)行冶煉。 按一定時(shí)間間隔，打開(kāi)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(jìn) 行破碎、篩分、包裝。低碳鉻鐵爐渣由起重機(jī)吊渣 包至搖包機(jī)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(yùn)。

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(jí)的合格成品經(jīng)稱(chēng)量、包 裝后貯存。成品先破碎到< 200 mm粒度,鏟車(chē)送入 受料斗，再由膠帶機(jī)運(yùn)至顓式破碎機(jī)，破碎后的成 品再由膠帶機(jī)提升至高效振動(dòng)篩分級(jí)，粒度 < 10 mm粉料進(jìn)入粉倉(cāng)夕卜運(yùn);粒度10-50 mm合格的 成品由膠帶機(jī)輸送至成品自動(dòng)稱(chēng)量打包區(qū)域,包裝儲(chǔ)存。

2.2 渣處理系統(tǒng)

電爐廢渣采用全自動(dòng)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(jī)場(chǎng)和集裝箱碼頭專(zhuān) 用磚。制磚工藝流程如圖2所示。

2.2.1全自動(dòng)配料攪拌系統(tǒng)

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

2.2.2砌塊成型系統(tǒng)

成型機(jī)的設(shè)計(jì)，合理匹配了成型周期內(nèi)物料振 動(dòng)參數(shù)。由電控伺服系統(tǒng)對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)的頻率及激 振力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使物料達(dá)到最佳的振動(dòng)液化效應(yīng)。 成型機(jī)的成型方式采用了變頻調(diào)幅、垂直定向振動(dòng) 及加壓振動(dòng)，固定上脫模式成型方式。采用布局合 理的特殊振動(dòng)器，可獲得強(qiáng)度均勻、表面尺寸精確、 密實(shí)度好的高強(qiáng)度墻體砌塊或磚等。 經(jīng)鏈條輸送機(jī)、供板系統(tǒng)、非動(dòng)力輻臺(tái)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(chē)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)

成型磚坯由鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)經(jīng)由升板機(jī)通過(guò)程序 控制子、母窯車(chē)送進(jìn)養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，同時(shí)將養(yǎng)護(hù)后的半成品通過(guò)降板機(jī)及鏈條輸送機(jī)運(yùn)出養(yǎng)護(hù) 窯進(jìn)行碼垛。

2.2.4全自動(dòng)坐標(biāo)式碼垛機(jī)器人系統(tǒng)

坐標(biāo)式機(jī)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(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性及停 點(diǎn)定位的準(zhǔn)確性。

3、結(jié)論

(1)經(jīng)過(guò)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(jiǎn)短，工序簡(jiǎn)化,設(shè)備投 入少，易于管理，成本降低。同時(shí)利用電爐煤氣進(jìn)行豎爐球團(tuán)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(guó)內(nèi)最先進(jìn)的豎爐球團(tuán)，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(gè) 原料儲(chǔ)存、球團(tuán)制備、烘干、輸送達(dá)到國(guó)內(nèi)先進(jìn)水 平。

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

參考文獻(xiàn)

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