高碳铬铁冶炼岗位培训手册.doc

高碳铬铁岗位培训准备知识高碳铬铁生产加料操作炉前操作准备知识1.1 根据含碳量不同，铬铁可分为微碳铬铁、中碳铬铁和高碳铬铁（碳素铬铁）。含碳量6-10%的铬铁为高碳铬铁，其中专用于生产硅铬合金、中碳铬铁的原料称之谓再制铬铁。高碳铬铁是在矿热炉中用电加热用碳还原铬矿所生产的。1.2 高碳铬铁所含的主要元素有铬Cr、铁Fe、硅Si、碳C、磷P、硫S，这些元素一般以化合物形式存在高碳铬铁合金中，这些化合物为：六碳化二十三铬：Cr23C6；三碳化七铬：Cr7C3；二碳化三铬：Cr3C2；硅化三铬：Cr3Si；三硅化五铬：Cr5Si3；硫化铬：CrS；三硫化二铬：Cr2S3；磷化三铬：Cr3P；磷化二铬：Cr2P；炉渣中所含的主要化合物有：三氧化二铬：Cr2O3；二氧化硅SiO2：；氧化钙：Cao；氧化镁：MgO；三氧化二铝：Al2O3。1.3 铬是最重要的合金元素之一，在铁合金工业中，用于熔炼铬铁的电炉容量占第三位。由于铬元素能改善钢的机械性能（强度、耐磨性）和使钢具有特殊的物理化学性质（耐热、耐腐），因此，高碳铬铁最主要的用途是“合金剂”。高碳铬铁熔点：15201550，比重：6.57.0g/mm3。1.4 在高温下，铬矿中的Cr2O3与碳素还原剂发生反应从而得到铬铁。整个冶炼过程中存在一系列的复杂反应，最基本的反应式是：2/3 Cr2O3 + 18/7C = 4/21Cr7C3 + 2CO FeO + C = Fe + CO SiO2 + 2C=Si + 2CO 为什么在还原过程中得不到纯铬，用碳还原氧化铬生成碳化物的开始温度为1130，而还原生成纯铬的开始温度为1250，因此用碳还原氧化铬得到的是铬的碳化物，而不是金属铬。由于生成碳化物而不可避免地使合金增碳。在反应过程中受到：温度影响：实际生产中，炉料在加热过程中首先有部分的铬矿与焦碳反应生产二碳化三铬，随着炉料温度升高，大量铬矿与焦碳反应生成Cr7C3；铁的影响：铬矿中氧化铁比Cr2O3先还原，与碳化铬互溶，组成复合碳化物，降低了合金的熔点，使还原反应更容易进行。硅的影响：当足量使用还原剂时，SiO2被大量还原，由于铬的硅化物比铬的碳化物更稳定，还原出来的硅置换了碳，使合金含碳量降低。5产品标准分别执行国家标准、用户标准、企业自用标准。国家标准：GB56832005铬铁中“高碳铬铁”部分。略用户标准：企业将根据用户标准制定了内部控制的牌号。略企业自用标准：为再制铬铁标准。略1.6 高碳铬铁生产中，其主要生产和技术指标有产量、单位电耗、主元素回收率等。产量：铁合金产品由于主元素波动，一般以基准量计，规定：每吨产品（基准）含铬0.5吨。基准量=实物重量合金含Cr%50% 单位电耗：规定每基准吨高碳铬铁所消耗的冶炼电（不含动力电）单位电耗=所消耗的总冶炼电所生产的合格产量（基准）kwh/t 主元素回收率：指产品中主元素（Cr）的含量占入炉原料中所含主元素的量的百分比。回收率=合格品的实物重量合金含Cr%入炉原料含Cr量 =基准量0.5入炉原料含Cr量 高碳铬铁岗位培训准备知识高碳铬铁生产加料操作炉前操作2.1 高碳铬铁生产流程仅就我公司内各个环节而言，高碳铬铁生产要经过八个环节：原 辅 料 进 厂 原辅料破碎筛分、干燥，成合格料；粉铬矿烧结加工成合格料 进 车 间 储 料 仓 配成入炉料批进炉顶料仓 加 料 冶 炼 出铁、浇注炉渣水淬 成 品 精 整 破 碎 产 品 入 库其中13环节可称为：原料整备阶段； 46环节可称为：冶炼生产阶段； 78环节可称为：成品加工阶段；2.2 高碳铬铁所用原辅料高碳铬铁所用的原辅料主要有铬矿、焦碳、硅石。2.2.1 铬矿铬矿是合金中主元素的来源。常用的铬矿有：巴基斯坦矿、土耳其矿、菲律宾矿、伊朗矿、澳大利亚矿、南非矿、哈萨克斯坦矿、印度矿、西藏矿等。我公司对入炉料批中铬矿一般要求：Cr2O338%； Cr：Cr/Fe2.22.3Cr：Cr/Fe1.6P0.013%；MgO/ Al2O3=1.21.7粒度：1080mmC/F（铬铁比）是铬矿品质的重要指标，这个比值越大则铬铁合金中含铬越高。铬铁比的选择是根据产品标准中对产品含铬量要求来确定，当C/F2.2可保证产品含Cr60%；当C/F1.6时，可保证产品含Cr52%。M/A（镁铝比）是为了在冶炼过程中得到较好的炉渣特性而定的，A过高会造成渣粘，排渣困难，影响冶炼正常进行；M过高会造成渣熔点升高，电极电流不能保持稳定，同样影响冶炼正常进行。粒度大小是根据炉子容量大小而定，粒度过小会造成料层透气性差，发生喷料损失大，渣中跑Cr高；粒度过大会影响铬矿熔化性，造成熔化时间长而影响指标。2.2.2焦碳焦碳用作还原剂，高碳铬铁常用的焦碳有：冶金焦、兰碳（半焦）。高碳铬铁生产对焦碳的一般要求是：固定炭82%，灰份15%，挥发份1.7%，S0.7%；粒度要求：520、1030mm、1040mm。2.2.3 硅石硅石主要用作溶剂，调整炉渣熔点。高碳铬铁生产中对硅石的一般要求是：SiO297%，Al2O31.0%，P2O50.05%；粒度要求：3080mm。高碳铬铁岗位培训 准备知识 高碳铬铁生产 加料操作 炉前操作高碳铬铁生产是连续性的，即连续加料，定期出铁。3.1 加料工工作范围防止炉顶料仓空仓，随时保持料仓满料；判断料咀是否烧损；判断电极是否发生硬断；核查料批、检查合金成分、炉渣成分；观察炉况并积极配合炉长处理炉况；注意炉压波动，及时恢复正常炉压；注意观察煤气成分及炉内压力和温度，判断炉内是否漏水督促操纵工送足负荷；检查维护二楼及二楼以上的炉子设备，保持其正常运转；维护电极，协助操纵工正常放电极。3.2 加料3.2.1保持炉顶料仓的储料在低限位以上，及时通知配料工补充炉料；一旦储料低于低限位以下，人应站在上风口，绝对禁止探看料仓，采用遥控补料方式进行，补料以后即通知维修人员检查限位是否失灵并及时更换；检查料仓的氮封的正常，一旦不正常请及时通知维修人员及安全员到现场，必要时可以停电，以恢复安全措施；3.2.2出铁前应确保炉顶料仓满料，防止出铁后炉料跟不上而造成料仓缺料事故；出铁时若配料系统故障，则及时封闭料管，防止煤气从料仓上逸出，造成事故，并及时降负荷；3.2.3处理炉况加附加料，宜在集中加在炉心料仓中，然后再正常加料。处理电极事故偏加重料，将重料加在事故相电极四周料管的料仓中。3.2.4 记录每根料管吃料批数，并从料管下料声音及冒火情况判断料咀是否烧掉并向班长汇报；3.3 炉况处理3.3.1正常炉况标志：三相电极平衡，电极稳定；料面下沉均匀（炉心应快些），料层透气性好，整个炉口料面冒黄色火苗；出铁时，渣铁流动性好，成分稳定。3.3.2不正常炉况征状及处理3.3.2.1 焦碳不足征状：电极四周挂渣，插入炉料很深，电流小负荷送不足，电极消耗快；合金含 Si降低，含S升高；渣中Cr2O3升高，炉渣呈淡绿色；铁变硬。缺碳严重时，电极上抬，渣铁度明显下降，渣粘，排渣困难，合金含Si和渣中Cr2O3升高，渣铁难以分离。处理：出铁毕附加焦碳；料批中增加焦碳；增大焦碳粒度。3.3.2.2 焦碳过剩征状：电流波动，电极下插浅，消耗慢；塌料，刺火，翻渣；出铁口不易打开，炉渣不易排出；合金含Si升高，渣中Cr2O3降低。处理：出铁时炉眼开大些，用圆钢帮助排渣，出铁后即附加重料；减少料批中焦碳用量；减小焦碳粒度。3.3.2.3 硅石过多征状：炉温 降，坩埚缩小，电极易上抬，合金含C上升，含Si下降；渣中SiO2上升，炉渣呈表面发黑；炉墙侵蚀严重，炉眼大；铁水包粘铁严重，表面粘有红渣。处理：附加少量焦碳；附加36批无硅石料；料批中减少硅石量。3.3.2.4 硅石过少征状：电极四周结成渣瘤，冒出白烟，合金含Si升高；炉渣SiO2降低，渣粘稠，含有大量金属颗粒，渣温高，流动性差；合金酥，易碎。处理：附加硅石；料批中增加硅石量。3.3.2.5 Al2O3过高征状：电极周围挂渣，电流送不足，合金温度低，渣有长丝，发黑。处理：增加碱性氧化物（MgO、CaO）；调整矿源。3.4 合金成分控制高碳铬铁的成分主要取决于原料化学成份、原料物理性质和料批搭配。3.4.1、Cr，提高主元素含量：铬矿的C/F是关键，C/F则Cr，在C/F接近的情况下，应选择较难熔的矿。略缺碳作业，合金含Si应控制1%。3.4.2、Si，控制含Si量以满足用户需求及合金其他元素的控制。料批中焦碳用量足，合金含Si高；硅石过量，合金含Si低；M/A低，合金含Si高。3.4.3、C，提Si降碳，合金中含Si升高则含C降低，因此多碳作业会降C；铬矿粒度减小会使合金增C；M/A升高会使合金增C。3.4.4、S，提Si降S，效果尤为明显；提C降S；适量增加碱性氧化物有利于降S。焦碳中的S占总入炉S的70%以上，选择低硫焦是关键。3.5 造渣制度3.5.1 选择和控制炉渣成份是生产高碳铬铁的关键。炉内的温度是由渣的熔点决定，而渣的熔点是由其组成决定的。因此，选择合适的炉渣成份是冶炼铬铁的一个重要问题，它能使炉缸内达到足够的温度，以便保证还原反应的顺利进行和还原产物的顺利排出。高碳铬铁的熔点较高（约1550），为了使它能从炉内流出，必须把它加热到1650。而高碳铬铁的温度是由炉渣的熔点决定的，所以渣的熔点应调整到1650或以上点。若渣的熔点偏低则炉内温度也低，出铁时虽然炉渣能顺利流出，但是铁水由于过热度小而不能畅流，就会出现渣多铁少的现象，严重时会出现只出渣不出铁；若渣的熔点偏高，则炉内温度也高，就会出现渣少铁多的现象，严重时会出现只出铁不出渣。因此选择合适的炉渣成份是极其重要的。3.5.2 选择炉渣成份的原则：该成份应保证有用元素得到最大限度的还原，有害元素还原最少；炉渣必须有一定的熔点，炉缸达到足够的温度，使冶炼能够顺利进行；炉渣必须有良好的流动性，保证渣铁分离，并对炉衬侵蚀最少。3.5.3 铬矿中脉石主要组成是MgO、Al2O3、SiO2，其中除SiO2被少量还原外，其余都进入炉渣。因此炉渣成份主要是MgO、Al2O3、SiO2，造渣即按MgOAl2O3SiO2三元渣系进行。渣中SiO2含量对炉渣熔点影响最大。在SiO2较少时，随着渣中SiO2含量的升高，炉渣熔点逐渐降低；若渣中SiO2含量过高，炉渣比电阻下降，电极不能深插，炉渣过热少，铁水温度低。渣中Al2O3含量对炉渣的粘度有影响，若炉渣中Al2O3过高，炉渣粘度增加不利排渣，但能增加炉渣比电阻，有利于电极深插，所以需要一定含量。炉渣成份一般可控制在：MgO：3442%；Al2O3：1724%；SiO2：2834%。3.5.4 炉渣的熔点和成份应根据MgO、Al2O3、SiO2三元相图来选择。三元相图炉渣的理论熔点应控制在16801730范围。自然炉渣的熔点往往高于上述范围，一般采用增加硅石用量来调整炉渣熔点。渣中Cr2O3：在使用全块矿时一般应控制在3.5%以内。3.5.5 每班分析一炉渣样，分析项目：Cr2O3、MgO、Al2O3、SiO2取渣样的做法：用一根样棒，当第一个渣包装满流入第二个包以后，在两个渣包接口处用样棒沾取渣样。3.6 电极维护碳铬电炉使用自焙电极。自焙电极的焙烧、维护、事故处理是冶炼操作中的重要一环。3.6.1下放电极正常情况，炉子的每次电极下放量：20mm，每1.52小时放一次，放电极前降负荷30%，放好10分钟后可送足负荷。放电极时，加料工应在外面观察实际是否动作，放电极程序见操作规程。视下放量多少，放电极后1030分钟为危险区域，必须注意观察。非正常情况，放电极次数听从技术人员安排。3.6.2电极维护每班检查糊柱高度，及时补糊，确保糊柱正常高度；严禁压铁水，防止电极大幅度升降；按正常间隔放电极，防止抢放电极；放电极前一定降负荷，防止电极壳击穿。检查时须停电。3.6.3 电极事故判断通过电极声音、电极冒火情况、电极消耗量以及电极负荷送不足等征状判断电极发生硬断；通过电极瞬时电流变化、炉子喷火冒黑烟及炉压巨变可判断电极发生软断；发现电极事故迅速停电，不要动电极，同时打开炉子烟囱并自动切断除尘烟道。3.6.4 电极事故处理3.6.4.1硬断：一般将断头压入料面，适当附加重料，电极下放500mm 以内并降低电压、控制电流，断头相可以比其他两相低二档电压。硬断后的送电制度，应以断头长度情况为标准，可参考下列供电制度：a若电极断关长度小于500mm，可降低3档电压，该相可降低5档电压，降电流60%一小时，以后每小时升电流50A，6小时后电压平衡，8小时后电压每二小时上升一档，期间每45分钟压放电极20mm，至正常；b若电极断头长度小于1000mm，可星角转换而不动电压，该相可降电流50%二小时，以后每2小时升电流50A至该相达到原电流，同时每1小时压放电极20mm，电流到原电流后，每45分钟压放20mm，该相电极抢出500mm后可星角转换并按a案操作；c若下电极断头大于1000mm；或两次硬断在36小时内，则应星角转换，电压至起始档，实施电焙烧，见电焙烧制度。3.6.4.2软断：软断后应立即停电，无人指挥时不得抬电极。软断后尽量清理出炉内电极糊。接“将军帽”（即兜底的一段电极壳，事先一般准备着）。加碎电极糊，实施电焙烧。焙烧方案见电焙烧制度。3.7 停送电操作3.7.1停电时应预先降负荷50%。凡能预计的较长时间（大于8小时）热停炉，应考虑停电前1036小时内停放电极，以缩短电极工作端。3.7.2停电后，略抬起电极加保温焦（100200kg），加毕插下电极。同时考虑关闭电极风机，铜瓦冷却水量调至最小（维持细流）。 热停炉2小时内每半小时活动一次电极，以后每小时一次，8小时后停止活动。3.7.3凡停过电，送电由值班电工负责。停电后如遇电极单相冻结，可采取二相送电。待冻结电极开始活动，再恢复正常生产长时间热停炉后，送电前冷却水量调至中，送电后严格按技术人员规定的负荷制度送电。3.7.4 停电后，打开炉门或观察孔须严格按制度执行。先松开炉门，松开时人必须站在炉门的背后，防止炉气喷出，造成烫伤或煤气中毒；松开炉门后，应用点火棒燃上明火围着炉门四周转一圈，四周燃上明火可视为安全。点火时，人必须站在炉门的背后。松开炉门后，仍点不着明火，人应远离炉门，将炉门全部打开，并将燃着的点火棒扔进炉内，无论是否着火可视为安全。无氮气置换干净前，不许将头伸入炉门内。3.7.5 送电前须检查所有密封情况，凡检查或维修时影响到过的密封要全部重新处理；硬密封由维修人员处理；软密封由加料工处理；将矿渣棉一层层打开，平铺，浇上水，卷成绳状，粗细根据密封要求定，然后塞入密封缝隙，用木棍捣实，填上数层；电极孔处可最后塞入铬矿石。防爆孔盖可先用干矿渣棉包住，盖住卸爆孔，四周再用拌好的耐火泥围封上一圈。炉门或观察孔可用干石棉布和矿渣棉先将四边围上，关死后再用拌好的耐火泥封死。高碳铬铁岗位培训 准备知识 高碳铬铁生产 加料操作 炉前操作4.1 炉前工工作范围炉前岗位可细分为前炉前、后炉炉前、指挥等三个岗位。综合起来炉前岗位的工作范围是：定期出铁与渣、指挥浇铸、脱模、取样或水粒化；准备盛钢桶、渣罐、开堵眼机、泥球、氧气管、圆钢等出铁工具；准备锭模、水淬渣过渡槽。清渣、清理场地；维护炉眼、流槽；检查维护炉前卷扬、出铁小车等专用工具；4.2 出铁前准备4.2.1 清除铁水包内积存的渣铁，用耐火泥修补内衬，用盐囟镁砂修补浇注口，并在桶底铺层干焦粉备作盛铁用； 4.2.2 清除出铁口流槽内积存的渣铁，若流槽侵蚀严重，用盐囟镁砂修补，修补后保持干燥1小时，必要时可用木柴烘烤； 4.2.3 准备好开堵眼机，使用前应试打一炮，保证炮管没有堵塞；应试转开眼机，保证钻头通气和旋转； 4.2.4 准备好氧气及氧气管、圆钢； 4.2.5 准备好挡渣用的大块硬渣（桶帮渣）或废旧的石墨电极棒，扫清锭模； 4.2.6 准备好渣包，空渣包有裂纹处可用耐火泥修补。同时准备好渣耙； 4.3 出铁 4.3.1 将开堵眼机钻枪移至炉眼，转枪高低位置不允许随意调整。开眼时钻头须时进时退，防止钻头气孔堵死。钻头深至炉眼3/4处，炉眼已红即退出钻机，改用氧气开眼，至打开炉眼。 4.3.2出铁过程，当流头过大时，可用圆钢、堵耙等挡流，防止渣铁外溢；当流头过小时，应用圆钢帮助畅通和排渣； 4.3.3堵眼：渣铁基本出清后，应用圆钢清除流槽两侧的结渣后，用堵耙拉清炉眼和流槽底部的粘渣。要略带流头堵眼！将开堵眼机泥炮顶住炉眼，即开泥炮，动作要快，一炮打完后不要急于退出，等几分钟后确保已堵住眼，才退出。如果泥炮中泥量足够，一炮即可堵住，万一没有堵住，迅速退出，重新清除流槽和炉眼，同时重新装泥再堵。 4.3.4 堵眼后要及时清理泥炮，防止泥硬化板结； 4.4 浇铸 4.4.1 扒渣：出铁毕将钢包车拉出，铁水包（盛钢桶）吊到扒渣出。先回渣，见铁水即停止回渣，用拉耙拉渣，尽量拉干净。若炉渣结壳，应将它砸开。 4.4.2 浇铸：应将事先准备好的挡渣材料插入铁水包（盛钢桶）浇注口内侧，浇注时小流柱注锭，并左右移动，避免定位浇；指挥应控制铁锭厚度在100mm，同时应正确估计铁水量，防止铁锭过厚或过薄；禁止两次浇铸，防止铁锭夹渣；铁水浇尽后，包内的剩余物是富铬渣，我们称之为生料，应集中倒在生料渣包内，回收利用；浇铸毕，铁水包（盛钢桶）吊放到清包场地，包侧放冷却，等待清包；4.5 取样4.5.1 液体样：准备好清洁的取样棒（圆钢等，但不能用空心管）。锭模内铁水尚未凝固时，除第一锭和最后一锭不取，其他各锭用取样棒在靠近铁锭中心处沾取一次（裹层铁）。严禁在同一锭内连续取样，要求试样无渣。样取出后应淬水速冷，然后敲剥下来交质检员；4.5.2 固体样：铁锭冷却后，延对角线3或4等分线段的中点敲取小样，要求试样无夹渣；4.5.3 浇样模：亦可在渣扒净后可将铁水浇到专用铸铁样模内，冷却后从铁样中心敲取小样为试样，要求试样无夹渣；4.6 脱模精整4.6.1 铁水浇毕半小时左右可脱模。先用铁钎将铁锭撬起，然后用夹子将红铁夹入成品渣包内。脱模过早，锭中心区尚未凝固，造成“淌潢”；脱模过晚，铁变脆，无法将整块铁夹起，增加工作量和时间，同时，当合金含Si高时，冷凝后的铁会不断爆裂，易发生安全事故；4.6.2 若铁硬或铁锭过厚时，应及时浸水或浇水，保证下道工序精整加工合格块顺利；4.6.3 一般，每炉铁锭放一个成品渣包内，挂上炉次牌后就可以驳运到精整车间（敲铁组），8小时后可以开始精整加工。4.7 翻渣4.7.1出铁前，应将水淬渣过渡流槽清理干净。并检查清水池水位，确保水淬过程安全。4.7.2 出铁中铁水包将满包时即打开冲渣水泵。4.7.3出铁时过渡渣罐的渣为回收渣，将用于跳汰和回炉。铁水浇铸毕，即将过渡罐内的液渣浇铸到1立方渣盆中，渣盆中的渣须在分厂冷却4小时后方能由卡车（货箱已采取隔热措施）驳出。也可以由天车将过渡罐的渣倒在浇铸间一侧指定的渣场，由装载机