铁合金生产工艺.ppt

1、a，1，铁合金生产工艺，a，2，目录，1。铁合金的定义2。铁合金的使用3。铁合金的分类4。铁合金的生产方法5。铁的定义6。硅铁的使用7。硅铁的熔炼原理和工艺，a，3，铁合金的定义，铁合金由一个或多个金属或非金属元素和铁元素组成，是钢铁和铸造行业的脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂的合金。例如，硅铁是硅和铁的合金。锰铁是锰和铁的合金。硅钙合金是由硅和钙组成的合金。铁合金还包括铁非常低的合金金属，例如锰、铬、钒和工业硅。a，4，铁合金的用途是钢铁产业和机械铸造产业不可缺少的重要原料之一。主要用途：第一，作为脱氧剂去除钢水的过量氧气。二是用合金元素添加剂提高钢的质量和性能。随着我国钢铁工业的持续快速发展，钢

2、铁的品种、质量的不断扩大和改善，对铁合金产品提出了更高的要求，铁合金工业日益成为钢铁工业的相关技术和支持工程。a，5，铁合金的用途，(1)用作脱氧剂。炼钢过程是通过吹入氧气或添加氧化剂使铁水脱碳，去除磷、硫等有害杂质的过程。随着该过程的进行，生铁开始炼成钢，但钢水O含量提高了。O在钢液中通常以FeO形式存在。如果不去除留在河里的额外氧气，就不能用合格的钢坯铸造，不会得到机械特性好的钢。为此，与氧的结合力必须比铁更强，其氧化物容易从钢液中去除进入渣的元素，从钢液中去除O的过程称为脱酸过程。用于脱氧的合金称为脱氧剂。钢水的各种元素和氧的结合强度，即脱氧能力，从弱到强依次为铬、锰、碳、硅、钒、钛、硼

3、、铝、锆、钙。因此，典型的炼钢脱氧通常使用由硅、锰、铝和钙组成的铁合金。a，6，铁合金的用途，(2)用作合金零点。合金钢具有不同的特性，因为它含有不同的合金元素。钢中合金元素的含量通过添加铁合金进行调整。用于调整钢中合金元素含量的铁合金称为合金化剂。常用的合金化剂包括硅、锰、铬、钼、钒、钨、钛、钴、镍、硼、铌、锆等铁合金。a，7，铁合金的用途，(3)用作铸造核孕育剂。提高铸铁和铸钢性能的措施之一是改变铸件的凝固条件。为了改变凝固条件，通常在铸件前将特定的铁合金添加为结晶核，形成晶粒中心，对形成的石墨进行细微分散，细化晶粒，提高铸件的性能。(4)用作还原剂。硅合金分别用于生产钼铁、钒铁等其他铁合

4、金时用作还原剂；硅铬合金、锰硅合金分别用作中低碳锰铁生产的还原剂。a，8，铁合金产品的分类，随着现代科技的发展，各产业对钢铁品种、性能的要求越来越高，铁合金也对8提出了更高的要求。铁合金的品种不断扩大，铁合金的品种也多种多样，分类方法也多种多样。通常按以下方式分类：(l)主要按铁合金的主要元素分类，包括硅、锰、铬、钒、钛、钨、钼等一系列铁合金。(2)高碳、碳、低碳、微碳、超细碳等品种，根据铁合金中包含的碳量进行分类。(3)根据生产方法分类，高炉-铁合金、电炉-铁合金、炉-外法(金属-热法)铁合金、真空固体还原法-铁合金、转炉-铁合金、电解-铁合金等。还有氧化物型煤和热铁合金等特殊铁合金。(4)

5、多元铁合金，主要包括硅铝合金、硅钙合金、硅钙铝合金、硅钙钡合金、锰硅铝合金、硅铝钡合金、硅铝钡钙合金等两个或更多合金元素。a，9，铁合金产品分类，硅铁合金，铬铁，铬铁，钒铁合金，钼铁合金，a，10，铁合金生产的主要方法，高炉方法-用高炉的高温和还原气氛还原合金矿石生产铁。就像高碳锰铁。电热法-铁合金生产的主要方法。使用碳作为还原剂的缺点是，许多金属容易形成碳和碳，不能生产低碳铁合金。金属热法-使用还原反应产生的化学热加热合金和渣，使反应自动进行。常用还原剂生产非常低碳的合金，例如铝、硅铁、铝镁合金等。转炉方法高碳合金氧脱碳，生产中，低碳合金。a，11，高炉法，高炉法使用的主要设备是高炉。高炉法

6、是最早的铁合金生产方法。目前主要生产高炉高碳锰铁。高炉锰铁生产的主要原料是锰矿、焦炭和通量、燃烧空气或富氧氧气。在高炉中，通过向热空气或富氧通风孔鼓注入原料，焦炭燃烧获得高温，还原气体还原矿石，将熔化的渣、金属积累在高炉底部，通过排渣口、排风口定期排出渣、铁。随着高炉熔化、反应、排出，新的高炉继续添加，生产持续进行。高炉制造铁合金有高劳动生产率和低成本等优点。但是考虑到高炉缸温度的限制。在高炉冶炼条件下，金属完全饱和为碳。因此，高炉法通常仅用于生产容易还原的元素铁合金和低品位铁合金，例如高碳锰铁、低硅铁、低硅锰、镍铁和富锰渣。a，12、高炉法、a，13、高炉法、a，14、电炉法、电炉法是生产电

7、气化合金产量约四分之五的主要方法。电炉主要分为还原电炉(光热)和精炼炉两种：(l)还原电炉(光热)方法。还原电炉方法是以碳为还原剂，还原矿石，生产铁合金。在高炉中添加电极，将其插入填料，电弧和电流通过炉子产生的电阻电弧热，进行圆弧还原熔炼操作。熔化的金属和炉渣聚集在高炉底部，通过铁球定期排出铁渣的生产过程连续进行。用这种方法生产的品种主要有硅铁、硅酸钙合金、工业硅、高碳锰铁、硅锰合金、高碳铬铁、硅铬合金等。(2)精炼炉(电炉)方法。精炼炉法是硅(硅质合金)合金产品，根据电弧热和硅氧反应热进行冶炼。从高炉顶部或炉门流入高炉，整个冶炼过程分为铅弧、供应、熔化、精炼和铁排放等5个工序，生产间歇进行。

8、主要生产品种有中、低碳锰铁、中、低、微碳铬铁、钒铁等。a，15，电炉方法，潜水炉，1-供应器；2-气动装置；3-短网；4-水冷系统；5-电极升降装置；6-电极压力释放装置；7-液压系统；8-电极固定器；9-炉盖；10-电极；11-炉，a，16，电炉，电炉，a，17，道外法(金属热法)，道外法使用硅、铝或铝镁合金作为还原剂，利用还原反应生成的化学热进行冶炼的主体设备为坩埚。使用的原料有精矿、还原剂、助焊剂、发热量剂及钢屑、铁矿等。主要生产钼铁、钛铁、硼铁、铌铁、钨铁、高钒铁、金属铬等品种。a，18，高炉外法(金属热法)，a，19，氧气转换器法中使用的本体设备，以氧气供给方式具有上下、侧吹、上下复

9、合制和法。使用的原料包括液体高碳铁合金、纯氧、冷却剂、矿渣材料等。将液体高碳铁合金转化为转炉，高压氧通过氧枪通用为高炉精制，依靠氧化反应释放的热脱碳，生产间歇进行。生产的主要品种有中低碳铬铁、中低碳锰铁等。a，20，氧转换器方法，a，21，氧转换器方法，a，22，硅铁的定义，硅铁是由铁和硅组成的铁合金。硅铁是以镧、钢屑、石英(或二氧化硅)为原料在电炉冶炼而成的硅铁。根据硅含量，我们市场上有45%、65%、75%和90%以上的品格。其中最常用的是硅75个，硅越多，熔点越高，75#硅的熔点为1300 。a，23，纯硅属于钢灰色，金属光泽结晶物质，坚硬易碎，非金属。硅的原子量28.08，密度2300

10、kg/m3，熔点1683K；铁具有银白色金属光泽，具有良好的延展性、导电性、导热性、密度7.86kg/cm3、熔点1435K。硅和铁可以任意比例相互溶解，并可以生成FeSi2、FeSi、Fe5Si3、Fe2Si等硅化物。其中FeSi最稳定，熔点为1683K，熔化时不分解，存在于FeSi的新存在和液体合金中，其余的硅化物在加热时在固体状态下分解。硅铁是由铁和硅组成的铁合金。硅的熔点随着硅的含量增加而增加。标准硅的熔点低于1634K。硅和铁的合金容易发生分离，合金铸锭上部和下部的硅含量差异达20%以上。合金锭的厚度越大，冷却时间越长，分离越严重。因此，普通硅铁锭的铸造厚度不能大于100mm。硅铁的

11、物理特性，a，24，硅铁的用途，(1)在炼钢工业中用作脱氧剂和合金剂。为了获得化学成分合格的钢并确保钢的质量，在炼钢的最后阶段，脱氧、硅和氧之间的化学亲和力很大，硅铁是用于沉淀和扩散的炼钢强力脱氧剂。在钢中添加一定数量的硅会显着提高钢的强度、硬度和弹性，从而提高冶炼钢(硅0.4-1.75%)、工具钢(Si0.3-1.8%)、弹簧钢(si 0.4-2.8%)和变压器用硅钢(硅2.88%)此外，钢铁行业还具有利用硅铁在高温下燃烧奥伦会释放很多热量的特点，经常用作钢锭帽发热剂，提高钢锭的质量和回收率。(2)在铸铁行业用作孕育剂和球化剂。铸铁是现代工业中重要的金属材料，比钢便宜，容易熔化熔炼，铸造性能

12、好，比钢有更好的抗震能力。特别是机械特性达到或接近钢的机械特性的球铁。在铸铁中添加一定量的硅铁，不会在铁中形成碳化物，促进石墨的析出和球化，因此在球铁生产中，硅铁是重要的孕育剂(有助于石墨析出)和球化剂。a，25，硅铁的用途，(3)在铁合金生产中用作还原剂。硅和氧之间的化学亲和力大，高硅硅硅的碳含量很低。因此，高硅信息素(或硅合金)是铁合金行业生产低碳铁合金时更常用的还原剂。(4)其他领域的用途。电极制造中可用作电极的涂层。高硅硅在化学工业中可用于制造硅等产品。在这些用途中，炼铁、铸造和铁合金行业是硅铁的最大用户。总消耗90%以上的硅铁。目前在各种等级的硅铁中使用最广泛的是硅的75%。在钢铁工

13、业中，每次生产1t钢，大约要消耗3-5kg75%的硅。a，26，硅铁的产业分布，由于硅铁的冶炼是高能耗的过程，西方国家近年来电力资源不足，硅铁的生产污染大，产业链底部，产品附加值低，硅铁生产逐渐转移到中国，目前中国已成为世界硅铁的主要生产地和世界硅铁的主要供应地。国内主要生产地包括西北(甘肃、青海、宁夏)、内蒙古、西南(四川、贵州)、中宁夏产能居全国第二位，约占全国总产能的25%，仅次于内蒙古。a，27，硅铁冶炼原料，冶炼硅铁的主要原料为硅石、碳还原剂和钢屑。在硅铁的冶炼过程中，功耗成本占总成本的近70%，小型电炉生产1t硅铁，消耗约10000千瓦时的电力，大型电炉生产1t硅铁，消耗约8500

14、千瓦时的电力。此外，1t硅铁需要1.81.9t硅石、11.1t焦炭以及0.320.33t钢助推器。a，28，二氧化硅，硅的SiO2含量大于98%。硅中杂质的含量要低。硅中的杂质主要指AI2O3，MgO，CaO，P2O5，这些杂质都是对硅铁生产纯线不好的矿渣材料。因此，为了促进产品的质量和生产，硅的AI2O3含量必须低于0.5%，MgO和CaO含量之和必须低于1%。硅胶表面不应有泥土等杂志，进炉子前要尽量水洗。硅必须具有良好的抗爆性能。硅在加热过程中结晶型变异大，没有水，可能破碎，材料表面的透气性严重恶化。硅进入高炉时要有一定的粒度。硅的粒度太小会包含很多杂质，严重影响织物的透气性。硅的粒度太大

15、，容易发生填料层，填充物的溶解和还原反应速度慢。一般为12500kv。a进入潜水熔炉的硅的粒子大小为80-120mm。a，29，镧，镧是陕西榆林神府煤田大量生产的优质侏罗纪精煤块，用固定碳高、电阻率高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷特性的新型碳，逐步取代冶金炭，电石镧可广泛用于化学、冶炼、煤气生产等行业，代替焦炭(冶金焦)。质量标准：固定碳82%，挥发4%，灰分6%，硫0.3%，水分10%，粒度：15-25毫米，最高30毫米。a，30，钢屑，(1)铁含量不低于97%的化学成分，(2)合金钢屑，有色金属屑和头屑等普通碳素钢销，(3)熔化严重的钢销使用100毫米(5)以上的卷曲长度，如纯净土

16、硅、镧、铁屑经过精密审查后，以一定的比例进入测量窗口，通过带式输送机振动屏幕进入混合料仓，硅、镧、铁屑都按照工艺比例通过硅炉的电弧热和电阻热1800-2200 的高温反应生成硅。结果形成的硅铁在3小时左右后，火山口沸腾，流入大板，进行二次铸造、精装、包装。在冶炼过程中，在高炉或高炉旁边添加原料，3个电极插入填充物，需要深而稳定，实现埋弧操作，依靠弧和电流通过高炉和高炉发生的电阻加热；混合填料随着材料面的下沉，以少量布局添加到高炉中，通过炉下的排出口和排出口定期排出铁尾矿。a，32，硅铁的熔炼原理，碳和硅的反应：SiO2 2C=Si 2CO铁存在时铁和还原硅的反应，硅铁的生产：Si Fe=FeS

17、i冶炼的总反应式如下：SiO2 2C nFe=FenSi 2CO，a，33，a，34，布袋除尘料仓，加密，硅粉，用户，产品检验，保管，铁材料，镧，硅石，铁，潜水炉熔炼硅经水洗精制，审查后进入硅灰石仓库，计量后，在仓库底部使用振动筛审查，用带式机器进入混合料仓，筛下粉末进入粉末仓库；镧筛入镧料仓，计量后进入量积场，接着在仓库底部使用振动筛审查，用带式机器进入混合料仓，筛下的粉末进入粉仓；钢屑经过打磨后，选择为钢料仓，首先通过测量进入计量仓，然后通过振动进入带式输送机。硅、镧、钢屑都是根据工艺配置适当的材料比例，通过料斗和带式输送机提供给屋顶混合料仓，然后继续添加在电极周围，以硅铁补充。电极糊破碎后，将电极糊下的桶放入电极管，在硅铁中用电极烘烤，参与冶炼。原料区的主要能源消耗是电力。a，36，冶炼部分，冶炼部分主要包括硅铁的冶