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增產(chǎn)降耗是鐵合金生產(chǎn)永恒的話題，碳素鉻鐵生產(chǎn)亦是如此，尤其是近來鉻礦資源饋乏，生產(chǎn)使用的鉻礦往往品種雜亂，配礦單一，給工藝控制造成較大難度，稍有不慎則爐況惡化，生產(chǎn)不能順行，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)難以控制。重慶鐵合金（集團(tuán)）有限責(zé)任公司近年來使用過十余中鉻礦，在應(yīng)對上述不利因素方面作了較多的探索。我們發(fā)現(xiàn)鉻礦石中MgO與Al2O3的含量能直接反映鉻礦的冶煉性能，針對不同的MgO/Al2O3值采取應(yīng)對措施，效果明顯，是碳素鉻鐵生產(chǎn)取得良好指標(biāo)的關(guān)鍵。
1鉻礦特性大致分類
1.1鉻礦中的MgO/Al2O3值
傳統(tǒng)上將鉻礦石按粒度分為塊礦和粉礦，按理化性能分為難熔礦和易熔礦。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)鉻礦的冶煉性能主要與其中MgO及Al2O3含量緊密相關(guān)。眾所周知，礦石的粒度過小會影響爐料透氣性，但可以通過一定的措施進(jìn)行改善（如增大焦炭粒度、多加回爐渣鐵等），礦石的熔化性能也可以通過改變其入爐粒度在一定程度上得到改善。而鉻礦中如果MgO及Al2O3含量嚴(yán)重失調(diào)，則會使?fàn)t況不順，生態(tài)平衡產(chǎn)業(yè)指標(biāo)下滑。在生產(chǎn)實(shí)踐中我們以鉻礦的MgO/Al2O3值作為衡量鉻礦冶煉性能的一個重要指標(biāo)。一般我們將MgO/Al2O3〈1稱為低鎂鋁比礦，MgO/Al2O3〉1.5稱為高鎂鋁比礦，MgO/Al2O3=1~1.5為中度鎂鋁比礦。
1.2MgO/Al2O3值與鉻礦冶煉性能
MgO屬堿性氧化物，在溶液中可電離成為Mg2+及O2-,具有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力,因此,如果爐料中MgO含量過高,將會使?fàn)t料及所形成的爐渣比電阻減小,導(dǎo)電能力增強(qiáng),電流急劇增大,電極上抬,刺火嚴(yán)重,反應(yīng)區(qū)縮小,爐渣流動性差,產(chǎn)量下降,電耗上升；Al2O3屬高熔點(diǎn)氧化物,當(dāng)其含量過高時,爐料及爐渣比電阻增大,容易使符合使用不足,電極深埋,料面死火,爐溫低,產(chǎn)量下降,回收率低,爐渣粘稠,爐襯易損壞.當(dāng)爐料中MgO與Al2O3的含量達(dá)到一定的比例時,形成一種平衡,此時爐料的導(dǎo)電性能\熔化性能以及爐渣的熔點(diǎn)\黏度等都能達(dá)到一種良好的狀態(tài)。在生產(chǎn)過程中我們注意到,無論何種鉻礦進(jìn)行配搭,當(dāng)爐料MgO/Al2O3<1時,則會出現(xiàn)前述Al2O3過高的爐況；當(dāng)MgO/Al2O3>1.5以后,則會呈現(xiàn)前述MgO過高的爐況,而且MgO/Al2O3值越高情況越嚴(yán)重。根據(jù)鉻礦中不同的MgO/Al2O3值,生產(chǎn)中應(yīng)該采取相應(yīng)的對策。
2參數(shù)選擇
2.1二次工作電壓
對高M(jìn)gO/Al2O3礦,應(yīng)選擇較低的二次工作電壓;對低MgO/Al2O3礦宜選擇較高的二次工作電壓。以500kvA電爐為例,當(dāng)MgO/Al2O3>1.4,二次電壓選擇為105~110V;當(dāng)MgO/Al2O3<1.1,二次電壓選擇為120~125V為宜。
2.2極心圓直徑
高M(jìn)gO/Al2O3礦及塊礦,應(yīng)選擇較大極心圓直徑;低錯誤!鏈接無效。及粉礦,則應(yīng)該選擇較小極心圓直徑。
2.3爐膛深度
通過長期實(shí)踐摸索我們感覺到,在碳素鉻鐵生產(chǎn)中,較深的爐膛有利于增加料層厚度,預(yù)熱爐料,深埋電極,保持爐缸溫度,減小熱散失,取得較好的技術(shù)指標(biāo)。中小
型礦熱爐參數(shù)一般是通過米庫林斯基簡易計(jì)算法來確定,在計(jì)算值的基礎(chǔ)上將爐膛加深20%能取得較好的效果。
3渣型與堿度過控制
碳素鉻鐵生產(chǎn)為有渣冶煉,控制合適的渣型是生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。渣型不應(yīng)是一個固定的形態(tài),不應(yīng)該只按百分含量去調(diào)整其中的氧化物成分,調(diào)配渣型最直觀的依
據(jù)是MgO/Al2O3值和堿度。
3.1MgO/Al2O3
在礦種的搭配上,應(yīng)努力將爐料的綜合MgO/Al2O3值調(diào)至適中的范圍內(nèi),我們的實(shí)際體會是:如果將MgO/Al2O3值調(diào)配在1.05~1.2范圍內(nèi),再配以合適的堿度能取得
較理想的效果,此種渣型導(dǎo)電性能適中,有利于電極深插而用足負(fù)荷,爐況穩(wěn)定,料面火焰均勻,產(chǎn)量高,電耗低,各項(xiàng)指標(biāo)良好。如果礦石中MgO/Al2O3<1,應(yīng)配加白云石\廢煤磚、菱鎂礦等鎂質(zhì)調(diào)渣劑或石灰石,使MgO或CaO與過多的Al2O3結(jié)合以增強(qiáng)爐料導(dǎo)電性能和爐渣活性,并適當(dāng)增大焦炭粒度。
反之,如果礦中MgO/Al2O3遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.2,則應(yīng)配加鋁土礦等,并適當(dāng)減小焦炭粒度,以增大爐料比電阻,達(dá)到穩(wěn)定爐況的目的。
3.2爐渣堿度
除了MgO/Al2O3以外,爐渣堿度(MgO+CaO)/SiO2也是一個重要指標(biāo).堿度主要是以硅石的配入量來調(diào)節(jié),但不能單純強(qiáng)調(diào)堿度,必須要將堿度與MgO/SiO2值進(jìn)行綜合考慮,當(dāng)MgO/SiO2較大時可適當(dāng)控制較低堿度,而MgO/SiO2值小時應(yīng)控制較高堿度,以使?fàn)t渣具有恰當(dāng)?shù)娜埸c(diǎn)\黏度和導(dǎo)電性能。一般情況,如果MgO/SiO2值在1.05~1.2范圍內(nèi),堿度控制為1.1~1.25能取得較好效果。
4合金成分控制
合金成分控制主要是指合金中C\Si\S等雜質(zhì)元素的控制,這些元素在合金中的含量與鉻礦的性能及生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有較直接的關(guān)系。
4.1[C]
根據(jù)鉻鐵生產(chǎn)精煉脫碳機(jī)理,爐內(nèi)降碳需要兩大條件:①要具有較高而且穩(wěn)定的爐內(nèi)溫度②必須在爐缸高溫區(qū)存在有足夠量的殘存Cr2O3。必須同時具備這兩個因
素,精煉脫碳反應(yīng)才能進(jìn)行,產(chǎn)品的含碳量才能有所降低。因此,塊礦\高M(jìn)gO/Al2O3礦能生產(chǎn)出含炭較低的碳素鉻鐵,反之,粉礦\低MgO/Al2O3礦所生產(chǎn)的鉻鐵含炭都較
高。而生產(chǎn)含炭低的碳素鉻鐵產(chǎn)品因需要保持較高的爐溫和爐缸殘存Cr2O3,需造高熔點(diǎn)渣,單位電耗都較高。
4.2[Si]
合金中硅含量與爐溫及還原劑用量直接相關(guān),[Si]含量高將使還原劑用量增加,單位電耗升高,但過低的[Si]含量不利于[C]\[S]控制,如果礦石中MgO/Al2O3低時
,[Si]過低會導(dǎo)致負(fù)荷使用不足。因此合金中[Si]的控制應(yīng)考慮礦石中MgO/Al2O3值,MgO/Al2O3值高時宜控制較低的[Si],反之,應(yīng)將[Si]控制得稍高。
4.3[S]
合金中的硫主要是由焦炭代入,在生產(chǎn)過程中控制合金含[S]量的有效手段主要有兩方面:
4.3.1調(diào)配合適的渣型。適當(dāng)增加爐渣中CaO的含量,有利于增強(qiáng)爐渣的脫硫能力,增大硫在爐渣中的分配率,降低合金的含硫量。
4.3.2控制合適的合金成分。合金中的[Si]及[C]含量增加,會在一定程度上降低
[S]含量。生產(chǎn)過程中的脫硫?qū)⒃黾右睙挼呢?fù)擔(dān),需要控制較高的合金[Si],較高的爐渣(
CaO),使焦耗\電耗增加,因此應(yīng)嚴(yán)格限制入爐原材料中的硫含量。
5結(jié)束語
MgO/Al2O3值是鉻礦的一個重要指標(biāo),在生產(chǎn)中應(yīng)根據(jù)礦石中MgO/Al2O3值,對電爐電氣參數(shù)\渣型及合金成分等方面采取相應(yīng)的控制措施,方能取得良好的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
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