[发明专利]用新型铬铁烧结矿生产高碳铬铁(HCFeCr)和炉料铬铁的改进方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用新类型铬铁烧结矿生产高碳铬铁(HCFeCr)和炉料铬铁的改进方法。更特别地，其涉及从铬矿粉和精矿生产团矿的改进方法。

背景技术

制备HCFeCr/炉料铬铁的广泛应用的路线一直停留于在电操作的埋弧炉(SAF)中碳热还原(熔炼)铬铁矿。为了更容易操作及更低的资本成本，总是将这些SAF制成在顶部处半封闭或开放。但在这样的炉中，在熔炼过程中产生的一氧化碳和其它气体总是通过顶部处开放的部分排出，甚至带有最高效设计的气体净化设备也是这样。因此，随着环境友好作业的紧迫性增加，将SAF的设计改为封闭顶部类型。这些炉子一直是顶部进料的，并且在炉子底部的出口以预定间隔导出液体。炉料下降并最终达到在三(3)个电极尖处的最热区域，电弧在三个电极尖处形成。这是连续的过程，并且来自弧区的热气上升通过孔隙穿过下降的炉料。

在开放和半封闭炉中，由于较低的炉压力，上升气体穿过炉料较容易。但在封闭的炉中，炉料孔隙度对于确保上升气体的自由或无阻碍通道以避免可能的爆炸情况起到非常重要的作用。因此，在封闭的SAF的情况下，必须采用炉料尺寸的紧密范围替代宽尺寸范围，宽尺寸范围将阻塞颗粒间空隙并限制气体通道。因而，对于在炉进料中包含的粉矿的最大百分比具有限度。但是粉矿的产生是开采操作不可避免的副产物，并且丢弃矿粉代价特别高昂，因为这些粉矿也含有以氧化物形式的铬金属。而且，在连续的基础上倾倒这些粉矿也需要巨大的空间。因此，随着使用封闭SAF的增加，需要开发矿粉和精矿的烧结(agglomeration)工艺以便使它们能在封闭SAF中使用。已普遍使用的两种这样的烧结工艺为(1)烧熔团粒，由芬兰的Outokumpu开发的技术以及(2)以石灰和糖浆为粘结剂的压团，在需要的基础上开发的方法。

采用印度铬矿粉和精矿对上面提及的两种烧结方法的选择进行了广泛的试验工作，并发现采用这两种烧结工艺的常规模式不能获得令人满意的结果，热强度特别成为关注点。

因而有必要发展印度铬铁矿的烧结工艺，以使烧结矿具有适于在封闭炉中熔炼的足够热和冷性能，而不牺牲封闭炉熔炼生产HCFeCr/炉料铬铁的利益。为了覆盖这样的必要性，开始了当前的工作并且所产生的数据已经确立了这种采用膨润土(新粘结剂)，再加上常规采用的粘结剂石灰和糖浆的新压团工艺，该工艺可成功地在封闭SAF中生产HCFeCr/炉料铬铁。

在常规方法中，HCFeCr/炉料铬铁的生产以两个主要步骤进行。它们是：

铬铁粉矿和铬精矿的烧结

在埋弧炉(SAF)中熔炼铬烧结矿(与块状铬矿结合)以生产HCFeCr/炉料铬铁

烧结可采用各种工艺，如烧熔团粒、团矿和铬矿烧熔物。压团也可采用不同的工艺，这些工艺以用于压团的粘结剂类型为特征。可采用SAF的不同设计，即开放AC SAF、半封闭SAF和封闭SAF。除了AC炉外，还将DC操作的熔炼炉用于铬铁的商业生产。

就烧结和熔炼的路线而言可采用下面的选择：

烧结处理，就是烧熔团粒、团矿和铬矿烧熔物

基于转炉的铬矿的预还原

开放的AC SAF/半封闭/封闭的AC SAF

DC等离子电弧熔炼炉

烧结的不同形式

Outokumpu技术

在南非，最普遍和广泛接受的铬矿烧结体形式是由芬兰的Outokumpu Engineering and Contracting(OEC)所开发的工艺制备的烧熔团粒。众所周知，OEC是在铬矿粉烧结领域的先行者。除南非外，Outokumpu在芬兰的Tornio也拥有他们自己的大规模制备炉料铬铁的工厂，在那里他们采用根据他们的技术制备的烧熔团粒。

该工艺具有四(4)个不同阶段，即：

研磨

过滤

造粒

烧熔

使原矿粉/精矿在球磨机中通过湿法研磨来研磨成细的尺寸。将湿浆泵送到特别的过滤器中以便脱水。然后将脱水滤饼与膨润土混合并在圆筒造粒机中造粒。最后将这样形成的生坯团粒在钢带烧熔炉中烧熔。产品称为烧熔团粒，可将其填到SAF中进行熔炼以生产HCFeCr/炉料铬铁。