前(qian)言(yan)
不(bu)锈(xiu)钢由(you)于(yu)具(ju)有(you)强度(du)高(gao)、耐腐蚀、轻(qing)巧美观、寿(shou)
命(ming)长、成(cheng)本低、循(xun)环(huan)使用无(wu)污染等(deng)优(you)点，在(zai)建筑装(zhuang)
饰、交(jiao)通(tong)运(yun)输、航空航天(tian)、石油(you)化工(gong)、能源(yuan)发电(dian)、食品
加(jia)工、环保(bao)、医(yi)疗以及家(jia)电厨(chu)卫等(deng)国民经济(ji)和社会(hui)
生活领域(yu)中(zhong)得到(dao)越(yue)来越广泛(fan)的(de)应(ying)用(yong)⑴。铬(ge)铁(tie)是生
产不锈(xiu)钢(gang)及特(te)种(zhong)钢(gang)的(de)主要(yao)合金(jin)剂，铬(ge)元(yuan)素能使合金
表面(mian)形成一层不(bu)溶(rong)于(yu)某(mou)些(xie)介(jie)质的坚固(gu)氧(yang)化(hua)薄膜(mo)（钝
化(hua)膜(mo)），使金属与外界介(jie)质隔离(li)而(er)不发生化学侵蚀(shi)。 其(qi)中中(zhong)低碳铬铁(tie)除含较(jiao)多(duo)的(de)铬(ge)外,凭(ping)借(jie)其较(jiao)少的杂
质元素(su),使(shi)合(he)金(jin)在空气中(zhong)、水(shui)中(zhong)、蒸(zheng)汽(qi)中等都具(ju)有(you)很(hen)
好的(de)化学(xue)稳定(ding)性(xing),而(er)且(qie)在许(xu)多种(zhong)酸、碱(jian)、盐的水(shui)溶液中也(ye)有足够(gou)的稳定性，甚(shen)至在(zai)高温(wen)或低温(wen)环境中，仍能(neng)保持其耐腐(fu)蚀(shi)的优(you)点(dian)。
笔(bi)者(zhe)根据合(he)理(li)的(de)设备配置及工艺设(she)计(ji),从(cong)而生(sheng)
产全(quan)产(chan)业链的(de)铬系特种合(he)金(jin)。采用国(guo)内先进(jin)高碳
铬(ge)铁水热兑一步法生产(chan)中碳铬铁的(de)技(ji)术(shu),从(cong)高碳铬
铁(tie)出(chu)铁(tie)后热(re)铁水(shui)直接(jie)进入(ru)1台(tai)AOD氮(dan)氧炉，通(tong)过(guo)吹
氧(yang)、吹(chui)氮(dan)措(cuo)施(shi)从(cong)而(er)生(sheng)产出中碳(tan)铬铁;采用高碳(tan)铬铁(tie)
-硅(gui)铬合金-低(di)碳(tan)铬(ge)铁的多步法(fa)生产(chan)硅(gui)铬(ge)合(he)金及(ji)
低(di)碳铬铁(tie)。
1、铬系(xi)特种合(he)金生(sheng)产(chan)工(gong)艺
铬(ge)系特种合(he)金(jin)生产工(gong)艺(yi)流程如(ru)图(tu)1所(suo)示。
1.1原料预(yu)处(chu)理系统
全(quan)部(bu)采用(yong)铬(ge)粉(fen)矿冶炼，在入炉(lu)前(qian)进行制粒，采
用(yong)竖炉球(qiu)团工(gong)艺(yi)。酸(suan)性(xing)球团矿(kuang),碱度(du)为0.29~0.38。 成品球(qiu)团矿(kuang)粒度(du)为6~16 mm。
竖(shu)炉(lu)球团(tuan)生(sheng)产(chan)工(gong)艺流程(cheng)⑵：进口(kou)原(yuan)矿粉(fen)（2~3
种(zhong)）->配矿->入(ru)磨(mo)机磨(mo)矿(kuang)->过滤机(ji)脱(tuo)水->配(pei)加膨(peng)润土或(huo)其他(ta)熔(rong)剂(ji)的二次配(pei)料(liao)系(xi)统(tong)->混料(liao)系(xi)统->造(zao)球盘->筛分(fen)（成(cheng)品(pin)球(qiu)入(ru)炉锻烧(shao)、不合(he)格(ge)的(de)球(qiu)返回二次(ci)
配料(liao)）->竖炉焙(bei)烧->机(ji)械(xie)化出球。
1.1.1磨矿(kuang)系统
原矿(kuang)粉(fen)铲车(che)上料(liao)->3个(ge)料仓用(yong)于三(san)种料混合(he),
料仓(cang)壁(bi)设(she)振(zhen)动器(qi)防(fang)堵(du)->每个(ge)料仓(cang)下(xia)面设(she)一(yi)台圆(yuan)盘(pan)
给(gei)料(liao)机(ji)->配(pei)料(liao)皮(pi)带称（按工艺要求配加(jia)不(bu)同比例(li)的(de)
矿粉）->皮(pi)带(dai)输(shu)送(song)机->湿式球(qiu)磨机->陶(tao)瓷(ci)过滤(lv)机(ji)脱
水(shui)->皮(pi)带(dai)输送(song)机(ji)->精(jing)矿粉(fen)场(chang)地。
系统(tong)中预(yu)留(liu)1个(ge)还(hai)原(yuan)剂料(liao)仓(cang)的位(wei)置。生(sheng)产(chan)正(zheng)常(chang)
后，试(shi)验(yan)炉(lu)料中可(ke)能加(jia)入(ru)一(yi)定量的(de)还原剂(ji)同(tong)时(shi)进行
磨(mo)细(xi)。后(hou)面的混料机(ji)前面(mian)也(ye)有这种可能，当(dang)有煤(mei)粉供(gong)应(ying)时(shi)，可(ke)能在(zai)混(hun)料(liao)机(ji)中(zhong)加(jia)入(ru)煤(mei)粉（但(dan)是(shi)成(cheng)球(qiu)性不
如(ru)在(zai)这(zhe)里加(jia)入(ru)为(wei)好）。
1.1.2混料(liao)系(xi)统
来自磨料车(che)间的细(xi)矿粉->铬矿粉料仓2个，膨(peng)
润(run)土料(liao)仓(cang)2个—圆(yuan)盘(pan)给(gei)料(liao)机T配(pei)料皮带(dai)机(ji)（合(he)计(ji)4
个(ge)料(liao)仓，其(qi)中(zhong)2个(ge)用于(yu)铬精(jing)粉(fen),2个(ge)用膨(peng)润(run)土(tu)）->圆筒(tong)式(shi)混料(liao)机(ji)->皮带输(shu)送(song)机(ji)->中间(jian)仓(cang)2个(ge)。
从圆筒混(hun)料(liao)机(ji)出来的料(liao)用皮带(dai)机(ji)送往(wang)2个中(zhong)间(jian)仓(cang),所以(yi)皮(pi)带(dai)机要在中(zhong)间(jian)仓上(shang)面(mian)分(fen)料(liao)。
1.1.3成球(qiu)和球的(de)筛分
中间(jian)仓(cang)T圆盘(pan)给料(liao)机->皮带(dai)输送机->成(cheng)球(qiu)盘->皮带(dai)输送(song)机(ji)->辐(fu)筛->合格(ge)球(qiu)团->成品(pin)布料皮带。 从辐(fu)筛分离(li)出(chu)来(lai)的(de)大球(qiu)和小球(qiu),均(jun)返回(hui)到混料系(xi)统。
1.1.4竖(shu)炉(lu)部(bu)分
成(cheng)品球皮带->竖(shu)炉(lu)布料(liao)皮(pi)带->斗式(shi)自动(dong)布(bu)料(liao)
器（自(zi)动(dong)下料(liao)）->竖(shu)炉(lu)->刮料斗(dou)出(chu)球(qiu)->成品球(qiu)团(tuan)地坑->铲(chan)车(che)出(chu)料(liao)一电(dian)炉原料(liao)场地。
1.1.5煤(mei)气(qi)
矿热炉煤(mei)气净(jing)化后(hou)供(gong)竖(shu)炉使用(yong)—竖炉烧嘴(zui)。
1.2矿(kuang)热(re)炉(lu)冶(ye)炼系统(tong)
冶(ye)炼(lian)车间设(she)2台(tai)矿(kuang)热炉(lu)，其(qi)中(zhong)1台生(sheng)产高(gao)碳(tan)铬(ge)
铁(tie),1台生产硅铬(ge)合金(jin)。铬(ge)系(xi)合(he)金(jin)电(dian)炉包(bao)括(kuo)上(shang)料、下(xia)
料、电(dian)极(ji)操(cao)作、炉前(qian)出(chu)铁等工序。
铬(ge)粉矿(kuang)经(jing)研磨、造球、焙(bei)烧后(hou)与冷(leng)料(liao)一(yi)同(tong)配(pei)入(ru)
热料罐中。配(pei)料(liao)后料(liao)罐(guan)经过轨道运(yun)至冶炼(lian)吊(diao)装跨,
天(tian)车将料罐运(yun)至(zhi)加料层(ceng)，并将(jiang)其加入到(dao)保温料仓
中，经(jing)料管(guan)连续(xu)加入(ru)炉内。
出(chu)铁时(shi)，通(tong)过电(dian)动小车(che)将合(he)金(jin)包(bao)、渣包(bao)运送(song)至(zhi)
出铁口下(xia)方，然后(hou)用开炉机打(da)开(kai)出铁口，合(he)金(jin)和(he)渣
经(jing)出炉(lu)口流入合(he)金(jin)包中(zhong)。由(you)于(yu)合金的(de)比重大(da)于(yu)渣(zha)
的比(bi)重(zhong)，渣浮(fu)在(zai)合(he)金(jin)的(de)表(biao)面(mian)。合(he)金(jin)包和(he)渣包(bao)为阶(jie)梯(ti)
式布(bu)置，均(jun)设(she)有(you)溢流(liu)嘴(zui)，当(dang)流(liu)出的(de)合金(jin)和渣的(de)容(rong)积
大(da)于(yu)合金包的容(rong)积时，浮在(zai)表(biao)面(mian)的(de)渣(zha)通(tong)过(guo)溢流嘴(zui)流(liu)
入水淬(cui)冲渣(zha)系(xi)统中。出铁(tie)电动小车牵(qian)引(yin)合金(jin)包车(che)
和渣包(bao)车至(zhi)成品(pin)跨(kua),进(jin)入(ru)下(xia)一步工(gong)序(xu)。
1.3精炼(lian)系统(tong)
1.3.1中碳(tan)铬(ge)铁(tie)冶炼系(xi)统(tong)
采(cai)用AOD精(jing)炼炉,以高碳铬铁电炉(lu)生(sheng)产(chan)的(de)高(gao)碳(tan)
铬铁为(wei)原(yuan)料(liao)生产(chan)中碳铬(ge)铁,AOD精(jing)炼(lian)炉与(yu)矿热炉车(che)
间跨间(jian)轨(gui)道毗邻。 以AOD精炼炉“一步法”冶炼中碳(tan)铬铁工(gong)艺(yi)流(liu)
程短、工(gong)序少,设(she)备(bei)简(jian)化(hua)，易于管理,经营(ying)成本(ben)低(di)。
AOD精(jing)炼炉(lu)冶(ye)炼(lian)中碳铬铁基(ji)本(ben)工(gong)艺(yi)流(liu)程:装
料(liao)、造渣(zha)、供氧(yang)、过(guo)程控制(zhi)、终点(dian)控制、出(chu)炉。 精(jing)炼车间所用(yong)高(gao)碳铬(ge)铁(tie)水由矿热炉(lu)工(gong)序(xu)供应(ying),
矿热炉(lu)出(chu)铁至(zhi)铁(tie)水(shui)罐(guan)，经过浇(jiao)注(zhu)跨(kua)间(jian)轨(gui)道(dao)运(yun)至成品
跨(kua)，由(you)天(tian)车(che)将(jiang)铁(tie)水(shui)兑(dui)入AOD精(jing)炼炉(lu)，并进行冶(ye)炼(lian)作
业。具体(ti)工(gong)艺(yi)过(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)：
（1）加入造(zao)渣(zha)料（石灰(hui)、白云石、萤(ying)石、铬(ge)矿）。
（2）顶枪供(gong)氧，侧(ce)枪(qiang)吹入的是(shi)氮(dan)气/氮气(qi)和(he)氧气
的(de)混(hun)合气(qi)体(ti),气体(ti)比(bi)例(li)分(fen)为5个阶(jie)段(duan)，分别为6：1、
3：1、1：1、1：3、1：6；启动预(yu)测、控(kong)制模(mo)型，根(gen)据(ju)检(jian)测的
铁水温度以及(ji)碳(tan)等元(yuan)素(su)的含量，预(yu)测(ce)下(xia)一个时(shi)刻的
温(wen)度以(yi)及碳(tan)含量，根(gen)据预测(ce)结(jie)果确(que)定下一时刻的控(kong)
制(zhi)策(ce)略(lve)。
（3）实时(shi)检(jian)测温(wen)度(du)以及碳(tan)等元(yuan)素含(han)量(liang),预(yu)测终(zhong)
点(dian)，检测到(dao)目标(biao)温度(du)和碳(tan)含量(liang)后停止吹(chui)炼(lian)。
（4）碳含(han)量(liang)达(da)到1%或0.5%停吹(chui)，倾(qing)炉(lu)、取(qu)样检
测(ce)碳含(han)量(liang),如果碳(tan)含(han)量高,复炉后顶(ding)枪(qiang)继(ji)续(xu)吹炼(lian),直(zhi)
到(dao)碳含量(liang)达(da)到要(yao)求(qiu)。
（5）加(jia)入(ru)硅(gui)铁(tie),将(jiang)渣(zha)中铬(ge)还原(yuan)，然后(hou)出炉(lu)。
1.3.2低(di)碳(tan)铬(ge)铁(tie)冶(ye)炼系(xi)统
利用倾(qing)动(dong)式精炼电炉(lu)，以(yi)硅铬(ge)合金电炉(lu)生(sheng)产(chan)的
硅(gui)铬合(he)金(jin)为原料(liao)生(sheng)产低碳铬铁(tie)，精(jing)炼(lian)炉(lu)与(yu)矿热炉(lu)车
间浇(jiao)注跨毗邻。
经(jing)过处(chu)理(li)合(he)格(ge)的铬(ge)矿和石灰(hui)在配料(liao)站按(an)一定(ding)
比例(li)经电子(zi)秤称量(liang)配料后由(you)上料(liao)皮(pi)带(dai)将(jiang)混(hun)合(he)料送(song)
至(zhi)电炉加(jia)料平(ping)台(tai)加入(ru)炉(lu)顶料(liao)仓(cang)，炉料经(jing)料(liao)管(guan)加(jia)入(ru)炉
内(nei)。液(ye)态硅铬(ge)合金(jin)经摇包脱硅后(hou)倒入热兑(dui)包(bao)中，然(ran)
后(hou)由(you)热兑包(bao)车(che)送至(zhi)电炉跨，再(zai)由炉(lu)顶起重机吊(diao)至(zhi)加
料平台(tai)由(you)移动(dong)流(liu)槽(cao)兑入(ru)炉内，然(ran)后(hou)送电(dian)进行(xing)冶(ye)炼。 按一定(ding)时(shi)间间(jian)隔，打开(kai)出(chu)铁(tie)口(kou)，渣铁(tie)混出(chu)，经分离(li)
后(hou),铁(tie)水流入(ru)铁(tie)水包中,低(di)碳(tan)铬铁(tie)渣(zha)溢(yi)流(liu)至(zhi)渣(zha)包中。
铁水(shui)在浇(jiao)铸跨浇铸成(cheng)锭(ding),经(jing)冷却脱模(mo)送至成(cheng)品跨进(jin)
行(xing)破(po)碎、筛分(fen)、包(bao)装(zhuang)。低(di)碳(tan)铬铁(tie)炉(lu)渣(zha)由(you)起(qi)重(zhong)机(ji)吊渣(zha)
包(bao)至摇(yao)包机架(jia)处倒入摇包中(zhong)，与一炉(lu)液态(tai)中间(jian)硅铬
合(he)金(jin)经(jing)摇包(bao)贫(pin)化、脱硅(gui)后(hou)的液(ye)态硅铬合金(jin)热兑至精(jing)
炼电(dian)炉中,贫(pin)渣送至冲渣处水(shui)淬后外运。
2、成品及(ji)渣(zha)处(chu)理工艺(yi)
2.1成(cheng)品处(chu)理系统(tong)
成(cheng)品需(xu)要破碎至10-50 mm合格(ge)粒(li)度，配置(zhi)1
套(tao)破碎、筛分(fen)设(she)施,粒(li)度分级(ji)的合格(ge)成品经称量、包(bao)
装后贮存(cun)。成品先破(po)碎(sui)到< 200 mm粒(li)度,铲车送(song)入(ru)
受料斗，再(zai)由胶带(dai)机运至(zhi)颛(zhuan)式破(po)碎机，破(po)碎(sui)后的成
品再(zai)由(you)胶(jiao)带(dai)机提升至高效(xiao)振动筛分级(ji)，粒度
< 10 mm粉(fen)料进(jin)入粉(fen)仓夕(xi)卜(bo)运(yun);粒(li)度(du)10-50 mm合(he)格的(de)
成品(pin)由胶(jiao)带机输送至(zhi)成品(pin)自(zi)动(dong)称量打包区域(yu),包装储存。
2.2 渣(zha)处(chu)理(li)系(xi)统
电炉废渣采用全自(zi)动透(tou)水(shui)砖生(sheng)产线，生(sheng)产标
砖、空(kong)心砌块(kuai)、铺(pu)地砖(带(dai)面(mian)层(ceng))、植(zhi)草(cao)砖(zhuan)(带面(mian)层(ceng))、路(lu)沿石、花(hua)墙(qiang)、花格(ge)、草(cao)坪(ping)块(kuai)、机场(chang)和集装箱码(ma)头专
用砖(zhuan)。制(zhi)砖(zhuan)工艺流(liu)程如图(tu)2所(suo)示。
2.2.1全(quan)自动(dong)配料(liao)搅(jiao)拌(ban)系统
各(ge)种(zhong)骨(gu)料分(fen)别(bie)装入配(pei)料(liao)系统的(de)骨料(liao)仓(cang)，该系统(tong)选(xuan)
用性能优良的电(dian)子(zi)称量传感(gan)器(qi)提供(gong)了物(wu)料精确计(ji)量
精(jing)度。各(ge)原(yuan)料(liao)按(an)一(yi)定(ding)的配比(bi)经(jing)累计称(cheng)量后，送入(ru)搅(jiao)拌(ban)
机(ji)，计(ji)量(liang)好(hao)的水泥及水进(jin)入(ru)搅拌机后(hou)一同搅(jiao)拌。搅(jiao)拌
合(he)格的(de)物料(liao)经(jing)带式输送(song)机送入成型(xing)主(zhu)机内。
2.2.2砌块成(cheng)型系(xi)统(tong)
成型(xing)机的设(she)计(ji)，合理匹配了(le)成型周(zhou)期(qi)内(nei)物料(liao)振
动(dong)参数。由电控(kong)伺服(fu)系(xi)统(tong)对振动(dong)系(xi)统的频率及激(ji)
振(zhen)力(li)进行(xing)调节，使物料达到最(zui)佳的(de)振动液(ye)化效应(ying)。 成型机的(de)成(cheng)型方(fang)式采用了(le)变频调幅(fu)、垂(chui)直定(ding)向(xiang)振动
及加压振动(dong)，固(gu)定(ding)上(shang)脱模(mo)式成(cheng)型方(fang)式。采用(yong)布(bu)局合
理(li)的特殊(shu)振(zhen)动器，可获(huo)得(de)强度(du)均(jun)匀、表面(mian)尺寸(cun)精确(que)、
密实度(du)好的(de)高强度墙(qiang)体砌块(kuai)或(huo)砖等(deng)。 经链(lian)条输送机、供板(ban)系统、非动(dong)力(li)辐台及液(ye)压
系统、电器(qi)控制系(xi)统控(kong)制砖(zhuan)坯(pi)成型(xing)及(ji)输(shu)出(chu)。
2.2.3升降板窑(yao)车(che)转运系(xi)统
成型砖坯由链式输送(song)机(ji)经由(you)升(sheng)板(ban)机(ji)通(tong)过程序
控(kong)制子、母窑车送进养(yang)护(hu)窑(yao)内进行养护(hu)，同(tong)时将养(yang)护(hu)后(hou)的半(ban)成品通过(guo)降板(ban)机及链(lian)条输送(song)机(ji)运(yun)出(chu)养护
窑(yao)进行(xing)码垛。
2.2.4全(quan)自(zi)动(dong)坐(zuo)标式码(ma)垛(duo)机器(qi)人系统(tong)
坐(zuo)标(biao)式机器(qi)人(ren)采用全新(xin)的(de)工作原(yuan)理(li)，使制品(pin)在(zai)
码垛中(zhong)的夹持平(ping)稳(wen)、可靠(kao)，码(ma)垛(duo)夹爪双(shuang)向同(tong)步夹爪
伸(shen)缩(suo)，使(shi)得(de)码(ma)爪适用范(fan)围(wei)得到(dao)极大的(de)延伸(shen)；采(cai)用(yong)智(zhi)
能电(dian)子控制系统(tong)，保(bao)证(zheng)了(le)码(ma)垛机(ji)运(yun)行的平稳(wen)性及停
点(dian)定(ding)位(wei)的准(zhun)确性(xing)。
3、结论
(1)经(jing)过设备(bei)之(zhi)间的相互(hu)配(pei)合(he),涵盖(gai)了铬系合
金(jin)的(de)全部产(chan)品(pin),且工艺流(liu)程简短(duan)，工序简化,设备(bei)投(tou)
入少，易于(yu)管理(li)，成本(ben)降(jiang)低(di)。同(tong)时利用电炉(lu)煤气进行(xing)竖(shu)炉球团生(sheng)产及(ji)原(yuan)料(liao)烘干，大(da)大(da)减少(shao)了原料处(chu)理
设施(shi)的大(da)气(qi)污染，降低(di)了产(chan)品(pin)的综(zong)合能耗和成本,
使(shi)用(yong)国(guo)内最(zui)先(xian)进(jin)的竖炉球团，减少了原(yuan)料的破损
率,提(ti)升了热效(xiao)率，增加了铬(ge)粉矿(kuang)的使(shi)用(yong)量。整(zheng)个
原料(liao)储存、球团制(zhi)备(bei)、烘干(gan)、输(shu)送达到国(guo)内先(xian)进(jin)水
平。
(2)电炉(lu)废(fei)渣(zha)制砖(zhuan)可(ke)实(shi)现(xian)铬(ge)铁废渣(zha)的综(zong)合(he)利(li)用
并创(chuang)造高(gao)回(hui)收价(jia)值。
参(can)考(kao)文(wen)献(xian)
［1］ 智妍数(shu)据(ju)研(yan)究(jiu)中心.2012-2016年(nian)中(zhong)国(guo)不锈钢行(xing)业(ye)调研(yan)
与(yu)投资战略(lve)咨询(xun)报告［R］ •北(bei)京(jing),2012.
［2］ 彭志坚，陈(chen)铁军.竖(shu)炉球(qiu)团(tuan)生产工(gong)艺(yi)研究［J］.武汉(han)科(ke)技
大(da)学学(xue)报,2002(3) ：227-229.
相(xiang)关(guan)链(lian)接
