前言

不銹鋼由于具有強度高、耐腐蝕、輕巧美觀、壽 命長、成本低、循環使用無污染等優點，在建筑裝 飾、交通運輸、航空航天、石油化工、能源發電、食品 加工、環保、醫療以及家電廚衛等國民經濟和社會 生活領域中得到越來越廣泛的應用⑴。鉻鐵是生 產不銹鋼及特種鋼的主要合金劑，鉻元素能使合金 表面形成一層不溶于某些介質的堅固氧化薄膜（鈍 化膜），使金屬與外界介質隔離而不發生化學侵蝕。 其中中低碳鉻鐵除含較多的鉻外,憑借其較少的雜 質元素,使合金在空氣中、水中、蒸汽中等都具有很 好的化學穩定性,而且在許多種酸、堿、鹽的水溶液中也有足夠的穩定性，甚至在高溫或低溫環境中，仍能保持其耐腐蝕的優點。

筆者根據合理的設備配置及工藝設計,從而生 產全產業鏈的鉻系特種合金。采用國內先進高碳 鉻鐵水熱兌一步法生產中碳鉻鐵的技術,從高碳鉻 鐵出鐵后熱鐵水直接進入1臺AOD氮氧爐，通過吹 氧、吹氮措施從而生產出中碳鉻鐵;采用高碳鉻鐵 -硅鉻合金-低碳鉻鐵的多步法生產硅鉻合金及 低碳鉻鐵。

1、鉻系特種合金生產工藝

鉻系特種合金生產工藝流程如圖1所示。

1.1原料預處理系統

全部采用鉻粉礦冶煉，在入爐前進行制粒，采 用豎爐球團工藝。酸性球團礦,堿度為0.29~0.38。 成品球團礦粒度為6~16 mm。

豎爐球團生產工藝流程⑵：進口原礦粉（2~3 種）->配礦->入磨機磨礦->過濾機脫水->配加膨潤土或其他熔劑的二次配料系統->混料系統->造球盤->篩分（成品球入爐鍛燒、不合格的球返回二次 配料）->豎爐焙燒->機械化出球。

1.1.1磨礦系統

原礦粉鏟車上料->3個料倉用于三種料混合, 料倉壁設振動器防堵->每個料倉下面設一臺圓盤 給料機->配料皮帶稱（按工藝要求配加不同比例的 礦粉）->皮帶輸送機->濕式球磨機->陶瓷過濾機脫 水->皮帶輸送機->精礦粉場地。 系統中預留1個還原劑料倉的位置。生產正常 后，試驗爐料中可能加入一定量的還原劑同時進行 磨細。后面的混料機前面也有這種可能，當有煤粉供應時，可能在混料機中加入煤粉（但是成球性不 如在這里加入為好）。

1.1.2混料系統

來自磨料車間的細礦粉->鉻礦粉料倉2個，膨 潤土料倉2個—圓盤給料機T配料皮帶機（合計4 個料倉，其中2個用于鉻精粉,2個用膨潤土）->圓筒式混料機->皮帶輸送機->中間倉2個。

從圓筒混料機出來的料用皮帶機送往2個中間倉,所以皮帶機要在中間倉上面分料。

1.1.3成球和球的篩分

中間倉T圓盤給料機->皮帶輸送機->成球盤->皮帶輸送機->輻篩->合格球團->成品布料皮帶。 從輻篩分離出來的大球和小球,均返回到混料系統。

1.1.4豎爐部分

成品球皮帶->豎爐布料皮帶->斗式自動布料 器（自動下料）->豎爐->刮料斗出球->成品球團地坑->鏟車出料一電爐原料場地。

1.1.5煤氣

礦熱爐煤氣凈化后供豎爐使用—豎爐燒嘴。

1.2礦熱爐冶煉系統

冶煉車間設2臺礦熱爐，其中1臺生產高碳鉻 鐵,1臺生產硅鉻合金。鉻系合金電爐包括上料、下 料、電極操作、爐前出鐵等工序。

鉻粉礦經研磨、造球、焙燒后與冷料一同配入 熱料罐中。配料后料罐經過軌道運至冶煉吊裝跨, 天車將料罐運至加料層，并將其加入到保溫料倉 中，經料管連續加入爐內。

出鐵時，通過電動小車將合金包、渣包運送至 出鐵口下方，然后用開爐機打開出鐵口，合金和渣 經出爐口流入合金包中。由于合金的比重大于渣 的比重，渣浮在合金的表面。合金包和渣包為階梯 式布置，均設有溢流嘴，當流出的合金和渣的容積 大于合金包的容積時，浮在表面的渣通過溢流嘴流 入水淬沖渣系統中。出鐵電動小車牽引合金包車 和渣包車至成品跨,進入下一步工序。

1.3精煉系統

1.3.1中碳鉻鐵冶煉系統 采用AOD精煉爐,以高碳鉻鐵電爐生產的高碳 鉻鐵為原料生產中碳鉻鐵,AOD精煉爐與礦熱爐車 間跨間軌道毗鄰。 以AOD精煉爐“一步法”冶煉中碳鉻鐵工藝流 程短、工序少,設備簡化，易于管理,經營成本低。 AOD精煉爐冶煉中碳鉻鐵基本工藝流程:裝 料、造渣、供氧、過程控制、終點控制、出爐。 精煉車間所用高碳鉻鐵水由礦熱爐工序供應, 礦熱爐出鐵至鐵水罐，經過澆注跨間軌道運至成品 跨，由天車將鐵水兌入AOD精煉爐，并進行冶煉作 業。具體工藝過程如下：

（1）加入造渣料（石灰、白云石、螢石、鉻礦）。

（2）頂槍供氧，側槍吹入的是氮氣/氮氣和氧氣 的混合氣體,氣體比例分為5個階段，分別為6：1、 3：1、1：1、1：3、1：6；啟動預測、控制模型，根據檢測的 鐵水溫度以及碳等元素的含量，預測下一個時刻的 溫度以及碳含量，根據預測結果確定下一時刻的控 制策略。

（3）實時檢測溫度以及碳等元素含量,預測終 點，檢測到目標溫度和碳含量后停止吹煉。

（4）碳含量達到1%或0.5%停吹，傾爐、取樣檢 測碳含量,如果碳含量高,復爐后頂槍繼續吹煉,直 到碳含量達到要求。

（5）加入硅鐵,將渣中鉻還原，然后出爐。

1.3.2低碳鉻鐵冶煉系統

利用傾動式精煉電爐，以硅鉻合金電爐生產的 硅鉻合金為原料生產低碳鉻鐵，精煉爐與礦熱爐車 間澆注跨毗鄰。

經過處理合格的鉻礦和石灰在配料站按一定 比例經電子秤稱量配料后由上料皮帶將混合料送 至電爐加料平臺加入爐頂料倉，爐料經料管加入爐 內。液態硅鉻合金經搖包脫硅后倒入熱兌包中，然 后由熱兌包車送至電爐跨，再由爐頂起重機吊至加 料平臺由移動流槽兌入爐內，然后送電進行冶煉。 按一定時間間隔，打開出鐵口，渣鐵混出，經分離 后,鐵水流入鐵水包中,低碳鉻鐵渣溢流至渣包中。 鐵水在澆鑄跨澆鑄成錠,經冷卻脫模送至成品跨進 行破碎、篩分、包裝。低碳鉻鐵爐渣由起重機吊渣 包至搖包機架處倒入搖包中，與一爐液態中間硅鉻 合金經搖包貧化、脫硅后的液態硅鉻合金熱兌至精 煉電爐中,貧渣送至沖渣處水淬后外運。

2、成品及渣處理工藝

2.1成品處理系統

成品需要破碎至10-50 mm合格粒度，配置1 套破碎、篩分設施,粒度分級的合格成品經稱量、包 裝后貯存。成品先破碎到< 200 mm粒度,鏟車送入 受料斗，再由膠帶機運至顓式破碎機，破碎后的成 品再由膠帶機提升至高效振動篩分級，粒度 < 10 mm粉料進入粉倉夕卜運;粒度10-50 mm合格的 成品由膠帶機輸送至成品自動稱量打包區域,包裝儲存。

2.2 渣處理系統

電爐廢渣采用全自動透水磚生產線，生產標 磚、空心砌塊、鋪地磚(帶面層)、植草磚(帶面層)、路沿石、花墻、花格、草坪塊、機場和集裝箱碼頭專 用磚。制磚工藝流程如圖2所示。

2.2.1全自動配料攪拌系統

各種骨料分別裝入配料系統的骨料倉，該系統選 用性能優良的電子稱量傳感器提供了物料精確計量 精度。各原料按一定的配比經累計稱量后，送入攪拌 機，計量好的水泥及水進入攪拌機后一同攪拌。攪拌 合格的物料經帶式輸送機送入成型主機內。

2.2.2砌塊成型系統

成型機的設計，合理匹配了成型周期內物料振 動參數。由電控伺服系統對振動系統的頻率及激 振力進行調節，使物料達到最佳的振動液化效應。 成型機的成型方式采用了變頻調幅、垂直定向振動 及加壓振動，固定上脫模式成型方式。采用布局合 理的特殊振動器，可獲得強度均勻、表面尺寸精確、 密實度好的高強度墻體砌塊或磚等。 經鏈條輸送機、供板系統、非動力輻臺及液壓 系統、電器控制系統控制磚坯成型及輸出。

2.2.3升降板窯車轉運系統

成型磚坯由鏈式輸送機經由升板機通過程序 控制子、母窯車送進養護窯內進行養護，同時將養護后的半成品通過降板機及鏈條輸送機運出養護 窯進行碼垛。

2.2.4全自動坐標式碼垛機器人系統

坐標式機器人采用全新的工作原理，使制品在 碼垛中的夾持平穩、可靠，碼垛夾爪雙向同步夾爪 伸縮，使得碼爪適用范圍得到極大的延伸；采用智 能電子控制系統，保證了碼垛機運行的平穩性及停 點定位的準確性。

3、結論

(1)經過設備之間的相互配合,涵蓋了鉻系合 金的全部產品,且工藝流程簡短，工序簡化,設備投 入少，易于管理，成本降低。同時利用電爐煤氣進行豎爐球團生產及原料烘干，大大減少了原料處理 設施的大氣污染，降低了產品的綜合能耗和成本, 使用國內最先進的豎爐球團，減少了原料的破損 率,提升了熱效率，增加了鉻粉礦的使用量。整個 原料儲存、球團制備、烘干、輸送達到國內先進水 平。

(2)電爐廢渣制磚可實現鉻鐵廢渣的綜合利用 并創造高回收價值。

參考文獻

［1］ 智妍數據研究中心.2012-2016年中國不銹鋼行業調研 與投資戰略咨詢報告［R］ ?北京,2012.

［2］ 彭志堅，陳鐵軍.豎爐球團生產工藝研究［J］.武漢科技 大學學報,2002(3) ：227-229.

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