由于原料成本約占不銹(xiu)鋼(gang)生產成本的70%,而原料中鉻和鎳的費用占比很大,因此采用鉻礦或鎳礦取代含鉻或鎳鐵合金直接冶(ye)煉不銹鋼是降低不銹鋼原料成本的有效手段。日本川崎制鐵研究開發轉爐熔融還原技術制備含鉻母液,1994年已成功實現了不銹鋼工業化生產,形成了獨有的不銹鋼冶煉工藝,生產400系列不銹鋼。
該(gai)工藝用2座頂底(di)復吹轉(zhuan)爐(lu),原料(liao)采用鉻(ge)(ge)(ge)礦(kuang)砂取代高碳鉻(ge)(ge)(ge)鐵直接(jie)冶煉不銹鋼(gang),主要包(bao)括STAR 豎爐(lu)型鼓風(feng)爐(lu)內(nei)(nei)熔融還原煉鋼(gang)產生(sheng)(sheng)含鉻(ge)(ge)(ge)粉塵(chen)和(he)轉(zhuan)爐(lu)產生(sheng)(sheng)的爐(lu)渣生(sheng)(sheng)產再生(sheng)(sheng)金屬,第一(yi)座SR-KCB(熔融還原鉻(ge)(ge)(ge)礦(kuang)砂)-第二座DC-KCB(頂底(di)復吹轉(zhuan)爐(lu)內(nei)(nei)脫碳)-VOD爐(lu)內(nei)(nei)深脫碳。其配料(liao)為(wei):鉻(ge)(ge)(ge)礦(kuang)和(he)廢鋼(gang)分別為(wei)230~280千(qian)克/噸和(he)190~130千(qian)克/噸,由STAR供(gong)給再生(sheng)(sheng)金屬250~50千(qian)克/噸,其他為(wei)鐵水。
國內鉻礦熔融法生產不銹鋼還處在的還原機理研究及工業性試驗階段。在還原機理研究領域,有研究推測鉻礦還原分兩個階段,第一階段鉻礦通過CO氣體間接還原;第二階段鉻礦逐步向渣相中溶解,而被固體碳直接熔融還原,這兩個反應與溫度密切相關。在試驗條件下,鉻礦在CaO-SiO2-Mg0-Al2O3渣系中熔解反應為整個過程的限制性環節。到目前為止,尚未對鉻礦熔融還原機理形成一致觀點,研究成果的應用具有局限性。
此外,工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan)方(fang)面,據報(bao)道1992年在15噸轉(zhuan)爐中進(jin)行(xing)了(le)鐵浴熔(rong)融(rong)(rong)還原(yuan)制備不銹鋼母(mu)液(ye)的(de)工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan),試(shi)驗(yan)(yan)原(yuan)料為含(han)(han)碳鉻(ge)礦(kuang)團塊(kuai)和氧化鎳(nie)礦(kuang),煉(lian)成Cr13、Cr18Ni8 兩種(zhong)不銹鋼母(mu)液(ye)。鉻(ge)的(de)熔(rong)融(rong)(rong)還原(yuan)速(su)率(lv)0.16%~0.25%Cr/分(fen)鐘,鉻(ge)的(de)收(shou)得(de)率(lv)85%,但磷含(han)(han)量超標。2000年在255立方(fang)米高爐進(jin)行(xing)了(le)不銹鋼母(mu)液(ye)直接冶煉(lian)的(de)工(gong)業試(shi)驗(yan)(yan),共(gong)生產出含(han)(han)鉻(ge)為5%~21.3%不銹鋼母(mu)液(ye)近千噸。
但是由于鉻(ge)礦粉制備、還原(yuan)效率(lv)、鉻(ge)收得率(lv)等(deng)因素,鉻(ge)熔(rong)融(rong)還原(yuan)直接冶煉不銹鋼(gang)技術未大范(fan)圍(wei)推廣使用(yong)。



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