由于原料成本約占不(bu)銹鋼生產成本的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煉(lian)不銹鋼(gang)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座頂底復(fu)吹(chui)轉(zhuan)爐(lu)(lu),原(yuan)料采用鉻礦砂取代高碳(tan)鉻鐵(tie)直接冶煉不銹鋼,主要包括(kuo)STAR 豎爐(lu)(lu)型鼓風爐(lu)(lu)內(nei)(nei)熔融還(huan)原(yuan)煉鋼產(chan)生(sheng)含(han)鉻粉塵和(he)轉(zhuan)爐(lu)(lu)產(chan)生(sheng)的爐(lu)(lu)渣生(sheng)產(chan)再(zai)生(sheng)金(jin)屬,第(di)一座SR-KCB(熔融還(huan)原(yuan)鉻礦砂)-第(di)二座DC-KCB(頂底復(fu)吹(chui)轉(zhuan)爐(lu)(lu)內(nei)(nei)脫碳(tan))-VOD爐(lu)(lu)內(nei)(nei)深脫碳(tan)。其(qi)配料為:鉻礦和(he)廢鋼分別為230~280千克(ke)(ke)/噸(dun)和(he)190~130千克(ke)(ke)/噸(dun),由STAR供給(gei)再(zai)生(sheng)金(jin)屬250~50千克(ke)(ke)/噸(dun),其(qi)他為鐵(tie)水(shui)。
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(wai),工(gong)業試(shi)(shi)驗方面,據(ju)報道1992年在(zai)15噸轉爐(lu)中進行了(le)鐵浴熔融還原(yuan)制備不(bu)銹(xiu)鋼母液的(de)(de)工(gong)業試(shi)(shi)驗,試(shi)(shi)驗原(yuan)料為(wei)含碳鉻礦(kuang)團塊(kuai)和(he)氧化(hua)鎳(nie)礦(kuang),煉成Cr13、Cr18Ni8 兩種不(bu)銹(xiu)鋼母液。鉻的(de)(de)熔融還原(yuan)速(su)率0.16%~0.25%Cr/分(fen)鐘,鉻的(de)(de)收得率85%,但磷含量超標。2000年在(zai)255立方米高(gao)爐(lu)進行了(le)不(bu)銹(xiu)鋼母液直接冶煉的(de)(de)工(gong)業試(shi)(shi)驗,共(gong)生產出含鉻為(wei)5%~21.3%不(bu)銹(xiu)鋼母液近千噸。
但是由于鉻礦粉制備(bei)、還原效率(lv)、鉻收得率(lv)等因素,鉻熔融還原直(zhi)接(jie)冶煉不(bu)銹鋼技術未大(da)范圍推(tui)廣使(shi)用(yong)。
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