由于原料成本約占不銹鋼生產成本的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。
該工藝用2座(zuo)頂(ding)底復吹轉爐(lu)(lu),原料采(cai)用鉻礦砂取代(dai)高碳(tan)鉻鐵(tie)直(zhi)接冶煉不(bu)銹鋼(gang)(gang),主要包(bao)括STAR 豎爐(lu)(lu)型鼓(gu)風(feng)爐(lu)(lu)內熔(rong)融還原煉鋼(gang)(gang)產生(sheng)含鉻粉塵(chen)和(he)轉爐(lu)(lu)產生(sheng)的爐(lu)(lu)渣生(sheng)產再生(sheng)金(jin)屬,第一座(zuo)SR-KCB(熔(rong)融還原鉻礦砂)-第二座(zuo)DC-KCB(頂(ding)底復吹轉爐(lu)(lu)內脫碳(tan))-VOD爐(lu)(lu)內深脫碳(tan)。其配(pei)料為(wei):鉻礦和(he)廢鋼(gang)(gang)分別(bie)為(wei)230~280千(qian)(qian)克(ke)/噸和(he)190~130千(qian)(qian)克(ke)/噸,由STAR供給再生(sheng)金(jin)屬250~50千(qian)(qian)克(ke)/噸,其他為(wei)鐵(tie)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)方(fang)面,據報道1992年在(zai)15噸轉爐中進(jin)行了鐵浴熔融還(huan)原(yuan)制備不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼母(mu)液的工(gong)業試(shi)驗(yan),試(shi)驗(yan)原(yuan)料為含(han)(han)碳鉻礦團塊和氧化(hua)鎳礦,煉成Cr13、Cr18Ni8 兩(liang)種不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼母(mu)液。鉻的熔融還(huan)原(yuan)速率0.16%~0.25%Cr/分(fen)鐘,鉻的收得(de)率85%,但磷含(han)(han)量超標。2000年在(zai)255立方(fang)米高爐進(jin)行了不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼母(mu)液直接冶(ye)煉的工(gong)業試(shi)驗(yan),共(gong)生產(chan)出含(han)(han)鉻為5%~21.3%不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼母(mu)液近千噸。
但是由于鉻礦粉制備、還(huan)原(yuan)效率、鉻收得率等因素,鉻熔融還(huan)原(yuan)直接冶煉不銹鋼技術未大(da)范(fan)圍(wei)推廣(guang)使用。



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