中低碳铬铁
55
4.0
3.0
0.06
0.05
微碳铬铁
65
0.1
2.0
0.035
0.04
铁合金课程讲义
2012年，中国的铬铁 产量约占全球总产量 的32%~33%，南非约 占34%。到2013年，中 国产量将占全球总产 量的35%，南非将占 33%。
铁合金课程讲义
3.2 铬矿及预处理
铬矿种类及产地
铬矿质量评定标准 铬矿预处理技术
铁合金课程讲义
铬矿的种类
锰铬铁矿 (Mn, Fe)O· 2O3 Cr
铬矿 硬铬尖晶石 (Mn, Fe)O· (Cr,Al)2O3 铬铁矿 (FeO)· (Cr,Al)2O3 铬矿石的用途 铬矿按其工业上的用途可分为化工用铬矿、耐材用铬 矿和冶金用铬矿三大类。 化工用铬矿—重铬酸钾
51.85 15.37 4.19 11.21 13.12 0.19
Байду номын сангаас
0.0063
3.37 3.47
52.75 15.18 3.7 12.13 12.36 0.56 0.012 0.006
铁合金课程讲义
铬矿预处理技术
铬矿资源中块矿只占总量的20%， 其余80%是粉矿，且相当一部分铬矿属 于易碎矿石，不能直接入炉。炉型愈大， 对炉料粒度要求愈高。入炉铬矿粉不得 超过10%，否则生产指标差。 冷压球—自然干燥 Ferrochrome Fines.mp4
图：铬铁成分与矿石中 Cr2O3/∑FeO比值的关系
MgO, Al2O3 基本都进入炉渣，要求矿石中的MgO,Al2O3含量不能过高。
硫、磷是铬矿中的主要有害成分。要求铬矿中硫含量低于0.05%，磷低于0.07%。
铁合金课程讲义
铬铁牌号及其在钢铁生产中的应用
化学成分（%）
铬铁名称 牌号 FeCr67C6.0 FeCr55C600 FeCr67C9.5 FeCr55C1000 FeCr69C1.0 FeCr55C100 FeCr69C0.25 FeCr55C25 ZKFeCr67C0.010 ZKFeCr65C0.010 Cr ≥ 高碳铬铁 52 C ≤ 10 Si ≤ 5 P ≤ 0.06 S ≤ 0.06
烧结后的球团
烧结后的球团
铁合金课程讲义
1.5%膨润土，2%内配碳+不同外配碳的生球性能测试结果
粒度(mm) ＜8 落下强度/次 10-12 ＜8 4.4 1.50 1.66 ＞500 ＞500 3.6 1.66 ＞500 ＞500 4 1.66 ＞500 ＞500 内 2%+外2% 内 2%+外4% 内 2%+外5% 4.2 -
土耳其精矿 45.90 13.15 5.0 14.98 11.91 2.3 (粉 )
0.004 0.005
3.49 2.97
1.62 3.79
1.26 1.24
1.53 0.85 0.98
土耳其块矿 41.04 13.81 8.0 18.72 15.12 0.6
南非 菲律宾 印度块矿 印度精矿 (粉) 41.08 25.39 4.84 9.93 46.32 12.23 15.45 10.08 0.65 0.007
铬矿石 耐材用铬矿—铬砖或铬镁砖等 铬铁合金 冶金用铬矿 金属铬
铁合金课程讲义
铬铁矿
铬铁矿(Mg, Fe)O·Cr2O3.通常呈不规则粒状致密状集合体，颜色为褐-黑色，具有金属 光泽，面上有绿色或黄色斑点或条纹，密度 ρ=4.3-4.8g/cm3。
世界铬矿储量
2.36% 1.63% 前苏联 土耳其
用后
4495 4345 4695 4428 4322 4422 4325 4322 4289 4564 4119
铁合金课程讲义
3.2.2 铬矿球团、烧结技术
铬尖晶石熔点很高，且难以形成低熔点的液相，其烧结性主要取决 于脉石的性能和所添加的熔剂。
工业规模生产烧结铬矿的工艺有： 芬兰奥图昆普的烧结球团工艺 视频:厂区1.MOV,厂区2.MOV,烧结1.MOV,烧结2.MOV，Outokumpu Tornio Works - From Chrome Ore to Stainless Steel.mp4， Outotec® Flash Smelting.mp4 日本的回转窑预还原工艺 某些工业废渣，除尘器回收的粉尘可以用作铬矿烧结熔剂。 采用烧结法可以回收浸出渣中铁和铬等有用元素。渣中含有可溶性六 价铬，对环境造成污染。在烧结过程中，六价铬还原成三价铬使烧结 矿中Cr6+<0.01％，从而消除了六价铬的危害。
造球 实验
马弗炉 小试 (500g)
烧结杯 中试 （40kg） 实验方案 生球 测试
工业实验 （200t）
烧结生产 年60万吨
球磨
配料
造球
烧结
熟球 测试
实验流程
铁合金课程讲义
配料 滚筒二混
初混 圆盘造球
铁合金课程讲义
膨润土添加量对生球落下强度和抗压强度的影响
粒度/mm
1.0%
1.25%
1.5%
1.75% 1.5%（钠基)
铬矿中Cr2O3含量是铬铁矿的主要质量指标。含 Cr2O3 高，还原出的铬多， 产量高，消耗低，一般要求矿石中 Cr2O3 ≥40%。
铬铁矿中的铬铁比: Cr2O3/∑FeO ∑FeO=144/160 Fe2O3(FeO from Fe2O3)+FeO
因为 Fe2O3=2FeO+1/2 O2 160:144=Fe2O3:2FeO
4.04% 其他
17.46% 津巴布韦
南非 伯兹瓦纳
55.88%, 南非
津巴布韦 前苏联 土耳其
18.63%， 伯兹瓦纳
其他
铁合金课程讲义
我国铬矿资源状况
中国铬矿资源比较贫乏，总保有铬矿石储量 1121.8万吨，贫矿储量占46.3%、富矿占53.6％。
产地有56处，分布于西藏、新疆、内蒙古、甘
肃等13个省(区)，其中西藏的保有储量约占全国的
铁合金课程讲义
铬铁球团烧结介绍
芬兰 Outotec 铬铁冶炼工艺流程
铁合金课程讲义
典型球团烧结流程
铁合金课程讲义
烧结厂全貌
铁合金课程讲义
原料预热入炉冶炼
优点： 气体密封性好
加入料每提高100 0C，可最多节约
能耗70 kWh/t 铁，可提高矿热炉的 容量20% 稳定的操作 用CO气体作为燃料 原料预热入炉
＞500
＞500 ＞500
＞500 ＞500 ＞500
＞500 ＞500 ＞500 ＞500 ＞500 ＞500
＞500
＞500 ＞500
铁合金课程讲义
马弗炉烧结实验
对不同配比的生球在 1300℃、1325℃、1350℃ 温度下分别焙烧10min、 15min。 实验结束后，检测熟球 的抗压强度。 烧结制度是：升温速度 是10℃/min，在300℃干 燥10min，900℃预热 10min，最终控制在目标 温度下进行烧结。
88.4 86.36 86.34 84.13 86.15 88.12 84.79 86.56 88.32
-
-
用后
电耗 用前 (kwh/t)
86.72 91.25 89.99 88.93 91. 88 89.59 87.51 89.07 91.36 86.31 90.94 4675 4670 4656 4410 4469 4535 4635 4547 4581 -
铁合金课程讲义
原料入炉形式与能耗的关系
铁合金课程讲义
铬矿的固态还原工艺
铬矿球团预还原工艺(SRC法)
铁合金课程讲义
铬矿的固态还原工艺
铬矿直接还原工艺(CODIR法)
铁合金课程讲义
科研项目：南非Tharisa 铬精粉矿烧结性能测试
探索最佳工艺条件，包括合适的配碳量、水分添加量、 粘结剂配比、最佳的烧结温度等。
③化工
④制革行业
铁合金课程讲义
铬系铁合金生产
1）主要品种 高碳、中低碳、微碳Fe-Cr、Cr-Si合金、金属Cr 2）碳素（高碳）铬铁冶炼的主要原材料
中低碳铬铁
铬 矿 （ Fe,Mg)O(Cr,Al,Fe)2O3 、 还 原 剂 （ 焦 炭 ） 、 硅 石 (SiO2)(用于调整炉渣碱度) 3）主要反应： Cr2O3+C→Cr+CO Cr2O3+C→Cr3C2+CO Cr2O3+C→Cr7C3+CO Cr2O3+C→Cr23C6+CO 铁合金课程讲义
①陶瓷结合型—膨润土
②水硬型—水泥(nCaO·mSiO2) ③化学结合型—水玻璃、消石灰 有机粘结剂 ①亲水型或水溶型—纸浆废液、 制糖废液、腐殖酸、树脂类; ②疏水型—焦油、沥青
、 0
9 s 15 4t 7 r : 分子间距
粘结相—低温型、高温型
铁合金课程讲义
1）水分影响
初始铬粉矿的水分含量对冷压球团质量的影响主 要表现在成球的完整性，从而进一步影响冷强度； 铬粉矿的含水量一般在4%-5.5%比较适宜于压球， 成球后水分控制在5%-7%，这样可以确保合适的 粘结剂加入量，无须通过一些微细粉大量加入降 低粉矿的含水量，保证成球后铬矿的Cr2O3含量 不至于降低太多。
冶炼高碳铬铁： ①含铬50%，要求Cr2O3/∑FeO>2.0 ②含铬≥60%，要求Cr2O3/∑FeO>2.6 难熔铬矿用于冶炼高碳铬铁，易熔铬矿用于生产 中低碳铬铁。 铁合金课程讲义
世界主要铬矿产地及化学成分(%)
产地 西藏矿 新疆矿 Cr2O3 ∑FeO SiO2 MgO Al2O3 CaO 43.94 13.29 7.0 15.34 15.12 1.8 35.79 14.06 6.25 17.93 17.93 1.5 S P 0.009 0.006 Cr2O3/∑FeO MgO/Al2O3 3.31 2.55 1.01 1.00