一种高碳铬铁合金的冶炼方法实用新型专利

专利名称：一种高碳铬铁合金的冶炼方法

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN202411114182.5

专利申请（专利权）人：营口新型硅制品有限公司
权利人地址：辽宁省营口市大石桥市南楼开发区

专利发明（设计）人：发明人:朱小东,林松松,牛克鸣

专利摘要：一种高碳铬铁合金的冶炼方法，所属合金冶炼技术领域，冶炼方法将铬矿石进行分级热处理，能够有效去除铬矿石中的杂质，纯化铬矿石得到高纯度的氧化铬，以及得到高纯度的增碳还原铁水成分；将高纯度的氧化铬和赤铁矿粉进行混合，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合，之后复混，挤压造粒或压块，能够在熔炼颗粒料或块状料中提前加入各种碳元素，分布更加均匀，在熔炼时，碳元素的还原性更好，能够在一定程度上降低合金中碳含量，提高锻造性能，还能节省碳源的使用量；高碳铬铁合金中Ti＜0.01%，V＜0.02%，Si＜0.1%，大幅降低有害杂质的含量，C＜7%，能够保持良好的锻造性能，有效达到特种轴承钢的使用要求。

主权利要求：
1.一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，冶炼方法包括如下步骤：
S1，原料准备：
按质量份数备料，铬矿石400份～500份、赤铁矿粉20份～60份、人造石墨粉30份～50份、延迟石油焦粉40份～60份、羧甲基壳聚糖10份～20份、煅后石油焦粉3份～5份；
所述铬矿石为铬铁矿，质量含量为，38%～43%Cr2O3、15%～27%Fe2O3、10%～20%MgO、7%～
12%Al2O3、7%～10%SiO2、0.2%～0.5%V2O5、0.2%～0.6%TiO2，余量为不可避免的杂质；
S2，原料处理：
将铬矿石粉碎成碎石体，投入炉中，炉最高温1420℃～1500℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1600℃～1800℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至1980℃～2150℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2300℃～2500℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；
S3，混合制块：
将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入水拌合挤压造粒，干燥，得到颗粒料；或者向复合料D中加入水拌合压块，干燥，得到块状料；
S4，冶炼：
将颗粒料或块状料投入矿热炉中，投入铸锭，再投入造渣剂，升温至1000℃～1200℃冶炼0.5h～1h，升温至1350℃～1450℃冶炼1.5h～2h，升温至1600℃～1700℃冶炼5h～6h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；
S4，浇铸：
将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金；所述高碳铬铁合金中，Cr＞52%，6%＜C＜7%，Ti＜0.01%，V＜0.02%，Si＜0.1%，质量含量。
2.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S1中，所述赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm；所述人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；所述延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm；所述羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下；所述煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。
3.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S1中，所述人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。
4.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S2中，所述碎石体的粒径大小范围为5mm～30mm；所述物料A的粒度范围为0.1mm～2mm。
5.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S2中，所述铸锭的直径大小为10mm～30mm。
6.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S3中，所述水的加入量不超过复合料D质量的15%。
7.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S3中，所述颗粒料的粒径大小为5mm～15mm；所述块状料的直径大小为15mm～30mm。
8.根据权利要求1所述的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，其特征在于，S4中，所述造渣剂为青石；或者所述造渣剂为青石和冶炼炉渣的混合物，所述青石和冶炼炉渣的混合质量比为，青石:冶炼炉渣=100:（20～30）。 说明书 : 一种高碳铬铁合金的冶炼方法技术领域[0001] 本发明属于合金冶炼技术领域，具体涉及一种高碳铬铁合金的冶炼方法。背景技术[0002] 高碳铬铁合金是一种常用的不锈钢材料，针对不同用途的不锈钢，使用性能要求不同，从而对高碳铬铁合金的成分、含量和结构特性的要求也不同。[0003] 高碳铬铁合金的成分、含量及金属氧化物还原程度直接影响着不锈钢产品的结构特性和使用性能。例如，高碳铬铁合金制备滚珠轴承钢使用，想要达到较好的使用性能，就需要尽量降低杂质含量，如Ti、V、Si等成分都会影响生产工艺难度和合金结构，影响产品硬脆性、矫顽力等，缩短合金使用寿命。尤其是特种轴承钢，对高碳铬铁合金中钛、硅的含量要求更为苛刻，Ti含量需小于0.03%、V含量需小于0.05%、Si含量需小于0.3%，且高碳铬铁合金中的碳还原能力要高，才能制备出高纯度的高碳铬铁合金。[0004] 而高碳铬铁合金的成分及含量主要是受到原料和辅料的质量影响，目前大部分矿原材料和辅料中含有杂质元素的含量较高，不可避免的引入各种高含量杂质。因此，想要降低高碳铬铁合金杂质含量，还需从冶炼方法和参数控制方面改进；另外，碳、硅石等还原剂对金属氧化物的还原性，也影响合金结构，也决定了合金的使用性能。发明内容[0005] 针对现有高碳铬铁合金存在的有害杂质含量高以及还原剂的还原性都影响合金结构，使目前的高碳铬铁合金的使用性能达不到较高的要求。本发明提供一种高碳铬铁合金的冶炼方法，将铬矿石进行分级热处理，能够有效去除铬矿石中的SiO2、V2O5、TiO2成分以及其它低温热熔成分和2500℃以上的不熔成分，纯化铬矿石得到高纯度的氧化铬，以及得到高纯度的增碳还原铁水成分；将高纯度的氧化铬和赤铁矿粉进行混合，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合，之后复混，挤压造粒或压块，能够在熔炼颗粒料或块状料中提前加入各种碳元素，各成分分布更加均匀，在熔炼时，碳元素的还原性更好，能够在一定程度上降低合金中碳含量，提高锻造性能；复配造粒或压块，还能够相对减少碳原料的使用量；制备的高碳铬铁合金中Ti＜0.01%，V＜0.02%，Si＜0.1%，大幅降低有害杂质的含量，6%＜C＜7%，能够保持良好的锻造性能，有效达到特种轴承钢的使用要求。其具体技术方案如下：[0006] 一种高碳铬铁合金的冶炼方法，冶炼方法包括如下步骤：[0007] S1，原料准备：[0008] 按质量份数备料，铬矿石400份～500份、赤铁矿粉20份～60份、人造石墨粉30份～50份、延迟石油焦粉40份～60份、羧甲基壳聚糖10份～20份、煅后石油焦粉3份～5份；[0009] S2，原料处理：[0010] 将铬矿石粉碎成碎石体，投入炉中，炉最高温1420℃～1500℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1600℃～1800℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至1980℃～2150℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2300℃～2500℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；[0011] S3，混合制块：[0012] 将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入水拌合挤压造粒，干燥，得到颗粒料；或者向复合料D中加入水拌合压块，干燥，得到块状料；[0013] S4，冶炼：[0014] 将颗粒料或块状料投入矿热炉中，再投入造渣剂，升温至1000℃～1200℃冶炼0.5h～1h，升温至1350℃～1450℃冶炼1.5h～2h，升温至1600℃～1700℃冶炼5h～6h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；[0015] S4，浇铸：[0016] 将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金；所述高碳铬铁合金中，Cr＞52%，6%＜C＜7%，Ti＜0.01%，V＜0.02%，Si＜0.1%，质量含量。[0017] 上述冶炼方法的S1中，所述铬矿石为铬铁矿，质量含量为，38%～43%Cr2O3、15%～27%Fe2O3、10%～20%MgO、7%～12%Al2O3、7%～10%SiO2、0.2%～0.5%V2O5、0.2%～0.6%TiO2，余量为不可避免的杂质。[0018] 上述冶炼方法的S1中，所述赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm。[0019] 上述冶炼方法的S1中，所述人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；所述人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。[0020] 上述冶炼方法的S1中，所述延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm。[0021] 上述冶炼方法的S1中，所述羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下。[0022] 上述冶炼方法的S1中，所述煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。[0023] 上述冶炼方法的S2中，所述碎石体的粒径大小范围为5mm～30mm；所述物料A的粒度范围为0.1mm～2mm。[0024] 上述冶炼方法的S2中，所述铸锭的直径大小为10mm～30mm。[0025] 上述冶炼方法的S3中，所述水的加入量不超过复合料D质量的15%。[0026] 上述冶炼方法的S3中，所述颗粒料的粒径大小为5mm～15mm；所述块状料的直径大小为15mm～30mm。[0027] 上述冶炼方法的S4中，所述矿热炉中还投入S2中得到的铸锭；所述铸锭在造渣剂之前投入。[0028] 上述冶炼方法的S4中，所述造渣剂为青石；或者所述造渣剂为青石和冶炼炉渣的混合物。[0029] 所述青石和冶炼炉渣的混合质量比为，青石:冶炼炉渣=100:（20～30）。[0030] 上述冶炼方法的S2中，炉为高炉或竖炉。[0031] 本发明的一种高碳铬铁合金的冶炼方法，与现有技术相比，有益效果为：[0032] 一、本发明方法将铬矿石粉碎成碎石体，进行分级热处理，能够有效去除铬矿石中的SiO2、V2O5、TiO2成分以及其它低温热熔成分和2500℃以上的不熔成分，纯化铬矿石得到高纯度的氧化铬，即物料A；以及得到高纯度的增碳还原铁水成分有助于后续的冶炼，降低合金杂质。[0033] 二、本发明方法将高纯度的氧化铬和赤铁矿粉进行混合，赤铁矿粉用于调节铬铁含量，但不会引入过多杂质；将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合，之后复混，挤压造粒或压块，能够在熔炼颗粒料或块状料中提前加入各种碳元素，各碳源成分分布更加均匀，在熔炼时，碳元素的还原性更好，能够在一定程度上降低合金中碳含量，提高锻造性能。另外，复配造粒或压块，能够相对减少碳源的使用量。[0034] 三、本发明方法采用的碳源种类丰富，包括人造石墨粉、延迟石油焦粉、羧甲基壳聚糖和煅后石油焦粉，各种碳源的性质不同，人造石墨粉在1600℃以上的高温条件下的还原性更好，延迟石油焦粉自身具有一定粘性，配合羧甲基壳聚糖和水使用，具有良好的粘结性，降低水用量，能够很好的进行造粒和压块，保持较好的硬度，不会轻易松散；且羧甲基壳聚糖在高温环境下碳化，能够促进氧化物的还原；延迟石油焦粉在1000℃～1200℃条件下进一步碳化，在1350℃～1450℃下对氧化物的还原性较好，能够快速将Cr2O3还原成Cr7C3；各碳源复配使用，且融合于矿物颗粒和块料中，还原能力更好，还原更加彻底均匀，在1600℃～1700℃冶炼5h～6h即能够达到良好的还原效果，大幅节省1600℃～1700℃冶炼时间，降低能耗。[0035] 四、本发明方法制备的合金中Ti＜0.01%，V＜0.02%，Si＜0.1%，大幅降低有害杂质的含量，在1600℃～1700℃熔炼，能够达到更好的还原性，使合金中C＜7%，能够保持良好的锻造性能，有效达到特种轴承钢的使用要求。具体实施方式[0036] 下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例：[0037] 实施例1：一种高碳铬铁合金的冶炼方法，冶炼方法包括如下步骤：[0038] S1，原料准备：[0039] 按质量份数备料，铬矿石450份、赤铁矿粉50份、人造石墨粉40份、延迟石油焦粉50份、羧甲基壳聚糖15份、煅后石油焦粉4份；[0040] 其中，铬矿石为铬铁矿，质量含量为，40.2%Cr2O3、22.8%Fe2O3、14.3%MgO、9.4%Al2O3、9.6%SiO2、0.4%V2O5、0.5%TiO2，余量为不可避免的杂质。赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm。人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm。羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下。煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。[0041] S2，原料处理：[0042] 将铬矿石粉碎成粒径大小范围为5mm～30mm的碎石体，投入高炉中，炉最高温1450℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1700℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成直径大小为10mm～30mm的铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至2100℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2400℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎分级粒度范围为0.1mm～2mm，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；[0043] S3，混合制块：[0044] 将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入13%质量的水拌合挤压造粒，干燥，得到粒径大小为5mm～15mm的颗粒料；[0045] S4，冶炼：[0046] 将颗粒料投入矿热炉中，投入铸锭，再投入青石造渣剂，升温至1100℃冶炼0.5h，升温至1400℃冶炼1.5h，升温至1650℃冶炼5h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；[0047] S4，浇铸：[0048] 将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金。本实施例制备的高碳铬铁合金的成分含量检测，如表1所示。[0049] 实施例2：一种高碳铬铁合金的冶炼方法，冶炼方法包括如下步骤：[0050] S1，原料准备：[0051] 按质量份数备料，铬矿石500份、赤铁矿粉60份、人造石墨粉50份、延迟石油焦粉60份、羧甲基壳聚糖20份、煅后石油焦粉5份；[0052] 其中，铬矿石为铬铁矿，质量含量为，39.8%Cr2O3、21.6%Fe2O3、17.4%MgO、10.5%Al2O3、7.6%SiO2、0.3%V2O5、0.5%TiO2，余量为不可避免的杂质。赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm。人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm。羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下。煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。[0053] S2，原料处理：[0054] 将铬矿石粉碎成粒径大小范围为5mm～30mm的碎石体，投入高炉中，炉最高温1500℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1800℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成直径大小为10mm～30mm的铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至2150℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2500℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎分级粒度范围为0.1mm～2mm，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；[0055] S3，混合制块：[0056] 将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入不超过12%质量的水拌合挤压造粒，干燥，得到粒径大小为5mm～15mm的颗粒料；[0057] S4，冶炼：[0058] 将颗粒料投入矿热炉中，投入铸锭，再投入造渣剂，升温至1200℃冶炼1h，升温至1450℃冶炼2h，升温至1700℃冶炼6h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；[0059] 其中，造渣剂为青石和冶炼炉渣的混合物，混合质量比为，青石:冶炼炉渣=100:25。[0060] S4，浇铸：[0061] 将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金。本实施例制备的高碳铬铁合金的成分含量检测，如表1所示。[0062] 实施例3：一种高碳铬铁合金的冶炼方法，冶炼方法包括如下步骤：[0063] S1，原料准备：[0064] 按质量份数备料，铬矿石490份、赤铁矿粉20份、人造石墨粉45份、延迟石油焦粉55份、羧甲基壳聚糖15份、煅后石油焦粉4份；[0065] 其中，铬矿石为铬铁矿，质量含量为，38.0%Cr2O3、27.0%Fe2O3、10.0%MgO、12.0%Al2O3、7.0%SiO2、0.5%V2O5、0.6%TiO2，余量为不可避免的杂质。赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm。人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm。羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下。煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。[0066] S2，原料处理：[0067] 将铬矿石粉碎成粒径大小范围为5mm～30mm的碎石体，投入高炉中，炉最高温1460℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1650℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成直径大小为10mm～30mm的铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至2000℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2350℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎分级粒度范围为0.1mm～2mm，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；[0068] S3，混合制块：[0069] 将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入15%质量的水拌合挤压造粒，干燥，得到粒径大小为5mm～15mm的颗粒料；[0070] S4，冶炼：[0071] 将颗粒料投入矿热炉中，投入铸锭，再投入造渣剂，升温至1050℃冶炼1h，升温至1380℃冶炼1.5h，升温至1600℃冶炼6h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；[0072] 其中，造渣剂为青石和冶炼炉渣的混合物，混合质量比为，青石:冶炼炉渣=100:20。[0073] S4，浇铸：[0074] 将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金。本实施例制备的高碳铬铁合金的成分含量检测，如表1所示。[0075] 实施例4：一种高碳铬铁合金的冶炼方法，冶炼方法包括如下步骤：[0076] S1，原料准备：[0077] 按质量份数备料，铬矿石400份、赤铁矿粉40份、人造石墨粉30份、延迟石油焦粉10份、羧甲基壳聚糖12份、煅后石油焦粉3份；[0078] 其中，铬矿石为铬铁矿，质量含量为，43.0%Cr2O3、15.0%Fe2O3、20.0%MgO、7.0%Al2O3、10.0%SiO2、0.2%V2O5、0.2%TiO2，余量为不可避免的杂质。赤铁矿粉的粒度范围为0.1mm～2mm。人造石墨粉的粒度范围为50μm～800μm；人造石墨粉为废弃炼钢石墨电极在去皮之后粉碎的粉体。延迟石油焦粉的粒度范围为5μm～500μm。羧甲基壳聚糖的粒度范围为500μm以下。煅后石油焦粉的粒度范围为50μm～800μm。[0079] S2，原料处理：[0080] 将铬矿石粉碎成粒径大小范围为5mm～30mm的碎石体，投入竖炉中，炉最高温1420℃，产生炉水Ⅰ流出，收集炉水Ⅰ，作为副产物；产生炉渣Ⅰ继续投入炉中，炉最高温升至1600℃，产生炉水Ⅱ流出，收集炉水Ⅱ，向炉水Ⅱ中加入煅后石油焦粉，得到增碳炉水Ⅱ，增碳炉水Ⅱ浇铸冷却成直径大小为10mm～30mm的铸锭，备用；产生炉渣Ⅱ继续投入炉中，炉最高温升至1980℃，产生炉水Ⅲ流出，收集炉水Ⅲ，作为副产物；产生炉渣Ⅲ继续投入炉中，炉最高温升至2300℃，产生炉水Ⅳ流出，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎分级粒度范围为0.1mm～2mm，得到物料A，备用；产生炉渣Ⅳ，作为副产物；[0081] S3，混合制块：[0082] 将物料A和赤铁矿粉进行混合均匀，得到混合料B，将人造石墨粉、延迟石油焦粉和羧甲基壳聚糖进行混合均匀，得到混合料C；将混合料B和混合料C进行混合均匀，得到复合料D，向复合料D中加入10%质量的水拌合压块，干燥，得到直径大小为15mm～30mm的块状料；[0083] S4，冶炼：[0084] 将块状料投入矿热炉中，投入铸锭，再投入造渣剂，升温至1000℃冶炼0.5h，升温至1350℃冶炼1.5h，升温至1600℃冶炼5h，得到高碳铬铁合金炉水；产生的冶炼炉渣，作为副产物；[0085] 其中，造渣剂为青石和冶炼炉渣的混合物，混合质量比为，青石:冶炼炉渣=100:30。[0086] S4，浇铸：[0087] 将高碳铬铁合金炉水进行浇铸，后处理，得到高碳铬铁合金。本实施例制备的高碳铬铁合金的成分含量检测，如表1所示。[0088] 制备对比例1：[0089] 铬矿石采用实施例1的铬矿石，铬矿石不进行S2处理，铬矿石进行粉碎分级粒度范围为0.1mm～2mm，然后混合制块；其它步骤和参数同实施例1。（铬矿石采用实施例1的铬矿石）[0090] 制备对比例2：[0091] 不进行S3混合制块。铬矿石采用实施例1的铬矿石，S2中，收集炉水Ⅳ，冷却，粉碎分级粒度范围为5mm～15mm，得到物料A；赤铁矿粉碎成5mm～15mm的颗粒料；按质量份数，铬矿石颗粒料450份、赤铁矿颗粒料50份、人造石墨粉40份、延迟石油焦粉50份、羧甲基壳聚糖15份、煅后石油焦粉4份，直接入炉冶炼；直接升温至1650℃冶炼6h；其它步骤和参数同实施例1。[0092] 制备对比例3：[0093] 铬矿石采用实施例1的铬矿石，铬矿石不进行S2处理，铬矿石和赤铁矿粉碎成5mm～15mm的颗粒料，按质量份数，铬矿石450份、赤铁矿粉50份和煅后石油焦粉109份，直接升温至1650℃冶炼6h；其它步骤和参数同实施例1。[0094] 上述实施例的铬矿石成分检测方法依据《铬矿石镁、铝、硅、钙、钛、钒、铬、锰、铁和镍含量的测定波长色散X射线荧光光谱法GB/T24231‑2009》进行检测。[0095] 将上述各实施例和对比例制备的高碳铬铁合金的成分含量检测，如表1所示。[0096] 表1高碳铬铁合金的成分含量检测结果[0097][0098] 由上述高碳铬铁合金的成分含量可知，实施例1至实施例4制备的高碳铬铁合金具有极低的Si、V、Ti含量，且碳对氧化物的还原程度高，碳含量较低，能够提高锻造性能。对比例1至对比例3制备的高碳铬铁合金，碳含量相对较高，对氧化物的还原程度相对较差，高碳含量在一定程度上会影响锻造性能。另外，对比例1和对比例3的高碳铬铁合金中，Si、V、Ti含量较高，达不到特种轴承钢的使用要求。说明对铬铁矿的原料处理能够有效降低有害杂质含量，采用复合造粒或压块技术也能在一定程度上减少产物的有害杂质；同时，用复合造粒或压块技术能够提高碳元素在合金成分中的熔炼分布，对氧化物成分的还原性更好，合金成分更加均匀，碳含量较低，有助于提高锻造性能。

专利地区：辽宁

专利申请日期：2024-08-14

专利公开日期：2024-10-22

专利公告号：CN118621165B