补充资料：铁合金真空冶炼车间设计

铁合金真空冶炼车间设计
engineering design of ferroalloy plant by vacuum method

　　t ieheiin zhenkong yeiian ehejian sheji铁合金真空冶炼车间设计(engineering de-sign of ferroalloy plant by vaeuum method) 采用真空固态脱碳冶炼工艺生产铁合金的车间设计。主要生产品种为微碳铬铁，还可用来生产氮化铬铁、氮化锰铁这种微碳铬铁尽管含碳很低，但也存在着密度小、夹杂多等的不足，如用户不要求产品含碳很低时，不宜多采用。车间设计内容包括产品方案与设计规模、工艺流程与主体设备、车间组成与布置、主要技术经济指标等。 简史20世纪40年代，美国开始研究将真空技术用于铁合金生产。于1953年，在美国俄亥俄州的马里塔(Marietta)厂建成真空电阻炉大型车间，采用真空固态脱碳法，生产纯净铬铁(Simplex一Ferroehrom)即真空微碳铬铁。50年代末，中国开始进行真空微碳铬铁的试验研究，60年代建造了小型试验装置，并进入半工业性试验，70年代建成大型工业性试验车间，1977年投人工业生产。 产品方案与设计规模真空冶炼工艺可生产真空微碳铬铁，也可生产氮化铬铁、氮化锰铁。 真空微碳铬铁的主要化学成分是Cr65.o%一67.0%、CO.01%一0.03%、51(1.0%~2.0%、P<，0.025%~o，035%、S<0.03%~0.04%、非金属夹杂物<2.。%~4.0%。又称超微碳铬铁。 氮化铬铁的主要化学成分为Cr)60.0%、N)5 .0%、C<0.03%一0.10%、51<2.5%、P<0.03%、S<0.04%。对于固态渗氮后重熔的产品，其化学成分有变化:N)3.0%(不包括吸附氮量);Si<1.5%。 车间设计规模应依据产品市场需求情况而定，中国现有工业生产车间年产真空微碳铬铁为200。一2500t。 工艺流程与主体设备真空固态脱碳法是以还原电炉车间生产的高碳铬铁为原料，将破碎磨细的高碳铬铁粉分为两部分，一部分经氧化焙烧成为载氧体(也可采用其他氧化物，如5102、C介03、FeO等作为载氧体)，然后将另一部分未焙烧的高碳铬铁粉按控制物料中的氧碳比，配人一定比例的焙烧后的载氧高碳铬铁粉，再加入适量的粘结剂，混合均匀压成圆柱体或砖块状体(又称料块)，装在料盘上，送入真空电阻炉，通电抽真空，进行固态脱碳反应，获得真空微碳铬铁。如果在真空冶炼后期充入氮气，可获得固态渗氮的氮化铬铁。必要时也可经重熔处理，以除去非金属夹杂物。其生产工艺流程见图1。 铁合金真空冶炼车间的主体设备为真空电阻炉，其整套设备包括炉体及其附属设备(电炉变压器、真空抽气设备，当需要生产氮化铬铁时还有充氮装置)等。其炉体外形为一个横卧的圆筒，炉壳用双层钢板焊制，中间通水冷却，炉衬用高铝砖砌筑，炉内横向装有多支水平放置的石墨棒作为加热元件，两端用水冷夹头通过导电铜管，铜排与多级有载调压变压器相连接，电流流经石墨棒产生电阻热，通过辐射对料块加热。70年代中国建造的最大的真空电阻炉容量为6000kv·A，炉体长15m，直径为3.6m。真空电阻炉的剖面如图2所示。 来自还原电炉 ! 高碳铬铁 离 高碳铬铁粉 箭编丁其~物 一毛勺l____」 犷 真空微碳铬铁氮化铬铁 告二二二二二二二二二二二二二二之二二二二二二二二二二二 图l真空固态脱碳及渗氮工艺流程图叠 图2真空电阻炉剖面图 1一底座;2一炉壳;3一炉衬;4一料盘;5一石墨电极; 6一导电装置;7一真空抽气孔 车间组成与布置生产车间一般由原料制备及真空冶炼两部分组成。通常布置在相互毗邻的双跨单层厂房内。(l)原料制备间设有高碳铬铁的破碎机、球磨机、氧化焙烧回转窑、配料设备和混料设备等。生产过程中粉尘多、噪声大，应有消烟除尘设施。(2)真空冶炼间设有料块压型设备、干燥设备以及真空电阻炉等，属于高温车间。为充分发挥电护变压器的生产潜力，往往一套供电设备设两个护体，以便交替生产，提高生产能力。 为防止生产中两跨间互相干扰，…应设墙分隔。电阻炉供电设施及真空泵房可设于偏跨或端头。 主要技术经济指标中国6000kv，A真空电阻炉冶炼微碳铬铁主要技术经济指标为: 产品品种含碳。.01% ~0·03% 的真空微碳铬铁 设计规模八·a一1 2000~2500 铬的回收率/%、92 真空电阻炉生产周期/h80~90 其中供电冶炼时间/h40 冶炼真空度/Pa 13~66 冶炼最高炉温/℃1300~1峨50 冶炼电耗/kw·h·t一‘3500~4500 单位产品高碳铬铁的消耗/t·t一、1.1一1.2 (万惠春张启杆)
　　

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