[发明专利]一种铬铁合金的制备方法及应用于该方法中的坩埚

说明书

本发明涉及一种铬铁合金的制备方法及应用于该方法中的坩埚，为了实现微波加热冶炼铬铁，同时解决微波加热冶炼铬铁的方法中对坩埚要求较高的技术问题，包括以下步骤：1)配料：炉料包括铬铁矿粉、还原剂、辅料；所述炉料的重量百分比各为：铬铁矿粉为65‑70％，还原剂为15‑20％，辅料为13‑18％；2)制球：将炉料的各个料粉按照配比混合均匀，加水，压制成球，烘干；3)将料球平铺在坩埚上，厚度不超过150mm，然后将坩埚装入微波炉中加热；4)取出加热后的炉料，经过水冷、颚破、重选分离，得到铬铁合金粒。本发明还原的高碳铬铁Cr含量为55‑60％，Cr回收率85‑92％，与传统矿热炉产品指标相当，而且降低了电耗与粉尘污染，经济的解决了微波冶金炉料脱模问题。

技术领域

本发明涉及一种生产高碳铬铁的工艺，尤其是指用微波还原铬铁矿得到高碳铬铁的方法及该方法中所用到的坩埚。

技术背景

高碳铬铁合金主要作为炼钢添加料，用来生产不锈钢、工具钢、弹簧钢、滚珠轴承钢、耐酸钢、耐热钢等各种特殊钢，提高钢材的抗高温、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、高强度的性能。目前铬铁合金主要采用矿热炉生产，属于高能耗、高污染行业。随着国家环保要求不断升级，以及越来越严格的碳排放配额制度下，矿热炉冶炼铬铁工艺将逐步退出市场，低能耗、低污染、低成本的冶金工艺是未来发展的方向。

微波冶金被称为绿色冶金，是近年来发展起来的一种冶炼新技术，具有加热均匀、加热速度快、节能效果好和污染少等特点。近年来，尽管微波高温加热领域的研究越来越受到关注，在微波高温加热分解和微波烧结陶瓷材料等方面实现了一定程度的产业化应用，并显示了良好的经济性，但由于微波冶炼矿产资源反应机理和高温微波冶金反应器研究的滞后，尤其是微波冶金对还原温度较高的铬铁所需耐火材料坩埚质量要求较高，同时冶炼完成后炉料与坩埚的难以脱离，导致采用微波加热的方式生产铬铁合金难以实现工业化。

发明内容

为了解决现有的微波加热冶炼铬铁的方法中对坩埚要求较高、以及冶炼完成后炉料与坩埚的难以脱离的技术问题，本发明的目的之一为提供一种利用微波还原铬铁矿制备铬铁的方法，本发明的另一个目的为提供一种冶炼后能够方便脱模的坩埚。本发明的微波还原铬铁矿的工艺，节能降耗、碳排放较低的，坩埚在冶炼后脱模方便。

本发明的技术解决方案为：

一种铬铁合金的制备方法，其不同之处在于包括以下步骤：

1)配料：

炉料包括铬铁矿粉、还原剂、辅料；所述炉料的重量百分比各为：铬铁矿粉为65-70％，还原剂为15-20％，辅料为13-18％；所述还原剂为兰炭，辅料为硅石；

2)制球：将炉料的各个料粉按照配比混合均匀，加水，压制成球，烘干；

3)将料球平铺在坩埚上，厚度不超过150mm，然后将坩埚装入微波炉中，采用20KW微波加热120-150min，加热温度1500-1550℃；

4)取出加热后的料球，经过水冷、颚破、重选分离，得到高碳铬铁合金粒。

进一步的，步骤2)中所述料球直径为30-50mm。

进一步的，为了方便脱模，步骤3)中所用的坩埚结构为：坩埚包括坩埚本体、涂布在坩埚本体上的石英砂层和石墨粉层，所述石英砂层涂布在坩埚本体上，所述石墨封层涂布在石英砂层上。

进一步的，所述石英砂层厚为50mm，石墨粉层为10mm，石英砂层所用的石英砂颗粒直径为0.5-2mm。

进一步的，所述坩埚本体采用硅质耐火砖砌成。

一种的坩埚，包括坩埚本体、涂布在坩埚本体上的石英砂层和石墨粉层，所述石英砂层涂布在坩埚本体上，所述石墨封层涂布在石英砂层上。