专利名称：一种炉外法冶炼高纯金属铬的方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯金属铬的方法，特别涉及一种炉外法冶炼高纯金属铬的方法。
背景技术：
金属铬具有质硬、耐磨、耐高温、抗腐蚀等特性，被广泛应用于冶金工业、耐火材料和化学工业中，高纯金属铬还用于航空、航天、电器及仪表等工业部门。目前，金属铬普遍采用炉外法冶炼，它具有设备简单、占地面积小、生产灵活、产品纯度高等特点。炉外法冶炼金属铬无脱氧措施，氧大多数是以化合物的形式(A1203、Cr2O3)存在于金属铬中，产品中的氧含量为O. 20% O. 50%，不能满足航空级高纯金属铬的要求， 需要将金属铬磨细配入石墨粉后压块，然后在真空烧结炉中脱氧或采用真空还原炉通入氢气脱氧，使氧含量降到O. 08%以下。这两种脱氧方法都需将金属铬磨细配入石墨进行二次脱氧处理，操作繁琐，生产成本高且浪费能源的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、生产成本低、节约能源的炉外法冶炼高纯金属铬的方法。本发明的技术解决方案是
一种炉外法冶炼高纯金属铬的方法，其具体步骤是
将三氧化二铬粉料、铝粉和氯酸钠混合，得混合料，所述三氧化二铬与铝粉、氯酸钠的质量比分别为100:30 100:40、100:5 100:10 ;将混合料按照前期料和后期料分两批投料，采用炉外法进行冶炼，所述前期料与后期料的质量比为2:1 2. 5:1，将前期料投入冶炼炉中，点火，在2200°C 2500°C下，冶炼IOmin 15min，倒渣；将后期料和钙含量为95% 98%的钙质脱氧剂加入冶炼炉中，所述钙质脱氧剂为压制成型的金属钙饼、包覆钙饼或铝钙合金块，其中钙质脱氧剂加入量为金属铬中含氧理论计算量的20% 70%，在2200°C 2500°C下，冶炼5min lOmin，倒渣，得低氧高纯金属铬。所述包覆钙饼是用铝或铬包覆在钙饼表层。在高温熔融的条件下，向金属铬中加入钙质脱氧剂，金属钙气化并发生如下反应
Ca (g)+ [O] — CaO Cs)
2Ca (g) + Al2O3 (I) — 2[Al] + 3CaO (s)
2[Al] + Cr2O3 (I) —2[Cr] + Al2O3 (s)
2CaO (s) + Al2O3 (s) — 2CaO · Al2O3 (s)
本发明的有益效果是
I、操作过程简单，生产成本低，脱氧过程与冶炼金属铬同时进行，无需额外提供能源，节能环保。
2、在生产高纯金属铬的体系中CaO与A1203、SiO2, Cr2O3可以生成低熔点的复合氧化物，有利于脱除熔融液相金属铬中的化合氧。3、金属钙气化过程有助于传质，生成的CaO · Al2O3 Cs)上浮到金属液上部的熔渣中，不引入其它杂质，并降低了金属铬中的氧含量，使氧含量降低到O. 01% O. 03%，提高了金属络的品质。
具体实施例方式实施例I
将5t三氧化二铬粉料、I. 5t铝粉及O. 25t氯酸钠充分混合得混合料，将混合料按照前期料4. 5t和后期料2. 25t分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将O. 3t前期料投入冶炼炉中，用镁屑点火，当炉温达到2400°C时，通过皮带给料将剩余前期料(4. 2t混合料)连续给料，冶炼lOmin，倒渣进行浇铸锭模炉衬，锭模炉衬浇铸后，继续通过皮带给料机将2. 25t后期料加入冶炼炉中，同时迅速将2. 91kg钙含量为98%的金属钙饼投入冶炼炉中，在2400°C 下，冶炼5min，倒渣，金属铬液倒入炉渣浇铸炉衬的锭模内进行铸锭，得低氧高纯金属铬锭
2.85t，经检测，产品的主要化学成分如表I所示。实施例2
将3t三氧化二铬粉料、I. 2t铝粉及O. 3t氯酸钠充分混合得混合料，将混合料按照前期料3. 2t和后期料I. 3t分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将O. 2t前期料投入冶炼炉中，用镁屑点火，当炉温达到2300°C时，通过皮带给料将剩余前期料(3t混合料)连续给料，冶炼15min，倒渣进行浇铸锭模炉衬，锭模炉衬浇铸后，继续通过皮带给料机将I. 3t后期料加入冶炼炉中，同时迅速将15. 27kg钙含量为95%的金属钙饼投入冶炼炉中，在2300°C下，冶炼IOmin,倒渣，金属铬液倒入炉渣浇铸炉衬的锭模内进行铸锭，得低氧高纯金属铬锭I. 71t，经检测，产品的主要化学成分如表I所示。实施例3
将4t三氧化二铬粉料、I. 3t铝粉及O. 25t氯酸钠充分混合得混合料，将混合料按照前期料3. St和后期料I. 75t分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将O. 3t前期料投入冶炼炉中，用镁屑点火，当炉温达到2500°C时，通过皮带给料将剩余前期料(3. 5t混合料)连续给料，冶炼llmin，倒渣进行浇铸锭模炉衬，锭模炉衬浇铸后，继续通过皮带给料机将I. 75t后期料加入冶炼炉中，同时迅速将4. 59kg钙含量为96%的包覆钙饼(在钙饼外包覆铝)投入冶炼炉中，在2500°C下，冶炼6min，倒渣，金属铬液倒入炉渣浇铸炉衬的锭模内进行铸锭，得低氧高纯金属铬锭2. 35t，经检测，产品的主要化学成分如表I所示。实施例4
将6t三氧化二铬粉料、2. 2t铝粉及O. 5t氯酸钠充分混合得混合料，将混合料按照前期料6t和后期料2. 7t分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将O. 3t前期料投入冶炼炉中，用镁屑点火，当炉温达到2200°C时，通过皮带给料将剩余前期料(5. 7t混合料)连续给料，冶炼13min，倒渣进行浇铸锭模炉衬，锭模炉衬浇铸后，继续通过皮带给料机将2. 7t后期料加入冶炼炉中，同时迅速将4. 59kg钙含量为96%的铝钙合金块投入冶炼炉中，在2200 V，冶炼8min,倒渣，金属铬液倒入炉渣浇铸炉衬的锭模内进行铸锭，得低氧高纯金属铬锭3. 53t，经检测，产品的主要化学成分如表I所示。
实施例5
用在钙饼外包覆铬的包覆钙饼代替在钙饼外包覆铝，其它同实施例3。表I
权利要求
1.一种炉外法冶炼高纯金属铬的方法，其特征是，具体步骤如下 将三氧化二铬粉料、铝粉和氯酸钠混合，得混合料，所述三氧化二铬与铝粉、氯酸钠的质量比分别为100:30 100:40、100:5 100:10 ;将混合料按照前期料和后期料分两批投料，采用炉外法进行冶炼，所述前期料与后期料的质量比为2:1 2. 5:1，将前期料投入冶炼炉中，点火，在2200°C 2500°C下，冶炼IOmin 15min，倒渣；将后期料和钙含量为95% 98%的钙质脱氧剂加入冶炼炉中，所述钙质脱氧剂为压制成型的金属钙饼、包覆钙饼或铝钙合金块，其中钙质脱氧剂加入量为金属铬中含氧理论计算量的20% 70%，在2200°C 2500°C下，冶炼5min lOmin，倒渣，得低氧高纯金属铬。
2.根据权利要求I所述的炉外法冶炼高纯金属铬的方法，其特征是，所述包覆钙饼是用铝或铬包覆在钙饼表层。
全文摘要
一种炉外法冶炼高纯金属铬的方法，将三氧化二铬粉料、铝粉和氯酸钠混合，得混合料，将混合料按照前期料和后期料分两批投料，采用炉外法进行冶炼，将前期料投入冶炼炉中，冶炼，倒渣；将后期料和钙质脱氧剂加入冶炼炉中，冶炼，倒渣，得低氧高纯金属铬。其优点操作过程简单，生产成本低，脱氧过程与冶炼金属铬同时进行，无需额外提供能源，节能环保；CaO与Al2O3、SiO2、Cr2O3可以生成低熔点的复合氧化物，有利于脱除熔融液相金属铬中的化合氧；金属钙气化过程有助于传质，生成的CaO·Al2O3(s)上浮到金属液上部的熔渣中，不引入其它杂质，并使氧含量降低到0.01%～0.03%，提高了金属铬的品质。
文档编号C22B34/32GK102899511SQ20121042667
公开日2013年1月30日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者齐牧, 崔传海, 刘长河 申请人:中信锦州金属股份有限公司