用铝或硅作还原剂进行金属氧化物的还原。由于反应激烈、集中,释放出大量热能,产生高温,在一定条件下还原反应可自动进行,使金属和炉渣全部熔化,炼得铁合金产品。
铝热法 用铝作还原剂,反应一般都能自动进行,用不加热的反应器冶炼,所以又称炉外法。常用于钛铁、钼铁、高钒铁、硼铁和金属铬等的生产。铝热法冶炼设备是简单的铁制圆筒形熔炼反应器,由两个半筒或几部分组成。便于拆卸更换。反应器(也称炉筒)可安放在预先做好的砂窝上,或放在可移动的、铺有耐火材料的小车上。反应器和砂窝都要预先干燥,以防爆炸。冶炼设备要有排烟装置。铝热法的冶炼操作有两种方式:①上部点火,如用于冶炼钼铁。②下部点火,如用于冶炼钒铁。
铁合金的生产方法很多,其中大部分铁合金产品是采用火法冶金生产的。根据使用的冶炼设备、操作方法和热量来源,主要分为以下几种:
按生产设备分类
根据生产设备可分为高炉法、电炉法、炉外法、转炉法及真空电阻炉法。
(1)电炉法。电炉法是生产铁合金的主要方法,其产量约占全部铁合金产量的80%。
(2)高炉法。高炉法所使用的主体设备为高炉。高炉法是早采用的铁合金生产方法。高炉法生产铁合金,具有劳动生产率高、成本低等优点。但鉴于高炉炉缸温度的局限性,以及高炉冶炼条件下金属被碳充分饱和,因此高炉法一般只用于生产易还原元素铁合金和低品位铁合金。
(3)炉外法(金属热法)。炉外法是用硅、铝或铝镁合金作还原剂,依靠还原反应产生的化学热进行冶炼,所使用的主体设备为筒式熔炉。使用的原料有精矿、还原剂、熔剂、发热剂以及钢屑、铁矿石等。
(4)氧气转炉法。氧气转炉法使用的主体设备为转炉,按其供氧方式,有顶、底、侧吹和顶底复合吹炼法。使用的原料是液态高碳铁合金、纯氧、冷却剂及造渣材料等,将液态高碳铁合金兑入转炉,高压氧气经氧枪通入炉内吹炼,依靠氧化反应放出的热量脱碳,生产间歇进行。
(5)真空电阻炉法。生产含碳量极低的微碳铬铁、氮化铬铁、氮化锰铁等产品时采用真空电阻炉法,其主体设备为真空电阻炉。
铁合金厂冶炼过程产生的大量硅微粉烟尘,可以作为耐火材料和窑具材料的结合剂,活性剂和矿化剂,可促进耐火材料固相反应和烧结,有利于晶型的转变,提高耐火材料的高温性能.硅微粉在高于或等于1100℃不析晶.1200和1300℃析晶规律是:首先α-石英转变为α-方石英,然后转变为α-鳞石英.在1400~1450℃首先析出卡片号为290085的石英变体,然后转变为α-方石英.
另一个可能的解决办法是,以连续清扫热交换器表面为先决条件,直接燃烧未净化的炉气.然后就可以使用传统的袋式除尘器去净化燃烧后的气体.这种试验正在 Bremanger.Smelteverk 工厂的一台安装锅炉的8000KW 封闭硅铁试验炉上进行.假若实验结果令人满意的话,就可以建造更大的封闭硅铁电炉,这将成为一种引人注目的可供选择的能量回收办法.