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硅铁冶炼工艺——冶炼硅铁如何加料?

刘贝贝    2020-04-10 11:02:50    1412次浏览

冶炼硅铁如何加料?

硅铁冶炼的基本反应,是利用焦碳中的碳,将硅石中二氧化硅的硅还原出来的反应。要使这一反应顺利进行,必须有良好的炉况。正确的加料方法,是获得良好炉况、达到高产量低消耗的关键环节之一。因此,加料时应注意以下几点:

1.每批料必须混合均匀后加入炉内,不准偏加料。

大家知道,每批料的配比,是根据硅铁冶炼的化学反应原理和所用原料的成分,并结合实际情况计算出来的。所以,加入炉内的每批料的组成,必须符合批料的配比。均匀地混合炉料是保证炉内反应正常进行的重要操作条件。如果炉料未经均匀混合或任意选择性的加入炉内,这就是同常所说的偏加料,其结果是在炉内局部区域造成硅石过剩或焦碳过剩,这两种情况都不利于炉内反映顺利进行,而使炉况恶化。可见,炉料混合均匀是十分重要的。

2.炉料要连续地一小批一小批地加入炉内。这样不但易于控制料面的高度,而且可以使加入炉料的组成及其分布比较均匀。

3.必须适当地控制料面的高度。料面高度过高则电极上升,料面过低易塌料,两者都不能充分的利用热量,都会对炉况产生不利的影响。

料面高度控制适当,可使电极较深的插入炉料中,从而提高炉温和扩大坩埚,使炉料可得到充分的预热,促使炉内反应加快进行。

4.加料时要随时观察炉况,如料面透气性河电极动态等,必要时应采取相应的措施进行处理。

5. 应使炉料与电极成垂直方向加入,但要防止炉料碰撞电极。这种加料方法,可使料面成为低料面宽锥体的形状,不致引起电极波动。

小容量硅铁热炉,因其炉温度较低,熔炼速度较慢,应力求减小热量损失。加料时应注意如下几点:

1.勤加、薄盖。

2.随时注意刺火并在处理火后应及时加料。

3.在保持适当的锥体和料面的前提下,进行焖烧,直到出铁后将炉料捣下去,再重新加料焖烧。

现在,我国硅铁生产的加料方式,大多采用加料机加料。加料时应注意以下几点:

1.少加勤快为宜。不能一次加得过多,以便保持良好的料面透气性。

2.应先从锥体底部往电极根部逐渐地加入炉料,如图5所示。这样可以保持炉料的组成,分布比较均匀,不致使硅石块滚到锥体底部边缘。

3.摆动加料机流槽时,其方向与电极成垂直或平行,两种异向投料方式应当交替进行使用.防止加料机槽碰撞电极。

20.为什么不能偏加料?

炉况正常时同于某种原因,为使电极较深的插入炉料或为了稳定电极,要在电极周围加入较多的硅石;有时炉况不正常,在电极周围加入过多焦炭或过多硅石炉料,这就电偏加料。此种操作方法是错误的,危害极大。

1.加入过多的硅石炉料时,初期电极可能插得深,时间过长就会造成电极周围缺碳,坩埚缩小,电极容易上抬,料面透气性不好并有刺火现象,甚至给不足负荷,炉总值恶化,尤其是当出铁口相电极其出现这种情况,其后果更为严重,出铁操作不容易顺利进行。

2.加入焦炭过多时,电极易上升,同时其他的部位必有缺碳现象,料面会有烧结,透气性不好,不得炉况正常进行。

3.料在炉内分布不均匀,使化学反应不能充分进行,尤其偏加硅石过多,二氧化硅的还原速度大为减慢,钢屑较多的被容化,使合金中的含硅量较多,甚至可能产生废品。

21.为什么料面要保持一定的高度?

料面高度对充分利用热量,加速炉内化学反应的进行,有很大影响。

料面高度过高,电极与炉料的接解面积增加,通过的电流增大为保持额定电流,需要提升电极,因此,使电极插入炉料中的深度变浅,高温区上移,坩埚缩小,热量损失增多,化学反应速度减慢;炉底温度低,排渣情况不好,甚至引起炉底上涨,使炉况恶化。

料面的高度过高,炉料中的硅石滚到锥体底部边缘,其恶劣影响更为严重。

如料面过低,电极插入炉料较深。但由于料层薄,容易埸料,甚至产生露弧现象。料层薄,炉料不能充分预热,热量损失较大,不利于扩大坩埚区。

实践表明,平顶形料面较为合适,如图8所示,因料面具有合适的高度 ,锥体宽大并平缓,加入的炉料仍保持正确的组合,布料均匀,很少产生硅石入下滚的现象。所以,电极能比较深而稳的插入炉料中,利于提高炉温和扩大坩埚,炉内化学反应得以充分进行,料面透气性好,炉料预热较好,从而炉况正常。

料面的高度与冶炼品种,原料条件和电炉容量大小有关。

冶炼45硅铁时,炉料中铁屑数量较多,其导电性强,电极不易较深地插入炉料内,料面应较低,料面高度以低于炉衬上部边缘100500冶炼75硅铁时,料面高度以低于炉衬上部边缘100300毫米较为合适。

小容量硅铁矿热炉的料面高度高深莫测取下限,较大容量硅铁电炉的料面高度应限上限。

相同 容量的矿热炉,所用的原料产地不同,其性质有显著差时,应适当地调整料面的高度。

应当充分注意较大容量硅铁矿热炉大面的料面高度。通常所说大面,是指两相电极间的宽敞区域的料面。当大面的料面高度合适时,炉气便从整个料面均匀逸出,炉料得到较充分的预热,进行扩大坩埚。

炉内的热气流是由坩埚反应区产生的。距电极较近的炉料,受热气流的预热较多,距电极较远的炉料,受热气流的预热较少。大面的炉料距电极较远,此处温度低,炉料预热程度差。如果大面的料面过高,压得过厚,透气性越加变坏,大面不透气,对于扩大坩埚和加速炉内反应速度,以低于锥体200300毫米为宜。

22为什么要求电极较深地插入炉料?

电极较深的插放炉料,可以提高炉温和扩大坩埚,为冶炼反应充分进行,创造了必要的热量条件。因此,使电极较深的插入炉料,是冶炼操作中的重要环节。

当电极插入炉料较深时,热量损失少,炉温高,坩埚大,炉内化学反应速度快,于是出铁量多,单位电耗低。反之,电极插入炉料较浅时,刺火和塌料现象均较多,热量损失大,炉温低,反应不能充分进行,因此,就不会有较好的技术经济指标。

电极的插入深度,主要与冶炼品种和炉容量大小有关。

据实践经验,冶炼75硅铁,较大容量

炉子的电极插入深度一般为1000—1200毫米,较小容量的矿热炉,一般为700---1000毫米。冶炼45硅铁较大容量矿热炉的电极插入深度,一般为800---1000毫米,较小容量炉子一般为500---800毫米较为合适。

23.影响电极插入深度的因素有哪些?

焦碳加入量

焦碳的导电性比硅强。如果焦碳加入量过多,会影响电极深插。因此,在满足硅石中的二氧化碳充分还原的条件下,焦碳加入不要过多,以利于电极插入。

焦碳粒度

焦碳的粒度小,表面积增大,增加接触面,炉料的电阻大,则电极插入深;反之,焦碳的粒度大,表面积减少,炉料的电阻小,则电极的插入深度就变浅。

焦碳性质

这里主要是指焦碳本身的电阻。如果焦碳的电阻小,通过炉料的电流大,使电极上升,电极插入深度就浅。反之,焦碳的电阻大,例如使用煤气焦等,因其电阻大,电极则可深插。

二次电压

当冶炼采用较高的二次电压时,电弧较长,电极在炉料内插入较浅。反之,采用较低的二次电压,电极插入炉料就比较深。

操作情况

如果操作不当,诸如混料不均,偏加料,不及时捣炉。炉况发粘,料面过高或炉内缺料等等,都会妨碍电极插入炉料的深度和稳定程度。

出铁时间

在炉况正常情况下,出铁间隔时间延长或铁水出不干净,炉内积存铁水势必较多,电极要上升,电极插入炉料内较浅。

炉内积渣量

排渣不好,炉内积渣过多,炉底上涨,电极的插入深度变浅。

电极间的极心圆直径

相同容量的矿热炉,极心圆的直径较大时,电极间距离较远,炉料的电阻增加,电极插入炉料内较深,反之极心圆直径较小时,电极插入深度变浅。

24.如何判断电极出入深度?

实践经验可通过以下五个方面,判断电极出入深度:

1. 电弧响声

电炉冶炼过程中,如果电弧的响声很大,则说明电极插入炉料过浅/。一般来说电极插入深度超过800毫米,电弧响声较小。

2. 塌料和刺火情况

正常配料情况下,如果塌料和刺火现象频繁,说明电极插入炉料太浅。

3. 坩埚区域大小

正常配料比情况下,如果炉料下降慢,说明电极插的浅,由于电极插的浅,高温区则上移,热量损失大,因此坩埚区域较小。

4. 炉口温度

炉口料表面温度高,操作条件较差,说明电极插入浅。

5. 出铁情况

正常配料比情况下,出铁口不易打开,铁水流速慢,温度较低,炉渣发粘流动性不好,不易排出,说明电极往料内插入较浅。

综上所述,电极插入炉料深度不够,往往是由于焦炭加入量过多或电极工作断过短,此时就要相应的减少焦炭加入量或酌情下放电极。

25.正常炉况应是什么样的?

冶炼工基本任务之一,应当善于正确判断炉况,即使地调整和处理炉况,使炉况经常处于正常状态。

正常炉况的特征如下:

1. 电极深而稳地插入炉料中。此时坩埚较大,料面的透气性好,料层松软,炉气从炉口均匀地送出,火焰呈桔黄色,料面没有发暗和烧结的区域,没有大刺火和塌料现象。料面较低并比较平缓,椎体宽大。炉料下降较快,较大容量电炉的炉心料面稍呈下陷。

2. 电流比较均衡和稳定,并能给足负荷。

3. 出铁工作比较顺利。出铁口好开,路眼畅通,铁水流速快,打开出铁口后电流明显地下降,铁水温度高,炉渣流动性和排渣情况均良好。出铁的后期,从出铁口喷出的炉气压力不大,炉气自然地溢出。出铁完毕,出铁口好堵。

出铁量正常,成份稳定。

26.为什么炉况有时发粘,怎样处理?

炉内还原剂不足,料面透气性不好的情况,叫炉况发粘,有的单位将炉况发粘叫炉况黑,亦即料面光泽较暗。

炉况发粘的特征如下:

1. 电极工作不稳定,符合波动较大,仪表不好操纵,电流表指针摇摆频繁,有时还出现给不足负荷的现象。

2. 料面的透气性不好,一出的炉气不均匀并且微弱无力。料层较硬。刺火现象严重,局部刺出的是呈灼白色强烈的火焰。大面的火焰很少。

3. 捣炉时会掘出粘结的大块料,甚至捣完炉之后,大面仍不冒火。

4. 电极工作端的根部沾结较难清除,即使清除了又易沾结。

5. 出铁工作不顺利。出铁口不易打开,铁水流速慢,出铁口不畅通,炉渣粘,不易排出,从出铁口喷出炉气的压力大。

铁水温度较低,出铁量较少,硅铁中含硅量偏低。

炉况发粘的原因如下:

1. 配量比不适当,还原剂不足,炉内的化学反应没能充分进行,造成炉内硅石过剩,经溶化后便形成粘稠的炉渣。

2. 有时为了增加电极插入炉料中的深度,加入过多地硬料(硅石较多的炉料),造成炉况发粘。

3. 由于原料质量较差,诸如焦炭粉末多或其水分含量增多;柜式的力度过碎或其抗爆性能差(即高温下强度差),使炉内却炭火料面透气性变坏,造成了炉况发粘

4. 操作中没有及时捣炉,料面透气性不好,造成炉况发粘。

炉况发粘的危害性如下:

1. 炉况发粘,造成严重刺火,热量损失大。炉内的过剩硅石,经溶化便形成炉渣,消耗热量增多。因此,生产硅铁的单位电耗增加。

炉况发粘,还原剂不足,加之料面透气性不好,坩埚小,炉温低,使炉内化学反应速度减慢,炉料下沉缓慢,则出铁量减少。

2. 炉况发粘,说明坩埚附近有较多未被还原的二氧化硅,料层的透气性不好倒是刺火严重,干过缩小,如果不及时处理,就会造成炉底上涨,电极深上升,路况进一步恶化。

炉况发粘时,首先要稳定电极,然后处理炉况。否则,点击上升后,路况将会更加恶化。

1. 如果由于配料比不当造成炉况发粘,应及时调整,增加焦炭加入量,或者是当地附加焦炭,是边捣炉,边附加焦炭。

2. 加强料层透气性,彻底捣炉。如果炉况过粘,产生严重刺火,应彻底捣炉。同时加强扎气眼操作,引出高温炉气,放宽椎体,以利于增加透气性和扩大坩埚。

3. 炉况发粘,给不足负荷时,可生气电极,适当地增加焦炭。

较大容量的电炉,炉渣发粘时,可采取以下两个措施:

1. 炉况发粘,炉渣排不出去,出铁口不畅通,在出铁前应向出铁口相电极附近,加萤石100~200公斤,以稀释炉渣。

2. 炉况过粘,点击插的浅,炉底温度低,炉渣不易排出,此时可加石灰块300~400公斤,稀释炉渣,扩大坩埚和提高炉温,已逐渐消除炉况发粘的现象。

较小容量电炉,路况发粘,捣炉时可将粘料挑出,并且附加些焦炭。出铁口不好开时,可用氧气烧眼,扩大出铁口,以利于炉渣排出。

炉况发粘是炉况不正常现象之一,处理也比较困难,处理后约需8~16小时,或更长时间,才能恢复到正常状态。

因此,操作人员要经常观察炉况,即使地调整不正常的炉况,从而减少炉况发粘现象。

27.为什么有时刺火,如何处理?

硅铁冶炼过程中,由于炉料粘,料面透气性不好,或电极工作短,电极跟部或其周围的薄弱部位,喷出较大压力的高温热气流,形成灼白色火焰,这种现象叫刺火,也叫跑火。

比较容易刺火的部位:

1.当炉况发粘,料面透气性不好或锥体过尖,刺火 往往发生在电极沾结粘料的地方,或料面某一尖峰薄弱之处。

2.当电极工作端过短时,这时热量集中在电极周围,刺火多发生在电极根部。

刺火的原因

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