30000kva矿热炉采用混合法生产硅钙合金的实践

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1、30000KVA矿热炉采用混合法生产硅钙合金的实践万勇丰镇市同盛合金有限公司内蒙张烽中钢钢研科技集团有限公司北京10081前言：硅钙合金不仅对氧和硫的亲和力强，而且还可以降低氧和硫在钢液中的溶解度。钢中氧化物和硫化物，当存在有含钙合金时，在很高的钢水温度下，就可以析出,而且析出过程进行得很迅速，因而在钢中不留残渣。我国硅钙合金的工业性生产开始于二十世纪五十年代，原吉林铁合金厂，原上海铁合金厂，原重庆铁合金厂是国内早期冶炼硅钙合金的企业，为我国硅钙合金生产做出了重要贡献。原北京铁合金厂1964年10月创新成功“分层加料法”冶炼硅钙合金工艺。“分层加料法”冶

2、炼硅钙合金工艺一直以来指导着我国的硅钙生产，但是该工艺适用于1500KVA及以下的矿热炉上使用。大炉生产硅钙被推上了议事日程，先后出现了山西黎城的12500KVA矿热炉，宁夏石嘴山6300KVA矿热炉，陕西神木10000KVA，宁夏平罗12500KVA矿热炉等的硅钙生产，进行了大电炉冶炼硅钙合金的实践。直到2009年陕西洋县30000KVA采用混合法成为第一个大电炉成功冶炼硅钙合金的先例，以后相继建设了几台相似的大电炉。本文把30000KVA矿热炉采用混合法生产硅钙合金的实践做一简单介绍：一．电炉的技术参数1.电炉的电气参数变压器容量：3×10000KV

3、A一次电压：35KV二次电压：220-170-110V接线方式：Ddo(一次侧带星角转换)常用电压：175V常用电流：88KA变压器二次分接开关：37档有载调压冷却方式：油循环强迫水冷却1.电炉的几何参数炉壳直径：8460mm炉膛直径：6000mm炉壳高度：5000mm炉膛深度：2900mm电极直径：1200mm极心圆直径：3300mm电极最大行程：2000mm工作行程：1200mm出铁口数量：5个炉体旋转速度：24—140h/r一．电炉的其他配套1.电炉的炉衬砌筑硅钙冶炼由于炉温高，钙有较强的活性，所以必须用碳素炉衬。小炉冶炼硅钙炉衬用的是电极糊打结的

4、。由于大炉面积大，电极糊打结后炉衬收缩严重，故大炉炉衬使用微膨胀糊整体打结，或者是预焙碳砖进行无缝砌筑。炉衬碳素层厚度一般炉底1.2m,炉墙1.0m。由于硅钙铁水温度高，出铁时对出铁口冲刷严重，一般采用渗氮碳化硅砖作为出铁口。1.电炉的炉体旋转机构采用辐射梁式结构、多级减速传动、变频控制，具有结构牢固，运行操作方便的特点。2.铁水包的砌筑铁水包采用和硅铁生产一样的圆柱型包，但是包的内衬采用石墨砖进行无缝砌筑。石墨砖内衬和包的铁壳之间用碳化硅浇铸料填实。一．冶炼的工艺技术1.原材料条件1硅石SiO2≥97%灼烧失重≤１％　产生裂纹温度≥１３００℃温度１40

5、0℃---1500℃时,不发生玻璃化粒度：４０－１５０mm２．石灰石CaO≥53%MgO＜2%SiO2＜1.5%粒度：６０－１００mm3.烟煤Ｃ58-62%　　Ｖ＞32%　　　Ａ＜8%　　Ｓ＜1%粒度：10－20mm4.蓝碳C≥82%V5-7%A≤8%粒度5-10mm1.混合法冶炼硅钙合金的热化学过程混合法冶炼硅钙合金是一个比较复杂的冶炼物化反应过程，但是其主要有以下两个反应：CaO+2SiO2+5C→CaSi2（合金）+5CO（1）同时避免生产炉渣的反应发生：2CaO+SiO2→2CaO.SiO2（炉渣）（2）从热力学讲，反应“2”在低熔体温度下都可生

6、产，而反应“1”必须在1600℃以上才可能发生。为了使反应“1”比反应“2”更得到支持，熔体温度应该在1800℃以上。2.抑制炉底上涨的技术要点⑴原料①.选择活性较好和比电阻较高的还原剂。②.硅石抗暴性能的检测，选择熔点较高的硬硅石，减少成渣反应的进行。⑵设备①.变压器的多级有载调压。保证有较多的二次电压选择。可以较容易的改变熔池体积。②.炉体旋转机构的使用，保证了炉内熔池温度的均匀性，减少了由于炉内某处温度降低，析出碳化物，炉底上涨的可能。②．利用运算放大器组成的矢量求和运算，计算电极电流。保证熔池大小一致，温度一致。⑶工艺参数相对较小的炉膛直径，增加

7、炉底功率密度，从而提高熔池温度。⑸冶炼操作①.利用较小的操作电阻控制操作。使得硅钙炉中的熔池功率密度较大，熔池温度高，没有低温区，防止硅钙渣中高熔点的碳化物在炉内的低温区结晶出来，造成炉底上涨，炉瘤蔓生，堵塞出铁口，造成炉子出不了铁从而停炉。①.配料用微机配料，保证称量的准确性，每2小时对还原剂的水分进行检测，保证原料的常温电阻稳定，从而保持电极插入深度，炉温稳定，碳化物析出少。②.热停功率恢复：由于设备故障，外网检修等原因进行停电。停电后，炉温降低，坩埚区缩小，炉底上涨，一般热停超过8小时，就是一件很严重的事，就有碳化物析出，炉底就上涨。如果没有严格的

8、功率恢复制度，热停后该炉就不能正常运行了。混合法硅钙生产热停后恢复功率：I.功率