6300KVA生產(chǎn)中低碳錳鐵和鉻鐵技術(shù)方案

6300KVA精煉爐生產(chǎn)

中低碳鉻鐵及中低碳錳鐵技術(shù)方案蘭州西鐵機(jī)械制造有限責(zé)任公司2011年6月aA、Z總述中低碳錳鐵和中低碳銘鐵的生產(chǎn)，在國內(nèi)外均采用吹氧法和電硅熱法。木方案強(qiáng)烈建議采用6300KVA精煉爐用電硅熱法生產(chǎn)，主要是該精煉爐不僅技術(shù)成熟，更可以生產(chǎn)微碳銘鐵，為業(yè)主提供高端產(chǎn)品，增加更大效益。由于中低碳錳鐵和中低碳銘鐵的生產(chǎn)使用同樣的設(shè)備，在木方案中，只對兩種產(chǎn)品的工藝分述，設(shè)備部分總述。一、電硅熱法冶煉中低碳銘鐵電硅熱法就是在電爐內(nèi)造堿性爐渣的條件下，用硅銘合金的硅還原銘礦中銘和鐵的氧化物而制得。1、冶煉設(shè)備及原材料用電硅熱法冶煉中低碳銘鐵是在固定式三相電弧爐內(nèi)進(jìn)行的，可以使用自焙電極，爐襯是用鎂磚砌筑的（干砌）。爐襯壽命短是中低碳銘鐵生產(chǎn)中的重要問題。由于冶煉溫度較高（達(dá)1650°C），爐襯壽命一般較短（約45—60天）。冶煉中低碳銘鐵的原料有銘礦、硅銘合金和石灰。銘礦應(yīng)是干燥純凈的塊礦和精礦粉，其Cr2O3含量越高越好，雜質(zhì)（A12O3，MgO、SiO2）含量越低越好。銘礦中磷含量不應(yīng)大于0.03%。粒度小于60mm。硅銘合金應(yīng)是破碎的，粒度小于30mm，不帶渣子。石灰應(yīng)是新燒好的，其CaO含量不少于85%。石灰中CaO越低，則雜質(zhì)SiO2、A12O3就越高，結(jié)果用來調(diào)整堿度的CaO也越多，而真正的有關(guān)CaO就越低。如果石灰中的CaO低，則有效的CaO就更低。2爐內(nèi)反應(yīng)用電硅熱法冶煉中低碳銘鐵的主要反應(yīng)如下：2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO22FeO+Si=2Fe+SiO2這兩個反應(yīng)的基礎(chǔ)是硅能與氧化合生成比銘和鐵的氧化物更為穩(wěn)定的化合物SiO2。用硅還原銘和鐵的氧化物的過程和用碳還原的過程有區(qū)別。用碳還原時生成的一氧化碳可以從反應(yīng)中逸出，因而用碳還原氧化物的反應(yīng)沉淀是很完全的，并能保證被還原的元素有較高的回收率。用硅還原銘和鐵的氧化物時，反應(yīng)生成的SiO2,聚集于爐渣中，使進(jìn)一步還原發(fā)生困難。因此，如不采取措施，還原時只能將礦石中40%—50%的Cr2O3還原出來，而后還原反應(yīng)就要停止進(jìn)行。再增加還原劑的數(shù)量，則合金中的硅要高出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)造成廢品，而且爐渣中的Cr2O3還是很高。為提高銘的回收率，需向爐渣中加熔劑石灰。石灰中的CaO能與化合并生成穩(wěn)定的硅酸鹽:CaO?SiO2、2CaO?SiO2（以2CaO?SiO2為最穩(wěn)定），這樣才能把渣中Cr2O3進(jìn)一步還原出來。爐渣堿度CaO/SiO2一般等于1.6—1.8。冶煉中低碳銘鐵的爐渣中也含也MgO,是由銘礦和爐襯帶進(jìn)的，氧化鎂和氧化鈣的作用相同，所以爐渣堿度也可用（CaO+MgO）/SiO2來表示。冶煉中低碳銘鐵（CaO+MgO）/SiO2一般等于1.8—2.0。這樣就使銘礦中的Cr2O3最大限度地從礦石中還原出來。如堿度再提高就不合理了，不但不能大幅度的降低爐渣中的Cr2O3,而由于渣量增加，爐渣中銘的總量及熔化爐渣消耗的電能也增加。爐渣與金屬之比（渣鐵比）為3.0—3.5。3操作工藝中低碳銘鐵生產(chǎn)特點(diǎn)是間歇式作業(yè)，各個不同冶煉期有著各種不同的電氣制度。在熔化期內(nèi)，還原反應(yīng)在高溫區(qū)已開始進(jìn)行，但周圍爐溫較低，大部分固體料仍在熔化，故可用較高的電壓，這時爐子的功率較大。爐料化完后的還原期就不要大功率了，如繼續(xù)長弧高壓操作，熱損失增加，并惡化操作條件，有損爐料，故應(yīng)采用較低的二次電壓。一般熔化期用178V，精煉期電壓為156V。電硅熱法冶煉中低碳鉻鐵所用的還原劑為硅鉻合金，硅鉻合金中的銘在冶煉過程中進(jìn)入中低碳銘鐵。為了防止弧光侵蝕爐底和適于送電，采用留鐵操作，爐底留鐵量以150—200mm厚為適宜。留鐵生產(chǎn)有如下優(yōu)點(diǎn)：使?fàn)t渣和爐底隔開，避免爐渣對爐度侵蝕；保持爐襯有恒溫，不致使?fàn)t襯由于經(jīng)常下冷料形成急冷引起破壞；防止高溫弧光刺破爐底。但留鐵應(yīng)適當(dāng)，太多或太少都不利。留鐵最太多，引起翻渣和塌料，影響產(chǎn)品質(zhì)量；留鐵量太少，會使?fàn)t底遭受高溫，機(jī)械沖刷及化學(xué)侵蝕，從而縮短爐襯的使用時間。中低碳銘鐵冶煉的主要環(huán)節(jié)是補(bǔ)爐、堵出鐵口、加料和熔化、精煉等。出鐵后應(yīng)立即用鎂砂堵出鐵口，并檢查爐襯的侵蝕情況。爐襯是在1650—1700°C的高溫下工作的，同時受渣鐵的強(qiáng)烈化學(xué)侵蝕及攪動時的機(jī)械沖刷，此外爐況不正常及出鐵口使用不合理等，都會引起爐齡縮短。生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用下列方法可以延長爐齡壽命：提高筑爐質(zhì)量、制定合理的操作工藝、使用合理的二次電壓、穩(wěn)定的掌握溫度和堿度、保持均恒的留鐵量、合理的使用和維持出鐵口。當(dāng)發(fā)現(xiàn)爐墻（主要是渣線）侵蝕嚴(yán)重時，應(yīng)及時從料批中抽出部分石灰，或用鎂磚頭進(jìn)行補(bǔ)爐。補(bǔ)好爐襯方可引弧送電。冶煉中碳銘鐵可采用快負(fù)荷操作，送電后15分鐘方可滿負(fù)荷操作。為促進(jìn)化料，冶煉中低碳銘鐵熔化期負(fù)荷要給足，以便提高爐缸溫度，精煉期負(fù)荷可稍小一點(diǎn)。加料有兩種方法：一是混合加料，即將銘礦、石灰和硅銘合金一次混合加入爐內(nèi)；再一種加料法是分批加料法，即將一爐爐料混合后，分幾次加入爐內(nèi)。前者是目前廣泛應(yīng)用的方法。其特點(diǎn)是送電后，將混合料一次緩慢的加到爐內(nèi)，分布要微呈盆形，電極后而適當(dāng)多些，大而適當(dāng)少些。如果夏季雨水較多，原料潮濕，可將料先下到爐子周圍進(jìn)行烘烤，待干燥后，用耙子徐徐推入爐內(nèi)。為加速熔化和充分利用熱量，根據(jù)化料情況，可用耗子將四周的料逐漸推入爐內(nèi)。為加速熔化和充分利用熱量，根據(jù)化料情況，可用耙子將四周的料逐漸推入爐內(nèi)高溫區(qū)。從送電到爐料化完以后，這段時間叫熔化期。精煉期是指爐內(nèi)料化完后到出鐵前，此階段是還原反應(yīng)，此期內(nèi)應(yīng)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，以促進(jìn)還原反應(yīng)的進(jìn)行。精煉期必須保持一定的精煉時間，太長會使金屬增碳，并浪費(fèi)電能；太短則還原反應(yīng)進(jìn)行的不徹底，金屬回收率低。出鐵前應(yīng)在三根電極的中間取樣，判斷含硅量，硅量低應(yīng)補(bǔ)加硅銘進(jìn)行調(diào)硅；硅高應(yīng)酌情加銘礦脫硅處理。待成分合格即可出鐵。判斷含硅量的方法如下：（1）試樣斷面呈灰白色，稍有立岔（柱狀結(jié)品），鐵樣較堅韌，證明金屬含硅小于3%，可以出鐵。（2）試樣斷面呈灰黑色，立岔很多，堅韌不易打碎，說明含硅太低，應(yīng)補(bǔ)加還原劑進(jìn)行調(diào)硅。但加硅銘后，應(yīng)進(jìn)行攪拌，并有一定精煉期之后方可出鐵。（3）試樣斷面呈白色，質(zhì)地較脆，易于打碎，說明含硅太高，不能出鐵，應(yīng)進(jìn)行精煉，必要時可加入一定量的銘礦進(jìn)行脫硅。待成分合格方可出鐵。出鐵前應(yīng)準(zhǔn)備好鋼包、渣罐、小車、錠模等，卷揚(yáng)應(yīng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。成分合格，立即打開出鐵口停電出鐵。出鐵口有時難開，使用燒穿器或氧氣燒開出鐵口。正確使用和維持出鐵口是延長爐齡壽命的關(guān)鍵問題之一。出鐵口開的高度和堵的深度都應(yīng)適當(dāng)。如開的太高，鐵水出不來，大量的鐵水存在爐內(nèi)，造成翻渣，嚴(yán)重的會造成漏爐事故；出鐵口開的太低，會把爐內(nèi)的鐵水都放出來，鋼包裝不下，造成爐前事故，又使?fàn)t底下降，爐齡壽命顯著縮短。最好是根據(jù)爐底的深度開，先出渣，后出鐵水，按料批的大小爐爐都均勻的出鐵。出鐵口堵的深度也應(yīng)適當(dāng)，太深造成開眼困難，太淺出鐵口外移，侵蝕出鐵口兩側(cè)，使?fàn)t襯壽命變短，還易跑眼。出鐵后將渣鐵在特制的渣鐵分離器（即分渣模）里分離。渣鐵分離后，合金澆鑄在錠模里?；蛴描T鐵機(jī)澆鑄。吊往精整臺冷卻后除掉表而灰塵和夾渣，破碎后每塊質(zhì)量小于15kg，按品種牌號入指定的庫號，并將化學(xué)成分和物理形態(tài)不合格的產(chǎn)品回爐重新熔煉。在熔煉低碳銘鐵（C<0.29時，對增碳問題應(yīng)適當(dāng)注意。原材料要清潔干凈不準(zhǔn)帶碳，特別是硅銘合金的含碳量要低，硅銘合金嚴(yán)禁帶渣，因渣中含碳量較高。4配料計算1）原料成分銘礦：Cr2O345%，F(xiàn)eO23%，SiO25%，A12O313%，CaO2%，MgO8%，C0.03%，P0.03%。硅銘合金：Cr28%，Si48%，F(xiàn)e23%，C0.5%，P0.02%。石灰：FeO0.5%，SiO21%，A12O35%，CaO80%，MgO1%，C0.03%，P0.03%。計算條件計算條件為：以100kg銘礦為基礎(chǔ)進(jìn)行計算。銘礦中Cr2O3有75%被還原，有25%進(jìn)入爐渣(其中有15%呈Cr2O3存在，有10%呈金屬粒)。硅銘合金中硅的利用率為80%(其中進(jìn)入合金3%)，7%以Si和SiO的形式揮發(fā)，13%進(jìn)入爐渣。鐵和銘各入合金95%，入渣5%。原料中磷有50%合金，25%入渣，25%揮發(fā)。堿度CaO/SiO2=1.6-1.8。配料計算A還原100kg銘礦所需要的硅量還原Cr2O3(2Cr2O3+3Si=4Cr+3SiO2):45x0.85x(84^304)=10.59(kg)還原FeO(2FeO+Si=2Fe+SiO2):

23x0.95x(28^114)=4.25(kg)合計：10.59+4.25=14.84(kg)折合成硅銘合金為：14.84H0.48x0.80x0.9)=40(kg)B由40kg硅銘合金帶入金屬中各元素的質(zhì)量Cr：40x0.28x0.95=10.60(kg)Fe：40x0.23x0.95=8.40(kg)C由100kg銘礦中帶入金屬各元素的質(zhì)量Cr：45x0.75x104/152=23.10(kg)Fe：23x0.90x56/72=16.10(kg)D生成金屬的質(zhì)量及成分元素質(zhì)量/kg合金成分/%Cr10.60+23.10=33.7057.40Fe8.40+16.10=24.5041.60Si40x0.48x0.03=0.581.0合計58.70100Si40x0.48x0.03=0.581.0E應(yīng)加入石灰量從銘礦中帶入的SiO2量：100x0.05=5(kg)硅銘氧化生成的量：40x0.48x0.90x(60占8)=37(kg)合計：5+37=42(kg)渣中應(yīng)有的CaO(石灰)量42x1.6=67(kg)(堿度為1.6):應(yīng)加入的石灰量：67^0.80=84(kg)F爐料組成銘礦：100kg；石灰：84kg；硅銘：40kg。單位消耗項目消耗數(shù)量鉻礦/(kg/t)1500-1600硅銘合金/(kg/t)620-640石灰/(kg/t)1350-1500鎂磚/(kg/t)38-40電極糊/(kg/t)40-42電耗/(kW-h/t)200-2200二、中低碳錳鐵生產(chǎn)電硅熱法生產(chǎn)中低碳鎰鐵是在精煉電爐中用鎰礦對鎰硅合金精煉脫硅(即用鎰硅合金還原鎰礦)而得到中低碳鎰鐵，這是日前冶煉中低碳鎰鐵的主要方法。所煉中低碳鎰鐵的含碳量取決于鎰硅合金的含碳量，電極和原料進(jìn)入合金的碳極少。由于爐料的狀態(tài)不同，分為熱裝、冷裝兩種形式。熱裝方式為：上一車間生產(chǎn)的硅鎰鐵水，不用澆鑄，使用牽引車直接進(jìn)入木項目精煉車間，然后用天車將鐵水澆入精煉電爐即開始生產(chǎn)中低碳鎰鐵。冷裝方式為：將已澆鑄好的成品塊狀硅鎰產(chǎn)品破碎后，加入木項目精煉電爐后先融化后冶煉。若業(yè)主已經(jīng)建設(shè)了鎰硅電爐，建議按熱裝方式生產(chǎn)，中低碳錳鐵產(chǎn)品冶煉電耗低于580KWH/T；若無錳硅電爐，只能采用冷裝方式，中碳錳鐵產(chǎn)品電耗在1800KWH/T左右。兩種生產(chǎn)方式均采用電硅熱法精煉電爐。精煉電爐為間歇式生產(chǎn)，冶煉過程分補(bǔ)爐、引弧、加料、熔化、精煉和出鐵幾個時期。根據(jù)國內(nèi)冶煉中低碳錳鐵先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，木項目采用兩臺6300KVA精煉爐，單臺電爐日產(chǎn)55?60噸，兩臺電爐日產(chǎn)110?120噸；兩臺電爐年產(chǎn)量大于36000噸，與年產(chǎn)36000噸錳硅項目匹配。1工藝說明（一）原料電硅熱法生產(chǎn)中低碳錳鐵的原料有錳礦、錳硅合金和石灰。錳礦：要求使用含Mn>40%，Mn/Fe>7,P<0.1,SiO2<15%的富錳氧化礦。如果使用含錳低、含SiO2高的貧礦，不但錳的回收率低、脫硅慢、渣量大，而且很難煉出低碳錳鐵冶煉中低碳錳鐵不宜采用燒結(jié)礦和富錳渣。錳礦的粒度應(yīng)不大于50mm，水分應(yīng)小于6%。錳礦水分對各項技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有一定的影響，例如用含水10.%?20%的錳礦與含水小于3%的同種錳礦相比，前者比后者錳的回收率低4?6%，產(chǎn)量低10%?20%，單位電耗高15%?20%。錳硅合金：中低碳錳鐵的含碳量基木上取決于錳硅合金的含碳量，根據(jù)冶煉不同牌號的中低碳錳鐵來確定所用錳硅合金的含碳量和與其相應(yīng)的含硅量，生產(chǎn)上可通過不同含碳量的硅錳合金搭配，使其含碳量滿足要求。要求錳硅合金含錳越高越好。在所煉產(chǎn)品含錳一定的條件下，所用錳硅合金含錳越高，錳礦的允許含鐵量也越高，使用含鐵高的錳礦，對加速脫硅、減少渣量和降低電耗是有益的。實(shí)踐證明錳硅合金含錳每提高1%，所用錳礦含鐵量允許提高0.7%~1%。我國用于生產(chǎn)中低碳錳鐵的錳硅合金含錳通常為67?69%。采用冷裝時，錳硅合金的粒度小于30mm，并去掉高碳層。采用液態(tài)錳硅合金兌入法，熱兌時將渣扒干凈。石灰：生產(chǎn)中低碳錳鐵所用的石灰，要求含CaO>85%,P<0.02%,SiO2<3%，粒度8?40mm。不得帶有碳質(zhì)夾雜物，不應(yīng)使用粉狀、未燒透的石灰。（二）冶煉原理爐料中的錳礦石在受熱過程中，錳的高價氧化物隨著溫度的升高逐步分解，變成低價氧化物。錳礦受熱分解生成Mn3O4，以后，在繼續(xù)升溫的同時，部分高價氧化物直接與硅反應(yīng)生成低價氧化物或錳金屬，其反應(yīng)如下：2Mn3O4+Si=6MnO+SiO2Mn3O4+2Si=3Mn+2SiO2未被還原的Mn3O4受熱分解成MnO，熔化進(jìn)入爐渣中，繼續(xù)被合金溶液中的硅還原，其反應(yīng)式為:2MnO+Si=2Mn+SiO2CaO由于反應(yīng)生成物MnO與SiO2結(jié)合成硅酸鹽(MnO-SiO2),造成反應(yīng)物MnO的活度降低，正向反應(yīng)變得困難。為了提高M(jìn)nO的還原效果，提高錳的回收率，需要在爐料中配入一定量的石灰，將MnO從硅酸錳鹽中置換出來。其反應(yīng)式為：MnO?SiO2+CaO=MnO+CaOSiO2富錳渣或錳礦是錳的氧化物的來源。使用富錳渣時能得到較低磷含量的中低碳錳鐵，但是富錳渣中的SiO2較高,MnO以2MnO?SiO2狀態(tài)存在，MnO的還原較困難，而錳礦中的錳多以MnO2的形式存在，MnO2在爐內(nèi)受熱分解成Mn3O4根據(jù)熔煉進(jìn)行的反應(yīng)來看，加入石灰對提高爐渣堿度是有利的。但是堿度不宜過高，因?yàn)閴A度過高，會增加渣量使?fàn)t渣變稠，反應(yīng)不活躍，同時還會使?fàn)t溫升高，電耗增加，錳的揮發(fā)損失也增加。因此實(shí)際生產(chǎn)中通常把爐渣堿度(CaO+MgO)/SiO2控制在1.3?1.7的范圍內(nèi)。冶煉工藝生產(chǎn)中低碳錳鐵的傳統(tǒng)方法，采用的精煉爐多為傾動式的石墨電極精煉爐。中低碳錳鐵的冶煉過程分補(bǔ)爐、引弧、加料、熔化、精煉和出鐵幾個時期。補(bǔ)爐：爐襯用鎂質(zhì)材料筑成(鎂磚或鎂質(zhì)搗打料)。由于爐襯經(jīng)常處于高溫下工作，即要承受爐渣和金屬的侵蝕，又受到電弧高溫的作用，因而爐底和爐膛隨著冶煉時間的延長而逐漸變薄，尤其是出鐵口更易損壞。為了保護(hù)爐襯，在上一爐出完鐵后，要立即進(jìn)行堵出鐵口和補(bǔ)爐。引弧、加料和熔化：補(bǔ)爐結(jié)束后加入石灰，隨之加部分錳硅合金引弧，再將其余混合料一次加入爐內(nèi)。爐料加完后，電力可給至滿負(fù)荷。為減少熱損并縮短熔化期，要及時將爐膛邊緣的爐料推向電極附近和爐心，但要防止翻渣和噴濺。待爐料基木熔清后（此時合金含硅已降至3?6%，爐渣堿度和含錳量也接近終渣），便進(jìn)入精煉期。精煉：由于在熔化末期爐渣溫度已達(dá)到1500?1600°C，脫硅反應(yīng)已基木結(jié)束，故精煉期脫硅速度減慢。為加速脫硅，縮短精煉時間，應(yīng)對熔池進(jìn)行多次攪拌，并定時取樣判斷合金含硅量，確定出鐵時間。合金含硅量一般控制在1.5?2.0%的范圍內(nèi)。合金含硅量可通過肉眼觀察合金試樣在冷凝過程中的表面和斷而特征來判斷：當(dāng)合金含硅量小于0.8%，液體試樣黏稠，流動性不好，試樣表而皺紋多，斷而暗，結(jié)品細(xì)，易打碎；當(dāng)合金含硅在1.5?2.0%時，試樣表面黑皮部分剝落，結(jié)品細(xì)密，斷口呈灰白色，有光澤，不易碎；當(dāng)合金含硅量大于2.0%時，液體試樣流動性好，試樣表而光滑，沒有皺紋，試樣表面黑皮幾乎全部剝落，斷口呈玻璃狀，無結(jié)品，不易打碎，此時應(yīng)繼續(xù)精煉。當(dāng)精煉一段時間后，合金含硅量還高，可往爐內(nèi)加入一些錳礦和石灰，繼續(xù)精煉至含硅量合格后方可出爐。延長精煉時間，能使渣中含錳量降低，但會導(dǎo)致錳的揮發(fā)損失和電能消耗的增加。因此不宜過分強(qiáng)調(diào)渣中含錳量。出鐵：當(dāng)合金含硅量基木達(dá)到要求時，即可停電進(jìn)行鎮(zhèn)靜，使渣中金屬粒充分沉降，然后出鐵。出鐵時，合金和爐渣一起流入鐵水包，由于出鐵時爐渣和合金間產(chǎn)生混沖作用，所以在爐外還可脫去0.2?1%的硅。與高碳錳鐵相同，使用的鐵水包必須定期掛渣并輪換使用。由于合金性脆，冷卻越快就越脆，且不致密，因而小型電爐常采用蓋渣保溫澆注。從爐內(nèi)流出的合金與爐渣同時流至用鎂砂鹽鹵拍實(shí)的砂包中，多余的爐渣流入與之串聯(lián)的渣包內(nèi)，合金在砂包中渣的覆蓋下凝固冷卻。熔煉中低碳錳鐵時，(CaO+MgO)/SiO2控制在1.3?1.7范圍內(nèi)。如堿度過高，電弧長，響聲大，化料速度慢，爐墻掛渣多，爐口冒棕色濃煙，渣稠，渣鐵難分離，爐渣冷卻后易粉化；如堿度過低，電極不露弧，響聲小，化料速度快，渣稀、流動性好，爐襯侵蝕嚴(yán)重，渣鐵易分離，冷卻后爐渣基木不粉化。冶煉中低碳錳鐵要根據(jù)熔化期和精煉期的特點(diǎn)來供給電爐的電力負(fù)荷。為了加速爐料熔化，熔化期應(yīng)給滿負(fù)荷；為了減少熱量和錳的揮發(fā)損失，精煉期應(yīng)降低負(fù)荷。電力負(fù)荷大小可通過改

變電流或電壓值來實(shí)現(xiàn)。為了降低電耗，提高生產(chǎn)率和減少錳的揮發(fā)損失，建議木項日采用熱裝法生產(chǎn)中低碳錳鐵。錳硅熱裝法是把從礦熱爐出爐的液態(tài)錳硅合金直接加入已裝有錳礦和石灰的精煉電爐中，然后通電熔化。由于利用液態(tài)錳硅合金的熱能，預(yù)先裝好的錳礦和石灰以固體狀態(tài)懸浮于熔融錳硅合金中，使錳礦與硅錳合金急速反應(yīng)，這樣不僅進(jìn)行主要的脫硅反應(yīng)，而且也促進(jìn)脫磷、脫碳反應(yīng)的進(jìn)行，提高了脫碳率和脫磷率。該方法要求錳礦含水量小于5%，否則當(dāng)液態(tài)錳硅合金注入時，由于水分的急劇蒸發(fā)，會產(chǎn)生噴濺，以至出現(xiàn)爆炸性沸騰，帶來操作上的危險，同時增加了爐襯的侵蝕及三設(shè)備技術(shù)方案木項目鐵合金精煉爐采用爐蓋固定式頂部加料，出鐵槽出鐵，連體式地坑安裝結(jié)構(gòu)型式的電弧爐。電爐操作方式為左右操作各一臺。1電爐設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)如下：1.1爐體爐殼內(nèi)徑（p5600mm爐殼高度3600mm1.2傾動裝置出鋼/出渣傾角（最大）45°/15°傾動速度1.3電極升降裝置石墨電極直徑石墨電極分布圓直徑電極最大行程電極上升速度電極下降速度電極升降調(diào)節(jié)方式1.4液壓系統(tǒng)系統(tǒng)工作壓力系統(tǒng)工作介質(zhì)1.5電爐變壓器變壓器額定容量一次電壓二次電壓率）調(diào)壓方式變壓器二次額定電流變壓器二次端子出線方式冷卻方式1.6短網(wǎng)三相不平衡系數(shù)i^TsQ500mmQ1550mm±100（待定）2000mm1.6m/min1m/min比例閥控制8Mpa水-乙二醇6300KVA35KV350?200V10-15級（全恒功有載調(diào)壓10393?18187A頂出線油水冷卻器W4%1?7冷卻水系統(tǒng)冷卻水進(jìn)水壓力開環(huán)0.4Mpa冷卻水進(jìn)水溫度W35°C冷卻水出水溫度W55C冷卻水耗量?200m3/h冷卻水質(zhì)般工業(yè)凈化水項目一般工業(yè)用水PH值6?8懸浮性固體V10mg/L總硬度<10度氯離子平均<60mg/L可溶性固體<100mg/L電導(dǎo)率<仇500s/cm2電爐主要設(shè)備及技術(shù)指標(biāo)2.1、機(jī)械設(shè)備說明2.1.1爐體爐體由爐殼、前觀察口機(jī)構(gòu)、出鐵槽等組成。爐殼由25mm厚的16Mn鋼板組焊而成。采用耐火材料爐襯。爐殼與傾動平臺通過斜銷連接固定。爐殼頂部設(shè)有沙封槽。前觀察口機(jī)構(gòu)由爐門及其啟閉機(jī)構(gòu)組成，采用手動方式驅(qū)動。出鐵槽有法蘭與爐體相聯(lián)，拆裝維護(hù)方便。2.1.2爐蓋爐蓋為水冷管式結(jié)構(gòu)，由大爐蓋和三電極孔小爐蓋構(gòu)成。大爐蓋為整體式結(jié)構(gòu)，采用管壁厚為8mm以上的無縫管制成，小爐蓋為不銹鋼管制作的全管式結(jié)構(gòu)，采用硬管與大爐蓋連接（可拆卸式）；爐蓋共分為6路進(jìn)出水，各路水量分別控制，出水溫度監(jiān)測。爐蓋內(nèi)表面有掛渣釘。大蓋上設(shè)有受料孔，受料孔上裝有翻板閥封閉煙氣。爐蓋與爐體通過斜銷連接固定。2.1.3傾爐裝置傾爐裝置由傾動軌道、傾爐油缸、傾動平臺及其水平支撐機(jī)構(gòu)和爐蓋旋開支撐機(jī)構(gòu)組成。傾動軌道為鋼板組焊結(jié)構(gòu)，其底而與基礎(chǔ)固定，上平面設(shè)置嚙合孔。傾動平臺由鋼板組焊而成，用于支撐爐體和電爐上部結(jié)構(gòu)。傾動平臺下方的弧形軌道上的齒銷與傾動軌道上的嚙合孔相配合，實(shí)現(xiàn)爐體滾動前傾、后傾動作。傾動油缸為驅(qū)動傾動平臺提供驅(qū)動力。其下端與基礎(chǔ)固定，上端與傾動平臺聯(lián)結(jié)。水平支撐機(jī)構(gòu)由油缸和支撐柱組成。水平支撐機(jī)構(gòu)用于電爐正常冶煉狀態(tài)下水平穩(wěn)定支撐。2.1.4電極升降裝置該裝置由電極升降油缸、升降立柱、及其導(dǎo)向滾輪組、電極橫臂、絕緣構(gòu)件等組成。升降油缸安裝于升降立柱內(nèi)部，一端與升降立柱相聯(lián)，通過液壓驅(qū)動立柱，帶動電極臂升降。其產(chǎn)品為山西榆次或西飛廠產(chǎn)品。升降立柱由無縫鋼管與立柱軌道焊接而成。升降立柱通過上下兩組導(dǎo)向滾輪牢牢垂直定位于旋轉(zhuǎn)架上，使其只能沿垂直方向運(yùn)動。導(dǎo)向滾輪由滾輪、軸承、軸承座等組成。用于升降立柱的垂直定位。電極橫臂由銅鋼復(fù)合板制造的導(dǎo)電橫臂，內(nèi)通水冷卻，電流密度為3.5A/平方毫米。導(dǎo)電橫臂的前端裝有電極把持機(jī)構(gòu)，把持器油缸置于導(dǎo)電橫臂前端的內(nèi)部。電極抱環(huán)由非磁性耐熱鋼制造(1Cr18Ni9Ti)，且為水冷結(jié)構(gòu)。橫臂前端裝有自動吹灰裝置。電極夾頭采用銘青銅材質(zhì)鍛造，2.1.5電極導(dǎo)向架電極導(dǎo)向架作為電極升降裝置的支撐結(jié)構(gòu)，由鋼板和型鋼組焊而成，分上下兩層平臺，整體安裝于傾動平臺上。導(dǎo)向架下部設(shè)有安裝升降油缸的托梁。托梁設(shè)計成可拆式結(jié)構(gòu)，便于安裝與運(yùn)輸。2.1.6液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng)設(shè)計考慮到系統(tǒng)和設(shè)備的安全性和可靠性，其介質(zhì)采用水乙二醇。系統(tǒng)配置相當(dāng)數(shù)量的蓄能器，以保證事故狀態(tài)的應(yīng)急操作。電極升降系統(tǒng)采用電液比例閥，三用一備，比例閥采用進(jìn)口產(chǎn)品（美國派克牌）。液壓裝置由泵站、閥站、蓄能器、液壓控制柜等組成。液壓源采用進(jìn)口恒壓變量泵，兩用一備。油箱采用不銹鋼油箱（液壓件廠家為上海704廠，閥件采用集成塊式），具備過濾、加熱、冷卻等全部功能。液壓系統(tǒng)工作壓力10Mpa，介質(zhì)為水一乙二醇。2.1.7冷卻水系統(tǒng)冷卻水系統(tǒng)供給爐蓋圈、爐門、導(dǎo)電橫臂、電極夾頭、短網(wǎng)系統(tǒng)等，各路用水點(diǎn)均采用無壓回水，總進(jìn)水管設(shè)有溫度及壓力儀表。系統(tǒng)包括水分配器、閥門、管線及相關(guān)儀表。2.1.8短網(wǎng)裝置該裝置由補(bǔ)償器、銅管及其非磁性支撐架、絕緣件及水冷軟電纜組成。該裝置構(gòu)成變壓器二次大電流輸電通路，通過導(dǎo)電橫臂和石墨電極完成電能輸送功能。水冷電纜電流密度不超過3.5A/平方毫米，其它銅件電流密度不超過1?7A/mm2。三相阻抗不平衡度：V5%2.1.9爐頂加料系統(tǒng)爐頂設(shè)置三個加料倉、兩個6立方米、一個3立方米，每個料倉設(shè)一個氣動插板閥，料倉下設(shè)兩個氣動旋轉(zhuǎn)料管，可將爐料加入到爐內(nèi)。具有氣動閥門，可開、閉完成爐料的加入。2.2、電氣設(shè)備說明35KV高壓供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)由隔離開關(guān)、電壓互感器、高壓真空斷路器、電流互感器、氧化鋅避雷器、放電計數(shù)器、永磁式操作機(jī)構(gòu)等組成。高壓室安裝高壓開關(guān)柜。高壓系統(tǒng)向電爐提供35KV主電源，并可進(jìn)行主回路短路保護(hù)，在高壓回路設(shè)置吸收裝置吸收操作過電壓及浪涌電壓，以保護(hù)變壓器。氧化鋅避雷器能夠進(jìn)行防雷擊保護(hù)。電爐變壓器包括變壓器木體、有載調(diào)壓開關(guān)及油水冷卻器。調(diào)壓開關(guān)選用上海華明產(chǎn)品。變壓器具有一下特點(diǎn)：有一定的過載能力。有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，保護(hù)能承受經(jīng)常的工作短路的沖擊。恒電流輸出的能力。2.2.3低壓控制裝置低壓供電系統(tǒng)由低壓供電、低壓電氣控制、電極調(diào)節(jié)器三部分組成。其中低壓供電主要包括低壓動力柜、液壓操作臺；低壓電氣控制主要包括爐體控制、爐前操作臺、爐后操作臺、液壓操作箱等設(shè)備。低壓供電：低壓動力柜由低壓斷路器、交流接觸器、硅整流柜、電壓、電流表及其它相關(guān)電氣元件等組成。液壓控制臺由低壓斷路器、交流接觸器、電源及其他相關(guān)元件組成。低壓控制系統(tǒng)：變壓器運(yùn)行及保護(hù)的繼電器保護(hù)柜；變壓器手動調(diào)壓；爐體動作控制及連鎖保護(hù)；系統(tǒng)故障報警；液壓泵站運(yùn)行控制。爐前操作臺包括爐體出鐵、出渣傾動、爐蓋旋轉(zhuǎn)、水平支撐打開/關(guān)閉、水平鎖定打開/關(guān)閉、三相電極夾緊/放松等，部分功能主操作臺也能控制?，F(xiàn)場操作箱包括爐后操作箱、液壓站操作箱；爐后操作箱能夠現(xiàn)場操作，爐體出鐵/出渣傾動可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場手動啟動停液壓泵和循環(huán)以及加熱器。儀器儀表主要包括各臺柜電量計量儀表和現(xiàn)場儀表。電極調(diào)節(jié)器：電極調(diào)節(jié)器采用PLC調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，PLC調(diào)節(jié)器安裝于電極調(diào)節(jié)器控制柜內(nèi)。主要由PLC、中間繼電器、過流繼電器、電阻、熔斷器、低壓斷路器及其他相關(guān)電氣元件組成。（PLC為西門子產(chǎn)品）。

調(diào)節(jié)器將主操作臺的電極升降控制信號；靈敏度增減信號；爐前臺的爐蓋升降信號以及低壓側(cè)弧流；弧壓信號；變壓器檔位信號；三才相電極上、下限信號；爐蓋上、下限信號等送入調(diào)節(jié)器PLC輸入模塊，經(jīng)PLC軟件程序處理后，模擬量控制輸出通過模塊送給液壓系統(tǒng)的放大板，開關(guān)量輸出經(jīng)中間繼電器再由中間繼電器控制電氣執(zhí)行元件電磁閥，最終控制橫臂升降的目的。PLC電極升降調(diào)節(jié)系統(tǒng)，按照最佳功率曲線進(jìn)行控制，完成冶煉過程自動化。電極升降調(diào)節(jié)系統(tǒng)采用人工優(yōu)先的控制方式。PLC調(diào)節(jié)器主要技術(shù)指標(biāo):電極最大升降速度：電極升降響應(yīng)時間：PLC調(diào)節(jié)器主要技術(shù)指標(biāo):電極最大升降速度：電極升降響應(yīng)時間：電弧電流整頂范圍參數(shù)整定范圍主操作臺上升速度1.6m/min下降速度1m/min啟動時間W0.15S制動時間W0.1S在額定電流的30%—130%連續(xù)可調(diào)非靈敏區(qū)5—10%自適應(yīng)完成高壓真空開關(guān)分和閘；手動/自動操作電極升級；操作變壓器（有載開關(guān)）遠(yuǎn)程換檔；故障復(fù)位；靈敏度調(diào)節(jié)；功率給定調(diào)節(jié)等。計算機(jī)操作站電爐計算機(jī)操作站主要對電爐系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過網(wǎng)絡(luò)總線采集電極升降自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，電爐本體等各種模擬量、開關(guān)量信號、采集的數(shù)據(jù)經(jīng)計算機(jī)處理后，在大屏幕顯示器上實(shí)時顯示各種工況畫面、參數(shù)、曲線，故障報警并可生成和打印生產(chǎn)報表及其它信息。操作站可對電爐進(jìn)行操作和控制，并通過以太網(wǎng)與服務(wù)器進(jìn)行通訊。操作站模擬的工況主要如下：?電極升降位置?供電系統(tǒng)狀態(tài)?液壓系統(tǒng)狀態(tài)?冷卻水系統(tǒng)報警?報警及事故記錄?歷史趨勢?打印報表3電爐主要設(shè)備明細(xì)3.1電爐設(shè)備明細(xì)表序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1電爐變壓器6300kVA/35kV一套有載調(diào)壓2高壓控制系統(tǒng)35kV套

3低壓控制系統(tǒng)套4WPL-Y-YCI調(diào)節(jié)器套5工控機(jī)套研華6短網(wǎng)套7大截面水冷電纜套6根8銅鋼復(fù)合導(dǎo)電橫臂套9爐體套10電極升