硅錳合金冶煉中常用碳質(zhì)還原劑的分類、特性、選用準(zhǔn)則與碳質(zhì)焦電阻率影響因素

硅錳合金冶煉中常用碳質(zhì)還原劑的分類、特性、選用準(zhǔn)則與碳質(zhì)焦電阻率影響因素電爐碳熱冶煉中碳質(zhì)還原劑不但作為冶煉還原的還原劑更是作為電能轉(zhuǎn)換熱能的重要載體。在生產(chǎn)運(yùn)行中還原劑的合理使用是平衡兼顧整個冶煉氛圍中還原、熱能兩個當(dāng)量關(guān)系的重要因素。目前硅錳冶煉中常用的碳質(zhì)還原劑一般為蘭炭、冶金焦、化工焦炭。一、常用碳質(zhì)還原劑的分類及特性蘭炭：鐵合金起初有用木炭做還原劑，隨著環(huán)境保護(hù)，生態(tài)建設(shè)意識的加強(qiáng)，使木炭的采購越來越困難，價格也大幅度增加。隨之，出現(xiàn)“蘭炭”，蘭炭的最大優(yōu)勢是活性好，低灰、低揮發(fā)，熱量高。缺點(diǎn)是蘭炭的反應(yīng)點(diǎn)低，持續(xù)時間短，礦石熔點(diǎn)高，反應(yīng)慢，在還原過程中交融點(diǎn)不一，造成蘭炭使用量大，不能完全滿足礦石反應(yīng)的需要。冶金焦：以鋼廠使用為主，在鐵合金企業(yè)里，一般和蘭炭配用，起到指標(biāo)中和的作用，彌補(bǔ)蘭炭強(qiáng)度低、還原點(diǎn)低的問題。1/5這種焦使用的比例，完成全根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗和爐型來調(diào)配，比例要合適，冶金焦多了，礦熱爐電極操作困難，爐體上方溫度過高，甚至出現(xiàn)除塵布袋接湖的情況。化工焦：他強(qiáng)度、反應(yīng)性低于冶金焦，高與蘭炭。它綜合了冶金焦和蘭炭的優(yōu)點(diǎn)，形成目前鐵合金企業(yè)使用最為廣泛的焦種。二、碳質(zhì)焦電阻率的影響因素碳素材料的性質(zhì)不同，結(jié)晶轉(zhuǎn)化溫度也不同。無煙煤、石油焦、焦炭容易石墨化，其石墨化過程在2000℃時結(jié)束，木炭在2500℃時亦不能充分達(dá)到石墨的性質(zhì)。變質(zhì)程度差的揮發(fā)分高的弱粘煤制成的焦炭，高溫電阻率大。成焦溫度煉焦溫度對石墨化程度的影響很大，煉焦溫度越高，石墨化的程度也愈大，電阻率愈小。煉焦時間：煉焦時間愈長，石墨化程度也愈高，電阻率愈小?；曳趾蛽]發(fā)物：灰分和揮發(fā)物對電阻率也有一定影響，一般情況下，灰分和揮發(fā)分高者，其比電阻也大，但灰分和揮發(fā)分愈高，則固定碳愈低。密度：碳素材料的電阻與其密度成直線關(guān)系，密度愈小，電阻愈大。三、冶煉中選用碳類的基本準(zhǔn)則2/51、選用電阻率大、化學(xué)活性好的還原劑。電阻率高的焦炭可增大爐料電阻，使電極下插深度增加，高溫區(qū)下移，反應(yīng)區(qū)擴(kuò)大，通過料層的分路電流減小，大部分電流通過電極端部弧光區(qū)，使電極端部有很高的有效功率，這些因素都使逸出氣體和料面溫度降低，從而提高了電爐熱效率，降低了電耗。2、最好不要使用單一的還原劑，而要采用多種還原劑，把幾種還原劑的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，常常在一個爐上使用三種，甚至四種不同的碳質(zhì)還原劑。木炭或木塊能起到擴(kuò)大坩堝作用，同時煤的使用效果也很好。組合還原劑可以滿足不同溫度范圍反應(yīng)的需要。幾種還原劑組合包括同一種還原劑不同粒度和不同還原劑不同粒度組合。3、盡量不使用大鋼廠篩下一、二級冶金焦，因其煉焦溫度高時間長，強(qiáng)度好，導(dǎo)電性好，石墨化程度高，化學(xué)活性差，如果使用可以使用焦化廠生產(chǎn)的三級或等外焦，雖然可能固定碳低但其活性好，電阻大適合鐵合金電爐使用。往往固定碳78-80%可能好于固定碳大于85%的焦炭，主要問題在于活性。4、金焦強(qiáng)度好電阻小活性差，蘭炭強(qiáng)度及化工焦差活性好電阻大，二者有機(jī)搭配主要解決導(dǎo)電、活性、強(qiáng)度問題，發(fā)揮各自優(yōu)點(diǎn)，使混合后爐料電阻更趨于合理同時又能保證爐底不缺碳。3/55、依據(jù)不同碳類的石墨化性能合理選用碳種。碳素材料在高溫成焦過程和冶煉中性質(zhì)發(fā)生變化，即產(chǎn)生不同程度的石墨化。石墨化開始溫度為1600℃，于2500℃時結(jié)束，也就是說石墨化開始的溫度范圍也正是鐵合金在電爐中生產(chǎn)時進(jìn)行還原反應(yīng)的溫度，石墨化性能越好，則碳素材料的化學(xué)活性越差，比表面和電阻越小。通常把還原劑分為：非石墨化類（木塊、木炭、褐煤焦＞3000）、弱石墨化類（煤氣焦、半焦、硅石焦2000-3000）、石墨化類（小型焦?fàn)t冶金焦1500-2000）、強(qiáng)石墨化類（大型焦?fàn)t冶金焦、石油焦＜1500）。四、提高原料電阻的三因數(shù)：1、爐料配熱系數(shù)：這因素在一般情況下，特別是當(dāng)爐底結(jié)構(gòu)的絕熱水平一定的的情況下，固然為一個常數(shù)。但當(dāng)?shù)捉Y(jié)構(gòu)的絕熱水平提高后，它也可相應(yīng)提高。因為，分配到熔池的熱能，有部分是以“熱流”形式經(jīng)過爐底絕熱層而向大氣散失掉的，提高爐底絕熱水平后，則“熱流”有所減少，相應(yīng)之下，進(jìn)入爐內(nèi)的熱能，便可多分配給爐料區(qū)而不影響熔池的正常工作，這就提高了“爐料配熱系數(shù)”，從而也提高了產(chǎn)品電阻常數(shù)。4/52、爐料比電阻：這一因素是大有文章可做的，也是三因素中的主要成分。3、電極的心距倍數(shù)：提高了它，便