还原剂的选择对75%硅铁冶炼具有非常重要的意义,优质还原剂不仅能使冶炼顺畅,而且对于增产节能,提高产品质量,改善各项经济指标都有重要作用。本文介绍了在5MVA硅铁电炉生产条件下,以单种内蒙低温焦代替气煤焦、冶金焦试用的过程。结果表明,不仅成本低廉,而且冶炼中炉况正常、耗电降低,产品含铝量下降,取得了较好的经济效益。
内蒙低温焦特性分析
试验所用的内蒙低温焦是a以低灰分、变质程度浅的高挥发分优质弱粘煤作原料,采用人工堆积、低温烧制工艺制成的土焦。它与其它几种焦炭的主要物理化学性质见表1和表2。
表1 焦炭化学成分(%)
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项目
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固定碳
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挥发分
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灰分
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灰分成分
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100kg焦炭带入Al量,kg
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SiO2
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Al2O3
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Fe2O3
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CaO
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MgO
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P2O5
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|||||
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内蒙低温焦
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81.74
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7.81
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10.45
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41.97
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15.39
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14.27
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14.56
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1.78
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0.34
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1.608
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冶金焦
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82.89
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1.24
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15.87
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50.50
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35.39
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6.79
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2.61
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1.19
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0.39
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5.616
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气煤焦
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83.98
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3.92
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12.10
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24.87
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11.57
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30.35
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11.54
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4.94
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0.17
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1.395
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半焦
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82.32
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6.25
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11.43
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55.36
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18.85
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20.89
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2.47
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2.10
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0.31
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2.154
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表2 焦炭主要物理性能
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项目
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内蒙低温焦
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冶金焦
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气煤焦
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半焦
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比电阻(Ω·mm2/m)
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2871
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1458
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3164
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2157
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机械强度
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较差
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好
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较差
|
较差
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从表1和表2可见,内蒙低温焦灰分及其三氧化二铝含量较低,比电阻明显高于冶金焦和半焦,但机械强度差。反应活性虽未测定,因其挥发分和气孔率高,一般地来说,其反应活性比冶金焦要好。
从理论上看,由于内蒙低温焦三氧化二铝含量较低,故从焦炭灰分中还原出的铝量也相应减少,从而能够降低产品的含铝量。反应性能好,比电阻大,则能使电极深而稳地插入炉料中,有利于加快炉内各种化学反应速度及化学平衡,促进液、固相之间的传质和传热过程,提高电能利用率,增加产量,降低产品电耗。但是内蒙低温焦的强度低、易碎,可能会导致炉口的碳烧损增加,炉料层的中上部消耗较快,出现炉底缺碳现象,给冶炼带来一定影响。然而对于以人工操作为主的中小型电炉来说,炉膛较浅,炉况便于控制,如能采取相应措施,就可弥补该焦的这一缺点。
使用内蒙低温焦的生产情况及效果
在对内蒙低温焦特性分析的基础上,在5MVA电炉上同时使用单一内蒙低温焦代替全部气煤焦、冶金焦和半焦进行生产。所用电炉的主要参数列于表3。
表3 电炉主要技术参数
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变压器容量
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5MVA
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极心圆直径
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1900mm
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一次电压
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10kV
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炉膛直径
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4000mm
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二次电压
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100~120V
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炉膛深度
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1800mm
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电极直径
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700mm
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炉型
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敞口式
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在生产的最初阶段,电炉日产、电耗和产品含铝量都不太理想,均比使用前差。其原因主要是:冶炼操作上还未能及时适应原料的变化,对全部使用内蒙低温焦后引起的电气特性、炉料烧结、热分布及炉况变化等尚需找出对策;内蒙低温焦的成分和水分波动大,而且在使用中焦炭未筛去粉末,烧损严重,配入量不足;焦炭的平均入炉粒度正处在摸索阶段。
针对使用初期出现的问题,采取了及时稳定内蒙低温焦的成分及水分,尽量减少配料及操作上的误差,合理选用入炉焦炭的平均粒度并筛去焦炭粉末等措施,炉况开始逐渐好转,电极能深插,实现了满负荷、低料面操作,料面松软、冒火均匀,减少了刺火、翻渣、烧结等不正常现象。经过几年实践,电炉的技术指标有了很大改观,综合能耗及生产成本明显降低,达到了挖潜增效的目的。
用内蒙低温焦冶炼75%硅铁,由于原料中的总铝量下降,故合金含铝量也有不同程度的降低,可以保证产品达到出口硅铁标准。根据75%硅铁所划分的牌号,将我厂历年的产品铝含量符合率列于表5。
由于内蒙低温焦属于土焦,其价格便宜,仅为350元/吨,而冶金焦470元/吨,气煤焦480元/吨。吨铁焦炭的成本见表6。
表6 吨铁焦炭成本
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项目
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内蒙低温焦
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气煤焦:半焦
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冶金焦
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1:1
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2:1
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吨铁焦耗(t/t)
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1.20
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1.11
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1.05
|
1.05
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吨铁焦炭成本(元/t)
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420
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504
|
487
|
494
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