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矿热炉炉生产锰硅合金底损坏解决方案

文章出处:正耐实业澳门永利娱城app下载 /?发表时间:2019-09-21


锰硅合金是炼铁工业生产中优良的除氧剂,在有色金属生产制造中总产值占第2位,是有色金属中较为关键的类别合金。随之锰硅合金矿热炉炉型的不断发展,出現的铁水穿底安全事故也越來越大,剖析讨论锰硅合金炉底溫度上升的缘故,进而具体分析炉底烧穿安全事故的缘故,降低和防止炉底烧穿安全事故,对锰硅合金的平稳生产制造和成本费的减少拥有关键实际意义。


矿热炉大小取决于生产的规模和工艺,需要进行详细的计算和设计。

矿热炉炼硅锰合金原理:
在炉料的冶炼受热过程上,炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被高温分解或CO还原成低价氧化物,到1373~1473K时,高价氧化锰逐渐被充分还原成MnO,全部的FeO进一步还原成Fe;MnO比较稳定,只能用碳进行直接还原,由于炉料中SiO2较高,MnO还没来得及还原就与之反应结合成了低熔点的硅酸锰。因此,MnO的还原反应实际上是在液态炉渣的硅酸锰中进行的。

硅酸锰的状态和熔点为:
MnO+ SiO2=MnSiO3 t熔=1250℃
2MnO+ SiO2=Mn2SiO4 t熔=1345℃

由于锰与碳能天生稳定的化合物Mn3C,用碳直接还原得到的是锰的碳化物Mn3C。其反应式是:
MnOoSiO2+4/3C=1/3Mn3C+ SiO2+CO↑炉料中的氧化铁比氧化锰轻易还原,预先出来的铁与锰形成共熔体(MnoFe) 3C,极大地改善了MnO的还原条件。

随着温度的增高,硅也被还原出来,其反应是:
SiO2+2C= Si+2CO↑
由于硅与锰能够天生比Mn3C更稳定的化合物MnSi,当还原出来的Si碰到Mn3C时,Mn3C中的碳就被置换了出来,造成合金中碳量下降,其反应式为:
1/3 Mn3C + Si =MnSi+1/3C
随着还原出来的硅含量的进步,碳化锰受到破坏,合金中的碳含量进一步降低。

用碳从液态炉渣中还原生产锰硅合金的总反应式为:
MnO·SiO2+3C= MnSi +3CO↑
△Gθ=3821656.6-2435.67T

炉料中的磷的氧化物在较低温度下即被还原,还原反应按下式进行:
△Gθ=85100-81.32T
其开始反应温度为773℃,炉料中的磷约有75%进进合金。

在锰硅合金的冶炼过程中,为了改善硅的还原条件,炉料中必须有足够的SiO2,以保证冶炼过程始终处在酸性渣下进行;但是,假如渣中SiO2过量,又会造成排渣困难,通常冶炼锰硅合金的炉渣成分为:(SiO2)=34%~42%
,(CaO+MgO)/ SiO2=0.6~0.8,(Mn)<8%。
  
1、锰硅合金对炉底碳砖的腐蚀
  
①锰硅合金的密度很大
  因为锰硅合金的密度很大,而相对密度很大的合金对炉底炭块的侵蚀、腐蚀要比较严重的多,相对密度很大的合金熔渣对炭块间隙的渗透作用都是很大的,因此锰硅合佥的炉底较别的合金的炉底使用寿命要短的多②锰硅合金易和碳砖产生增炭反映
  锰能够和炭转化成Mn7c3、Mn3C、Mn23C6,在其中Mn3C還是锰硅冶炼厂不可或缺的正中间物气。
  
②锰硅合金生产制造中较低的渣酸碱度对炭砖腐蚀比较严重锰硅合金冶炼厂时通常为偏酸碱性渣实际操作,而炭砖抗偏碱渣的工作能力较强,抗酸性渣的工作能力较差,因此锰硅合金冶炼厂全过程中,渣对炭砖的腐蚀比别的合金要比较严重的多。
  
2、炉底温度的测量和减温
  如今大中型矿热炉在设计构思时都具备炉底温度检测和减温对策,但应用生产厂家仍沿用小炉型的实际操作方法,对炉底温度的测量和减温高度重视的不足,经常是炉底溫度过高,炉底厚钢板发烫标红时才采取有效减温,这时炉底已产生了不可逆性形变,减温对策只有减缓炉底安全事故的产生,但炉衬的使用寿命将会好多好多减少。
  
①炉底温度的测量
  炉底温度的测量能够在炉底砌墙时预埋件热电阻,热电阻能够埋在三相电电级产生的坩埚区域下方,由于这里溫度是炉底传输较大的位置,热电阻溫度的操纵区段依据热电阻埋的深度1决策,当热电阻插在髙铝砖与黏土砖中间,深度1250?300mm时,热电阻温控在600~800℃中间小于600℃炉底能够终止减温,适度提髙炉底溫度,降低发热量损害,进而提升温度控制、节能减排;热电阻溫度高过800℃时,传输到炉底厚钢板的发热量较多,炉底厚钢板、炉底支掉工型钢会遇热形变,进而炉底射火砖层也会形变裂开,这时应提升炉底减温。
  
②炉底的减温
  炉底的减温町以用风冷式或水冷散热,因为水冷散热项目投资大且存有很大的安全风险因此用离心风机水冷却比较常见。
  根据炉底减温能够使炉底厚钢板和炉底支撐钢处在有效的溫度,维持钢的键度,依据凝结衬基本原理根据炉底减温能够使炭砖的环境温度小于铁水渣的凝结溫度,那样就在耐火保温材料的表层产生一凝结的保护层厚度。
  
3、锰硅矿热炉在设计构思中应留意的好多个难题
  锰硅合金冶炼厂的某些特有的特性,规定锰硅矿热炉的设计构思要有别于别的的有色金属炉或电石炉。
  
①耐火保温材料要有充足的保溫实际效果
  设计构思时应做详尽的隔热测算,测算取值炉底厚钢板的溫度不可超出350°C,设计构思时的测算统计数据是炉墙选料和砌墙薄厚的根据。通常情况下具体受耐火保温材料品质和砌墙品质的危害,测算统计数据存奔必须的偏差,设计构思时要考虑到这类偏差要素。
  
②设计构思中需有炉底测溫、减温计划方案很多锰硅合金炉由于炉底溫度过髙,造成的耐火砖变软下移和炉底:
  形变下移,炉墙下移必定会造成炭砖层的形变移位,最后的結果就是说铁水渗入穿底。如果不是炉底的温度测量纪录就没法分辨穿底安全事故是什么时候产生的,也大自然没法分辨是先穿底后炉底溫度上升,還是先炉底溫度升商形变后穿底。对事故原因的分辨和防止没法开展。因此炉底的温度测量、减温设计构思并不是无关紧要的,也不可以因缩小运营成本而省去③炉底支撑点工型钢需有充足的热抗压强度
  不锈钢板材的抗压强度随之溫度的上升而骤降,当溫度超过350℃、500℃、600℃时,不锈钢板材的抗压强度各自降低1/3、1/2、1/3,当载重不锈钢板材在500℃溫度下超出15分鐘就会形变坍塌,因此设计构思时要考虑到支撑点工型钢的遇热后的抗压强度转变,必需时加厚型炉底或考虑到隔热保温实际效果不错的耐火保温材料。
  
4、炉底的砌墙
  在耐火保温材料及格的状况下,炉墙砌墙品质对炉底使用寿命危害十分大,因此在炉墙砲筑全过程中必须要严格执行设计构思规定和GBJ211工业电炉砌筑工程工程施工与施工验收规范的规定用心砌墙。
  全部耐火保温材料均要确保及格,通常生产厂家对耐火砖和炭砖的品质规定较高,而对射火土、缝糊的检査关不紧,假如彼此之间的酎火度和成份的差别很大时,点炉后就会造成裂痕。
  耐火保温材料和保温材料非常是镁质原材料要避免返潮,多雨地域的耐火保温材料堆积要有防水防雨对策,耐火保温材料中水分过大,熔炉需要的時间还要增加。
  炉墙的砌缝是炉墙中最基础薄弱的阶段,炉衬使用寿命在必须水平上在于砌缝的品质,无缝拼接砌墙时要当场预砌、挑砖、宽缝处要严苛缝糊捣打加工工艺,砌墙当场必须维持淸洁,坚决杜绝脏物渗入。
  
5、熔炉
  新砌墙的炉墙中带有足量的水分,假如不历经熔炉立即加料生产制造则在髙温下水蒸汽的挥发澎涨会使炉衬形变或裂开。另一个在炭砖周边的捣打糊料存有必须的间隙,历经熔炉可让其熔融、焦化厂产生高密度的总体,提升炉衬的使用寿命。
  熔炉全过程中必须要维护好炭砖避免空气氧化,熔炉全过程中在耐火保温材料100℃上下隔热保温有益于水分的挥发,在300?500℃中间比较慢的提温有益于捣打料的结焦。针对立即电熔炉的点炉实际操作必须要严格执行合闸曲线图实行。
  
6、锰硅合金的冶炼厂实际操作
  锰能够和炭反映转化成多种多样锰炭化学物质,假如回炉废料在调料全过程中缺炭或部分调料不匀称都是加重锰和炭砖的反映,对炉底导致腐蚀。
  操作流程中以便提髙SiO2反映性,通常潦酸碱度操纵在0.5?0.7中间,可是过低的酸碱度会使渣溶点减少,炭砖与渣层中间的凝结衬不容易产生,渣对炭砖的腐蚀线也同歩下沉,渣对炭砖的腐蚀加重。
  
7、总结
  
①炉底设计构思中砌墙原材料的选料不科学,炉底薄厚不够等缘故易使炉底溫度升商。
  
②对炉底温度测量高度重视不足,无炉底减温对策使炉底溫度不断升髙产生炉底形变下移,最后造成穿底安全事故。
  
③耐火保温材料不过关,炉底特别是在是砖缝处砌墙品质不过关也易产生铁水穿底安全事故。
  
④耐火保温材料水分过大,熔炉时提温过快都是导致炉底裂开的缘故之首。
  
⑤冶炼厂实际操作不科学都是导致穿底安全事故的缘故之首。
 
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