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冶炼操作规程
半封闭电炉锰硅合金
冶炼操作规程
1范围本标准规定了本企业半封闭电炉锰硅合金生产的冶炼操作、遵循标准、电极使用、用电制度、设备维护等工艺要领。
本标准适用于本企业半封闭电炉锰硅合金生产的冶炼操作过程。
2冶炼工艺操作
2.1配料
2.1.1配料计算见附录A。
2.1.2每批料以1000kg锰矿石为基础,人工拉料。
2.1.3配料操作人员必须时刻跟踪配料全过程,要求各种原料称量准确,若发现超差、超载、配料故障等现象应及时通知有关人员处理。
2.1.4根据炉况、原料、合金成份和排渣情况的变化,及时调整配料比例。
2.2冶炼操作
2.2.1为维护正常炉况,必须按照“深电极,满负荷”的要求进行操作。
2.2.2经常检查冷却水系统的出水温度、水压,管道有无堵塞,发现异常情况要及时区别并进行处理。
2.2.3经常检查悬挂系统、导电系统的工作状况和运行情况,发现异常情况要及时区别并进行处理。
2.2.4根据原料条件、电极位置、炉渣碱度、渣量、合金成分、炉膛各部位的温度变化情况,对冶炼过程进行综合分析、判断和处理。
2.2.5不正常炉况的处理正常炉况的标志:
炉料均匀熔化下沉,电流稳定,三相电极均匀下插,不翻渣、不冲火,产品成份稳定,各项技术经济指标良好;炉渣渣型合理,炉渣成份及碱度合适,渣中含锰量小于6.5%,出炉排渣顺畅,渣量适中。
不正常炉况的处理
还原剂过剩
特征:
电极插入浅,上抬过快,局部塌料,刺火严重,炉盖温度上升;化料减慢,出铁、排渣不畅,渣中含锰低,合金含硅偏高。
处理方法:
减少料批中焦炭比例,必要时可一次性加入不带焦炭的空料。
2.2.5.2.2还原剂不足特征:
负荷用不满,电极下插过深,渣中含锰量过高,合金含硅下降,渣量增大,合金量减少等。
处理方法:
增加料批中焦碳比例,必要时可一次性附加焦碳。
2.2.5.2.3渣稠:
主要表现在电极电流波动大,排渣困难。
应检查还原剂的配入量是否过多,电极工作端是否够长,锰矿石中AI2O3含量是否过高,炉渣碱度是否偏低等,并酌情处理。
渣子太稀,渣量过大:
应适当增加料批焦碳的比例,或减少熔剂比例。
炉内刺火、塌料、翻渣:
主要表现在电极电流波动大;炉内温度上升;除检查炉渣粘稠,排渣困难的各种因素外,还应检查入炉原料是否粉末太多等,并酌情处理。
合金成份不正常
锰低:
应适当增加焦炭比例,减少硅石比例,或提高入炉锰矿石的Mn/Fe值。
2.2.5.2.6.2硅低正常炉况下,应适当增加焦炭和硅石用量。
磷高
应调整锰矿石的P/Mn值。
原料成份变化或混料时,应弄清情况改用合适的原料。
出铁口有电极头堵塞,应设法排除;出炉有大量半熔化生料流出,可在出铁口上部炉料中加入大块回炉铁渣;炉眼过大时,应及时更换出铁口,并进行修
炉况长时间不正常,坩埚缩小,炉口冒渣,电极端部削尖且电极工作端变短:
应改善原料配比,降低二次电压,改炼低硅合金,待炉况恢复正常后转炼高硅合金。
2.3出铁浇注
2.3.1半封闭电炉冶炼锰硅合金,在正常情况下每班出炉1炉,每次出炉时间为15~20分钟。
2.3.2出炉前必须详细检查盛铁盆,盆嘴是否堵塞,出炉堵眼用的各种工具、材料是否齐全等。
2.3.3盛铁盆敷上黄沙、石灰水才能使用。
2.3.4出铁前应预先启动出炉排烟除尘系统,出完炉后应及时关闭;炉眼一般用电烧穿,必要时用氧气烧穿。
2.3.5出铁时要根据铁水流量用炭棒控制流股,防止偏流、大冲流、跑铁或冲坏炉前设施。
2.3.6出铁口要保持里小外大,堵眼前出铁口不能存留残渣。
2.3.7堵耙和泥球大小,要与出铁口尺寸相当,堵眼余量一般为200~300mm。
2.3.8泥球制作:
新眼可用60%黄泥和40%的焦粉拌合均匀;旧眼用60%黄泥、20%电极糊和20%焦粉拌合均匀,亦可根据炉眼具体情况调整比例。
2.3.9取样及检查:
锰硅合金在浇注后的中间锭模的中层取样,分析Mn、Si;每天取渣样一
次,分析MnO、SiO2、CaO、MgO、AI2O3。
浇注后的铁水冷凝后,将产品吊运至精整间,分班堆放。
合金冷凝后第二天依牌号精整,精整时要将合金表面夹渣剔刷干净,精整产生的达到产品标准粒度要求的干净碎合金应计量入库,带有残渣及达不到粒度标准要求的要及时回炉。
2.4电极的制作、使用及维护
2.4.1电极糊及电极糊加工
电极糊加入电极壳之前,块度应加工到100×100以下,加工过程必须保持干净,不得夹带灰尘和杂质,且不能与其它种类或批次的电极糊相混。
2.4.2电极壳制作要求焊接良好,整根电极壳要求平整、光滑、垂直无孔隙,不能有明显凸部位,每节电极壳间的筋片要对准焊牢。
2.4.3电极糊添加
正常情况下,电极糊的添加应按1500mm±的糊柱高度控制,每班用软胶线低压灯检查两次,及时添加,并做好记录。
糊柱高度应以铜瓦上沿至电极糊表面的高度进行测算。
2.4.4电极压放
机械压放应根据工作端长度和电极位置来确定,正常压放量设定为
100~200mm次/班,低负荷运行,在30分钟后逐步用满负荷。
需要增大压放量必须有关人员同意,并严格按电极焙烧制度要求用电。
2.4.5电极事故与处理
硬断:
当断头很短,停电将断头拉出炉外或坐下断头,适当压放电极继续用电,然后采取适当压放量的办法,逐渐恢复至正常工作端长度;若断头较长,应立即停电,拉出断头,压放电极并进行坐死焙烧,即将焙烧相电极坐死不动,负荷控制靠调整电压级和其它二相电极来实现,用电及工作制度由有关人员确定。
软断:
当电极发生软断时,应立即分闸停电,适当下坐电极查找软断部位。
若电极糊仍在大量溢出,应采取措施堵塞孔洞使之不漏,清除炉内电极糊块(量小可不清理),“坐死”焙烧该相电极,焙烧好后吊起电极,低负荷运行30分钟内运行升满负荷。
若断头无法接上,在清除电极糊后应拉出断头,在软断部位的电极壳下端焊接一锥形有底电极筒,装入电极糊块,放长电极按坐死焙烧程序重新焙烧电极。
悬糊:
发现悬糊,用钢绳挂上重锤从电极筒顶部往下夯砸。
2.5用电制度及设备维护
2.5.1电炉正常生产时,应选择合适的二次工作电压与电极电流,按电炉变压器使用规程进行用、停电操作。
保持三相电极的位置、电流平衡,做到不超负荷、不偏相。
2.5.2用电中途需要停电时,要将电极电流降到额定值的1/3以下才能分闸,紧急事故允许在操作电流下分闸,但需记录原因。
重新合闸送电时必须提升电极,控制合闸冲击电流在额定电流的1/2(最高不许超过额定值)以下合闸,然后将电流缓慢升至额定电流。
2.5.3每小时记录电压、电流、油温、电度等数据。
2.5.4注意大套、铜瓦、料管、炉盖、侧板和水冷烟道的冷却水量、水压和温度,出水温度不能超过50℃,发现问题要及时处理。
2.5.5避免炉内翻渣、塌料或刺火造成设备损伤和安全事故。
2.5.6定期检查并保持铜瓦底端料面的高度不小于200mm,以免烧坏铜瓦。
2.5.7经常检查液压或气压系统工作状态,防止漏油或气和管道堵塞;检查炉体金属构件有无漏电现象,发现问题要及时处理。
2.5.8经常检查积水箱水流大小和尘物状况,发现问题要及时处理。
2.6停开炉操作
2.6.1重新合闸用电之前,要经电气人员确认设备完全处于正常状态才能合闸。
2.6.2短期停开炉操作
停电时间在8小时以内:
将电流降至额定值的1/3以下分闸,停电后将电极坐回原位(时间太短可不坐回去),关小铜瓦冷却水,用电时按用电制度合闸。
停电时间在3天以内:
决定停电时,应出炉将炉内铁水和炉渣出炉排尽,将电流降至额定值的1/3以下分闸,停电后将电极坐回原位并定期活动电极,以免被炉渣凝结。
用电时按用电制度合闸。
停电时间在3~5天:
决定停电时,应出炉将炉内铁水和炉渣排尽,按停电3天的停电程序操作,将电极尽可能插入炉内,随后往炉内均匀铺加500~1000kg焦炭,关闭炉门,定期活动电极以免被炉渣凝结。
停电打炉:
停电前12小时开始降料面,8小时开始停止电极压放和控制配料,降低电流分闸,打开炉门,将电极吊离料面一定高度自然冷却,向炉内打水,开始着手打炉的各项准备工作。
2.6.3新开炉操作
准备工作
全面检查电炉各部件及所属设备完好齐全后,方可开炉。
烘炉及焙烧电极先用铁栅栏沿炉墙围成一圆,将电极坐至炉底,松开大套并吊至上限,向围栏内加入木材、上面加50~70mm厚的块焦,在木材上浇上一定量的废柴油;每相电极加入粒度为50~100mm的电极糊,糊柱高度达到铜瓦上沿;用泥球堵好出铁口;调整好铜瓦冷却水量;确认无误后方可点火焙烧电极。
2.6.3.2.2焙烧电极:
点火要从炉心开始,然后全面引燃。
电极焙烧过程中,各班要及时测量糊柱高度,并根据测量情况,及时补加电极糊,最后应保持1500mm±的糊柱高
度。
预计烘烤48小时后,电极焙烧长度达1800mm以上,可转入带电焙烧电极和烘炉。
电烘炉:
用电前先尽量取出围栏;把电极倒拔至工作端为1800mm±处;将变压器二次电压调整至合理级数;再次检查设备并空载送电2次,确认无误后即可用电;电烘炉时间约10~12小时(据电极烧结程度灵活掌握),其用电制度如下:
序号
用电时间(h)
一次侧电流(
1
2
有负荷即可
2
3
≤20~30
3
3
≤30~50
4
2
≤50~60
5当用电负荷达60A,确认电极与炉衬焙烧好,可转入投料生产。
投料生产加料后应逐步提高料面,同时避免料面上升过快,并配入正常料生产。
冶炼初期采取强炭操作(一般比正常料强10%,配料前必须估算炉内烘炉后的残留焦炭,配料时作相应增减),然后根据炉内冶炼的情况逐步调整至正常料比。
待投料冶炼16小时,耗电8万kwh左右,即可开眼出第一炉,根据出炉后合金成份调整炉料,确保产品质量。
然后按正常出炉时间出炉。
2.7出铁口的使用和维护
2.7.1开眼操作用铁杆开眼时,先开出铁口上边,铁水流出后,逐步往下扩大。
用电烧穿时,先烧中心靠上边部位。
用氧气烧穿时,氧气管要向上缓慢向前推,不得用力过猛。
用开、堵眼机时严格按照开堵眼机的操作规程进行。
2.7.2堵眼操作堵眼前要将出铁口残渣清除干净,然后进行堵塞。
出铁口要保持里小外大的圆锥体。
炉眼要尽量堵紧堵深,堵后炉眼要有200mm以上的余量。
堵眼用泥球要拌合均匀,干湿合适,制成圆锥体,大小应与出铁口的尺寸相适应。
2.7.3出铁口、流槽的维护与修补
流槽炭砖要长于流嘴钢板100mm,流槽深度过半后应及时更换。
每炉出铁后,要除净残渣,刷上石灰乳。
侵蚀严重部位,要及时用电极糊修补。
出铁口太大时,应换眼出炉,并60%的电极糊粉末配制泥球进行封眼。
封眼48小时后即可修补,修补方法如下:
用炭棒通电烧眼,烧眼深度不小于500mm,并清除周围残渣;用圆锥形铁筒装满焦粉,装放在原来炉眼位置;炉眼外部砌上耐火砖,其高度应超过空腔位置;用碎电极糊灌满内腔,熔化后继续添补,确保烧结后内腔全充满。
出铁口附近炉壳发红,应立即打开出铁口,并根据情况进行堵塞。
如果不能继续使用,必须更换出铁口。
炉壳烧穿时,应立即打开出铁口,并对烧穿处进行修补。
出铁口炉墙炭砖损坏严重,不能从外面修补时,应停电把内墙附近炉料挖空,清除墙上结渣,围上钢板,用电极糊充填修补。
附录A:
配料计算(示范)
A1计算依据
A1.1产品成份(%):
Mn:
66
Si:
18C:
1.4
P:
0.15
A1.2原料成份(%):
A1.2.1锰矿石(富锰渣):
入炉锰矿石名称富锰渣:
烧结矿:
磁烧矿:
焙烧矿:
澳矿
入炉矿石配比(%)30
30
20
10
10
混合矿成份(%):
MnFeP
SiO2
CaOMgO
AI2O3
Mn/Fe
P/Mn
33.65.00.065
22.7
4.651.85
8.1
6.5
0.0019
A1.2.2焦炭(%):
固定碳:
80,挥发份:
5,灰分:
15,水份:
6,灰份中:
SiO2:
45%,CaO:
4%,MgO:
1.2%
A1.2.3硅石:
SO2:
96%;
A1.2.4白云石:
CaO:
28%MgO:
25%;
A1.3计算参数
A1.3.1元素分配:
(%)
元素
入合金
入渣
挥发
Mn
81
10
9
Fe
95
5
0
Si
45
48
7
P
85
5
10
A1.3.2出铁口排炭及炉口烧损共约10%。
A1.3.3炉渣碱度[R]=(CaO+MgO0/SiO2=0.70
A2计算(以100kg混合锰矿石基准);
A2.1焦炭用量:
(1)反应:
MnO+C=Mn+CO33.6×12×(0.81+0.09)=6.6(kg)
(2)反应:
SiO2+2C=Si+2CO
33.6×0.81×0.18×24(0.45+0.07)/(0.66×28×0.45)=7.35(kg)
(3)反应:
FeO+C=Fe+CO5×12×0.95/56=1.0(kg)
(4)合金渗碳:
33.6×0.81×0.014/0.66=0.58(kg)
(5)焦碳用量:
(0.58+1.0+7.35+6.6)/(0.8×0.9×0.94)=22.95(kg)
A2.2硅石用量:
[33.6×0.81×0.18×60/(0.66×0.45×28)—(22.7+22.95×
0.94×0.15×0.45)]/0.96=11.65(kg)
A2.3熔剂(白云石)用量:
[(22.7+14.2×0.96)×0.5×0.7—(4.65+1.85)]/(0.25+0.28)=11.5(kg)
A3料批组成:
混合锰矿:
1000kg,焦炭:
230kg,硅石:
58kg,白云石:
58kg。
附录B
筑炉规程
B1炉底砌筑耐火砖前需用规格为1000×1000×10的石棉板两层平铺于炉底,并找平。
然后用规格为230×113×65的耐火砖平砌一层,用耐火粉填缝并找平,第二层侧砌,第三层平砌,第四层砌,第五层平砌,第六层、七层侧砌,每层之间错开60°,砖缝应小于2mm。
B21~7层炉底耐火砖与炉壁之间应留有20~30mm的空隙,应耐火骨料填充,紧靠炉壁用规格为1000×1000×10的石棉板两层作绝热铺垫。
B3炉底耐火砖砌筑完后,需砌相应高度的炉墙耐火砖紧靠石棉板,用230×113×65、230×113×65/45、230×113/94×65的耐火砖立砌,然后平砌,最后用规格为1000×400×400、1200×400×400、1500×400×400、2000×400×400的炭砖砌筑,炭砖与炉墙之间的空隙为50~60mm,空隙用电极糊打筑严实。
B4第二层炉底炭砖的砌筑与第一层相同,两层间错开60°。
完毕后,用1000×400×400炭砖紧靠炉墙粘土砖砌筑炉墙,炉墙炭砖间留有60~70的空隙,空隙用电极糊打筑严实。
然后砌筑第三层炉底炭砖,砌筑方法与第一层相同。
砌筑完毕后,炉底用电极糊打筑成50~100mm厚的锅底。
B5炉墙炭砖砌筑完毕后,用高铝质的釜头砖、刀口砖、标砖平砌七层,最后用粘土质、耐火砖砌筑,每层收缩50mm,炉墙耐火砖(2977mm以下)、炉墙炭砖以上的炉墙耐火砖部分均采用湿砌,粘结剂为磷酸与耐火粉的水混合物。
附录C
9000kVA封闭电炉主要参数
变压器容量(kVA)
9000
一次侧电压(kV)
10
炉壳直径(mm)
7000
一次侧电流(A)
519.6
炉壳高度(mm)
4000
二次侧电压(V)
120
炉膛直径(mm)
5200
二次侧电流(A)
43301
炉膛深度(mm)
2200
功率因数
0.85
电极直径(mm)
860
冷却水(t/h)
180+
极心圆直径(mm)
2350
电极升降速度(m/min)
0.5
出铁口个数(个)
2
电极行程(mm)
1200
出铁口夹角(度)
150
极心距(mm)
2250
炉盖高度(mm)
1500/1230
极间距
1350
附录D:
变压器主要技术参数
电压级
一次电压
二次电压
一次电流
二次电流
功率
kV
V
A
A
kVA
1
10
140
519.6
37115
9000
2
10
135
519.6
38490
9000
3
10
130
519.6
39970
9000
4
10
125
519.6
41569
9000
5
10
120
519.6
43301
9000
6
10
115
519.6
45184
9000
7
10
110
519.6
47238
9000
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