硅錳合金礦熱爐操作供熱、供電、渣型選擇、渣量控制制度

硅猛合金礦熱爐(電爐、電弧爐)操作供熱、供電、渣型選擇、渣量控制制度一、硅猛合金冶煉生產(chǎn)技術(shù)供熱制度生產(chǎn)一般采用“保Mn兼Si”的還原供熱制度。1、 Mn還原供熱制度：Mn還原的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件為：MnO+C直接還原的熱力學(xué)條件：121427°C時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。各種碳化鐳的形成：當(dāng)MnO和碳共同存在時(shí)會優(yōu)先形成MnCo它們的反應(yīng)在t=900—1350°C下優(yōu)先形成。各種硅酸鐳的形成：當(dāng)MnO和SiO：共同存在時(shí)，必然優(yōu)先形成mMnO?nSiO2,反應(yīng)在t二1200?1450°C下進(jìn)行。當(dāng)形成mMnO?nSiO2后,(MnO)+(sio2)+(3+x)c的各種反應(yīng)在t=1300—1450oC時(shí)進(jìn)行反應(yīng)。由于Mn的特性：Mn在121450oC就開始揮發(fā)。因此為制定“保證Mn各種反應(yīng)”進(jìn)行，必須提供t=1450?1550°C的反應(yīng)溫度才能使Mn的各種反應(yīng)順利進(jìn)行，但又須控制t>1550°C來防止Mn的揮發(fā)的供熱制度。2、 Si還原供熱制度：S102+C反應(yīng)的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件如下：(l)SiO2和C的直接還原反應(yīng)在t^l592°C時(shí)進(jìn)行，在保Mn還原所要求的還原溫度下是不可能進(jìn)行的。(2)Si的還原只能是在MnO-SiO2成渣過程進(jìn)行Si的各種反應(yīng)。當(dāng)t二1400°C,在MnO：Si02=2：1之前，硅的還原速大。即在1500°C時(shí)，直到比值為MnO：SiO=l：1之前，硅的還原速度依然大。當(dāng)血被還原出來后，在成渣過程的同時(shí)硅也開始被還原出來。(3)當(dāng)形成液態(tài)硅酸鐳渣后，渣中硅酸猛和C在多變的因素下進(jìn)行反應(yīng)，如：當(dāng)MnO?S1O2+3C時(shí)，在t>1295°C反應(yīng)產(chǎn)物為鐳硅合金；當(dāng)MnO?S1O2+4C,在t>1430°C時(shí)反應(yīng)產(chǎn)物為SiC、Mn；在t>1395°C時(shí)。反應(yīng)4MnSiO+5C生成鐳的碳化物的可能性比反應(yīng)4MnSiO3+17C時(shí)生成碳化物的可能性要大。所以，在Mn制定的反應(yīng)溫度下，Si的還原是相當(dāng)困難和復(fù)雜的，此即猛硅合金冶煉的最大難度之一。3、冶煉硅猛合金供熱制度：傳統(tǒng)“保Mn兼Si”的還原供熱制度給錨硅合金冶煉造成較大的難度。在實(shí)踐生產(chǎn)中“強(qiáng)Si保Mn”的還原供熱制度，更有利于操作的順行、指標(biāo)的優(yōu)化。既強(qiáng)化Si的還原又能確保Mn的還原和防止Mn的揮發(fā)的供熱制度。因此，在鎰硅合金冶煉中重在抓住“Si的還原”對冶煉起“主導(dǎo)作用”。二、硅猛冶煉中的供電制度傳統(tǒng)“保Mn兼Si”的還原供熱制度。必須要選用“三低一深”的供電制度，“低電壓一低電流密度一低的單位有效功率及深插電極”，自始至終由電提供1450?1550°C的冶煉溫度，在確保Mn還原過程中兼顧Si的還原。根據(jù)實(shí)踐生產(chǎn)運(yùn)行表明傳統(tǒng)的供電制度存在一定缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在：無用功增大，使功率因數(shù)值降低；長期運(yùn)行縮小反應(yīng)區(qū)并使其上移；反應(yīng)區(qū)的上移形成底部溫度降低，必然使各種反應(yīng)不能充分進(jìn)行，因而造成熔渣的增多和剩余的焦炭堆積在爐底（熔渣+殘C層）使?fàn)t底上漲；最后電極難以下插而上抬。經(jīng)過實(shí)踐生產(chǎn)和研究，日常操作運(yùn)行中應(yīng)該采用提高二次電壓，強(qiáng)化電極做功，即使優(yōu)化爐內(nèi)用電關(guān)系中的弧阻分配，來實(shí)現(xiàn)強(qiáng)硅保鐳的還原供熱制度，以促進(jìn)硅鐳冶煉的順行。提高二次電壓后電弧加長有功增加，可以提高反應(yīng)區(qū)的溫度和擴(kuò)大反應(yīng)區(qū)的大小，進(jìn)而可以改善和提高各物相得反應(yīng)進(jìn)行。同時(shí)也可以有效的控制爐底上漲問題，進(jìn)而穩(wěn)定電極的深插使其處于較好的工作狀態(tài)。三、渣型與渣量的處理在鐳硅合金冶煉過程中所形成的自然渣和MnO與SiO接觸形成硅酸鐳不可避免，最終猛硅合金的冶煉變?yōu)槿墼?C之間的冶煉反應(yīng)；因此對渣型、渣量的控制和渣的處理必須給予高度重視。熔渣中的反應(yīng)是受多種因素的束縛、限制。如：反應(yīng)MnSi03+3C=MnSi+3C0t21295°C才能進(jìn)行反應(yīng)。當(dāng)C含量高時(shí)：MnSiO3+4C二Mn+SiC+3C0,t$1430°C反應(yīng)才能進(jìn)行。當(dāng)硅酸猛的比值改變和C量高時(shí)：4MnSiO3+5C=4SiO2+Mn4C+CO(>1395°C)生成合金的碳化物的可能性比反應(yīng)4MnSiO3+17C=4SIC+MmC+12C0(t>1540°C)生成碳化物的可能性要大。由此可見猛硅合金的冶煉最終變?yōu)橐簯B(tài)渣中的硅酸鐳和C之間的反應(yīng)，使冶煉過程復(fù)雜化。1、 渣型選擇：選擇正確合理的渣型實(shí)質(zhì)上是選擇正確合理的爐渣堿度，此為直接影響爐況的順行和影響各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素。由于原材料的不同，帶人的各種氧化物有所不同，形成自然渣的堿度也發(fā)生變化，應(yīng)加入熔劑(50、白云石)調(diào)整。二元渣R=0.6一0.8、三元渣R二0.8~1.1即可。2、 渣量的控制：爐料熔融過程中形成自然渣不可避免，但減少M(fèi)n礦和硅石的接觸機(jī)率形成硅酸錨和提高硅的還原而減少渣中二氧化硅的量可以控制，熔劑的加入量也要盡量的控制，盡可能做到不加熔劑為好，如：加入CaO對Mn的還原較為有利但對Si還原不利，總的反應(yīng)為4MnSi03+4Ca0+5C=Mn4C+4CaSi03+4C0ot>724oC就可以進(jìn)行