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兰炭生产硅铁(三)之兰炭生产硅铁的效果

发布时间:2019-01-23 11:04:01 浏览人数:747

生产硅铁的碳质还原剂主要有冶金焦、石油焦、沥青焦、烟煤和木炭(或木块),其中冶金焦用得最多,后四种主要用于生产工业硅,烟煤和木炭常与冶金焦搭配用于生产硅钙合金。为了降低硅铁生产成本和提高产品质量,我国从20世纪70年代开始,对兰炭制硅铁进行了一系列工业性试验,并在生产中得到广泛应用。

一、褐煤兰炭生产硅铁。

用褐煤兰炭冶炼75%硅铁的兰炭特性。通过多段回转炉(MRF)热解得到的褐煤兰炭,其水分和挥发分较原煤有较大幅度的下降,全硫略有降低,兰炭的固定碳含量是原煤的1.7倍。这说明MRF热解工艺对褐煤有提高质量的作用。

兰炭的比电阻和反应活性直接关系到冶炼产品的电耗和产量褐煤兰炭的比电阻为3.2 × 106Ω•mm 2/m,950℃煅烧时比电阻为4280Ω•mm 2/m,比目前普遍使用的小粒冶金焦比电阻(1000~2000Ω•mm 2/m)要高得多。化学活性94%,也高于小粒冶金焦(35%~60%)。兰炭灰分以SiO2为主,高达54.64%。Al2O3含量较低,仅为16.74%,这对降低硅铁的铝含量较为有利。另外,兰炭的粒度主要在1~6mm之间(占73.6%),无需破碎,可直接人炉,降低了生产成本。由于兰炭具有比电阻大、反应活性好、Al2O3含量低及粒度适宜等特点,非常适于作为小型矿热炉炼硅铁的还原剂。

试验过程中除褐煤兰炭代替部分冶金焦外,其他条件未做任何改变。试验共进行了21天,试验过程中发现,随着兰炭配人量的增加,硅铁炉炉况变好,刺火减少,工人劳动强度下降,吨硅铁电耗降低。兰炭具有较高的比电阻和反应性能,这是其'冶金

焦搭配使用时降低硅铁电牦、提高日产量的主要原因,因为褐煤本身强度和热稳定性较差、导致褐煤兰炭的粒度较小,绝大部分为0~6 mm(约占90%),而且兰炭的强度较低,活性较大,由此可使配入兰炭后的硅铁炉可能出现透气性不好、炉底缺碳及兰炭烧损大等现象。通过1800 KVA矿热炉冶炼试验发现,在一定范围内配入兰炭后炉子透气性良好,没有出现炉底缺碳和兰炭烧损大等现象。

分析认为,褐煤兰炭虽然粒度较小,但其密度较小(约450~550 g/ml),结构疏松,兰炭本身的大中孔也较多,所以并不会影响电炉的透气性。由于兰炭是与冶金焦搭配使用,冶金焦的反应性能较差,所以只要搭配比例合适,不会出现炉底缺碳现象。兰炭与冶金焦的替换比不随兰炭配入量的增加而增加,而是稳定在1.20左右,该数值恰好与两者应用基固定碳之比(79.22/66.57=1.19)相近,这说明兰炭的烧损与冶金焦接近。导致兰炭烧损不大的原因可能与配人兰炭后电极下插较深、炉料疏松、透气性好及炉况稳定有直接关系。

试验表明兰炭的理想配入量为占还原剂中固定碳的30%~70%,在该范围内硅铁炉炉况好,兰炭烧损少,产量增加0.221~0.311 t/( d•炉),吨硅铁电耗下降537~649 kw•h,产品的合格率增加。因此采用褐煤兰炭代替部分冶金焦炼硅铁,是小型硅铁炉降耗、增产、提高产品质量的一条好途径。

二、烟煤兰炭生产硅铁。

采用陕西省府谷县老高川烟煤兰炭冶炼低铝75%硅铁,老高川兰炭最突出特点是灰分低,灰中Al2O3含量低,适于冶炼低铝硅铁。在一台5MVA电炉上全部使老高川兰炭进行冶炼。此期间电炉运行平稳,电极深插,料面透气性好,火焰均匀,吃料快,无刺火、结焦现象,且产量、质量均有所提高,低铝硅铁比例增大。

试验表明使用老高川兰炭冶炼低铝硅铁,与以前相比较,具有兰炭价格低,能降低电耗(下降260kw•h左右)、提高产量等特点。

经过30多年的研究和发展,兰炭制硅铁的生产技术日益成熟。


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