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    礦熱爐爐生產錳硅合金底損壞解決方案

    文章出處:正耐實業耐火磚廠家 /?發表時間:2019-09-21


    錳硅合金是煉鐵工業生產中優良的除氧劑,在有色金屬生產制造中總產值占第2位,是有色金屬中較為關鍵的類別合金。隨之錳硅合金礦熱爐爐型的不斷發展,出現的鐵水穿底安全事故也越來越大,剖析討論錳硅合金爐底溫度上升的緣故,進而具體分析爐底燒穿安全事故的緣故,降低和防止爐底燒穿安全事故,對錳硅合金的平穩生產制造和成本費的減少擁有關鍵實際意義。


    礦熱爐大小取決于生產的規模和工藝,需要進行詳細的計算和設計。

    礦熱爐煉硅錳合金原理:
    在爐料的冶煉受熱過程上,爐料中的錳和鐵的高價氧化物在爐料區被高溫分解或CO還原成低價氧化物,到1373~1473K時,高價氧化錳逐漸被充分還原成MnO,全部的FeO進一步還原成Fe;MnO比較穩定,只能用碳進行直接還原,由于爐料中SiO2較高,MnO還沒來得及還原就與之反應結合成了低熔點的硅酸錳。因此,MnO的還原反應實際上是在液態爐渣的硅酸錳中進行的。

    硅酸錳的狀態和熔點為:
    MnO+ SiO2=MnSiO3 t熔=1250℃
    2MnO+ SiO2=Mn2SiO4 t熔=1345℃

    由于錳與碳能天生穩定的化合物Mn3C,用碳直接還原得到的是錳的碳化物Mn3C。其反應式是:
    MnOoSiO2+4/3C=1/3Mn3C+ SiO2+CO↑爐料中的氧化鐵比氧化錳輕易還原,預先出來的鐵與錳形成共熔體(MnoFe) 3C,極大地改善了MnO的還原條件。

    隨著溫度的增高,硅也被還原出來,其反應是:
    SiO2+2C= Si+2CO↑
    由于硅與錳能夠天生比Mn3C更穩定的化合物MnSi,當還原出來的Si碰到Mn3C時,Mn3C中的碳就被置換了出來,造成合金中碳量下降,其反應式為:
    1/3 Mn3C + Si =MnSi+1/3C
    隨著還原出來的硅含量的進步,碳化錳受到破壞,合金中的碳含量進一步降低。

    用碳從液態爐渣中還原生產錳硅合金的總反應式為:
    MnO·SiO2+3C= MnSi +3CO↑
    △Gθ=3821656.6-2435.67T

    爐料中的磷的氧化物在較低溫度下即被還原,還原反應按下式進行:
    △Gθ=85100-81.32T
    其開始反應溫度為773℃,爐料中的磷約有75%進進合金。

    在錳硅合金的冶煉過程中,為了改善硅的還原條件,爐料中必須有足夠的SiO2,以保證冶煉過程始終處在酸性渣下進行;但是,假如渣中SiO2過量,又會造成排渣困難,通常冶煉錳硅合金的爐渣成分為:(SiO2)=34%~42%
    ,(CaO+MgO)/ SiO2=0.6~0.8,(Mn)<8%。
      
    1、錳硅合金對爐底碳磚的腐蝕
      
    ①錳硅合金的密度很大
      因為錳硅合金的密度很大,而相對密度很大的合金對爐底炭塊的侵蝕、腐蝕要比較嚴重的多,相對密度很大的合金熔渣對炭塊間隙的滲透作用都是很大的,因此錳硅合僉的爐底較別的合金的爐底使用壽命要短的多②錳硅合金易和碳磚產生增炭反映
      錳能夠和炭轉化成Mn7c3、Mn3C、Mn23C6,在其中Mn3C還是錳硅冶煉廠不可或缺的正中間物氣。
      
    ②錳硅合金生產制造中較低的渣酸堿度對炭磚腐蝕比較嚴重錳硅合金冶煉廠時通常為偏酸堿性渣實際操作,而炭磚抗偏堿渣的工作能力較強,抗酸性渣的工作能力較差,因此錳硅合金冶煉廠全過程中,渣對炭磚的腐蝕比別的合金要比較嚴重的多。
      
    2、爐底溫度的測量和減溫
      如今大中型礦熱爐在設計構思時都具備爐底溫度檢測和減溫對策,但應用生產廠家仍沿用小爐型的實際操作方法,對爐底溫度的測量和減溫高度重視的不足,經常是爐底溫度過高,爐底厚鋼板發燙標紅時才采取有效減溫,這時爐底已產生了不可逆性形變,減溫對策只有減緩爐底安全事故的產生,但爐襯的使用壽命將會好多好多減少。
      
    ①爐底溫度的測量
      爐底溫度的測量能夠在爐底砌墻時預埋件熱電阻,熱電阻能夠埋在三相電電級產生的坩堝區域下方,由于這里溫度是爐底傳輸較大的位置,熱電阻溫度的操縱區段依據熱電阻埋的深度1決策,當熱電阻插在髙鋁磚與黏土磚中間,深度1250?300mm時,熱電阻溫控在600~800℃中間小于600℃爐底能夠終止減溫,適度提髙爐底溫度,降低發熱量損害,進而提升溫度控制、節能減排;熱電阻溫度高過800℃時,傳輸到爐底厚鋼板的發熱量較多,爐底厚鋼板、爐底支掉工型鋼會遇熱形變,進而爐底射火磚層也會形變裂開,這時應提升爐底減溫。
      
    ②爐底的減溫
      爐底的減溫町以用風冷式或水冷散熱,因為水冷散熱項目投資大且存有很大的安全風險因此用離心風機水冷卻比較常見。
      根據爐底減溫能夠使爐底厚鋼板和爐底支撐鋼處在有效的溫度,維持鋼的鍵度,依據凝結襯基本原理根據爐底減溫能夠使炭磚的環境溫度小于鐵水渣的凝結溫度,那樣就在耐火保溫材料的表層產生一凝結的保護層厚度。
      
    3、錳硅礦熱爐在設計構思中應留意的好多個難題
      錳硅合金冶煉廠的某些特有的特性,規定錳硅礦熱爐的設計構思要有別于別的的有色金屬爐或電石爐。
      
    ①耐火保溫材料要有充足的保溫實際效果
      設計構思時應做詳盡的隔熱測算,測算取值爐底厚鋼板的溫度不可超出350°C,設計構思時的測算統計數據是爐墻選料和砌墻薄厚的根據。通常情況下具體受耐火保溫材料品質和砌墻品質的危害,測算統計數據存奔必須的偏差,設計構思時要考慮到這類偏差要素。
      
    ②設計構思中需有爐底測溫、減溫計劃方案很多錳硅合金爐由于爐底溫度過髙,造成的耐火磚變軟下移和爐底:
      形變下移,爐墻下移必定會造成炭磚層的形變移位,最后的結果就是說鐵水滲入穿底。如果不是爐底的溫度測量紀錄就沒法分辨穿底安全事故是什么時候產生的,也大自然沒法分辨是先穿底后爐底溫度上升,還是先爐底溫度升商形變后穿底。對事故原因的分辨和防止沒法開展。因此爐底的溫度測量、減溫設計構思并不是無關緊要的,也不可以因縮小運營成本而省去③爐底支撐點工型鋼需有充足的熱抗壓強度
      不銹鋼板材的抗壓強度隨之溫度的上升而驟降,當溫度超過350℃、500℃、600℃時,不銹鋼板材的抗壓強度各自降低1/3、1/2、1/3,當載重不銹鋼板材在500℃溫度下超出15分鐘就會形變坍塌,因此設計構思時要考慮到支撐點工型鋼的遇熱后的抗壓強度轉變,必需時加厚型爐底或考慮到隔熱保溫實際效果不錯的耐火保溫材料。
      
    4、爐底的砌墻
      在耐火保溫材料及格的狀況下,爐墻砌墻品質對爐底使用壽命危害十分大,因此在爐墻砲筑全過程中必須要嚴格執行設計構思規定和GBJ211工業電爐砌筑工程工程施工與施工驗收規范的規定用心砌墻。
      全部耐火保溫材料均要確保及格,通常生產廠家對耐火磚和炭磚的品質規定較高,而對射火土、縫糊的檢査關不緊,假如彼此之間的酎火度和成份的差別很大時,點爐后就會造成裂痕。
      耐火保溫材料和保溫材料非常是鎂質原材料要避免返潮,多雨地域的耐火保溫材料堆積要有防水防雨對策,耐火保溫材料中水分過大,熔爐需要的時間還要增加。
      爐墻的砌縫是爐墻中最基礎薄弱的階段,爐襯使用壽命在必須水平上在于砌縫的品質,無縫拼接砌墻時要當場預砌、挑磚、寬縫處要嚴苛縫糊搗打加工工藝,砌墻當場必須維持淸潔,堅決杜絕臟物滲入。
      
    5、熔爐
      新砌墻的爐墻中帶有足量的水分,假如不歷經熔爐立即加料生產制造則在髙溫下水蒸汽的揮發澎漲會使爐襯形變或裂開。另一個在炭磚周邊的搗打糊料存有必須的間隙,歷經熔爐可讓其熔融、焦化廠產生高密度的總體,提升爐襯的使用壽命。
      熔爐全過程中必須要維護好炭磚避免空氣氧化,熔爐全過程中在耐火保溫材料100℃上下隔熱保溫有益于水分的揮發,在300?500℃中間比較慢的提溫有益于搗打料的結焦。針對立即電熔爐的點爐實際操作必須要嚴格執行合閘曲線圖實行。
      
    6、錳硅合金的冶煉廠實際操作
      錳能夠和炭反映轉化成多種多樣錳炭化學物質,假如回爐廢料在調料全過程中缺炭或部分調料不勻稱都是加重錳和炭磚的反映,對爐底導致腐蝕。
      操作流程中以便提髙SiO2反映性,通常潦酸堿度操縱在0.5?0.7中間,可是過低的酸堿度會使渣溶點減少,炭磚與渣層中間的凝結襯不容易產生,渣對炭磚的腐蝕線也同歩下沉,渣對炭磚的腐蝕加重。
      
    7、總結
      
    ①爐底設計構思中砌墻原材料的選料不科學,爐底薄厚不夠等緣故易使爐底溫度升商。
      
    ②對爐底溫度測量高度重視不足,無爐底減溫對策使爐底溫度不斷升髙產生爐底形變下移,最后造成穿底安全事故。
      
    ③耐火保溫材料不過關,爐底特別是在是磚縫處砌墻品質不過關也易產生鐵水穿底安全事故。
      
    ④耐火保溫材料水分過大,熔爐時提溫過快都是導致爐底裂開的緣故之首。
      
    ⑤冶煉廠實際操作不科學都是導致穿底安全事故的緣故之首。
     
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