炼钢工艺过程
2019-01-08 09:52:30
造渣:调整钢、铁生产中熔渣成分、碱度和粘度及其反应能力的操作。目的是通过渣-金属反应炼出具有所要求成分和温度的金属。例如氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作是为了生成有足够流动性和碱度的熔渣,以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下,并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小。
出渣:电弧炉炼钢时根据不同冶炼条件和目的在冶炼过程中所采取的放渣或扒渣操作。如用单渣法冶炼时,氧化末期须扒氧化渣;用双渣法造还原渣时,原来的氧化渣必须彻底放出,以防回磷等。熔池搅拌:向金属熔池供应能量,使金属液和熔渣产生运动,以改善冶金反应的动力学条件。熔池搅拌可藉助于气体、机械、电磁感应等方法来实现。
电炉底吹:通过置于炉底的喷嘴将N2、Ar、CO2、CO、CH4、O2等气体根据工艺要求吹入炉内熔池以达到加速熔化,促进冶金反应过程的目的。采用底吹工艺可缩短冶炼时间,降低电耗,改善脱磷、脱硫操作,提高钢中残锰量,提高金属和合金收得率。并能使钢水成分、温度更均匀,从而改善钢质量,降低成本,提高生产率。
熔化期:炼钢的熔化期主要是对平炉和电炉炼钢而言。电弧炉炼钢从通电开始到炉料全部熔清为止、平炉炼钢从兑完铁水到炉料全部化完为止都称熔化期。熔化期的任务是尽快将炉料熔化及升温,并造好熔化期的炉渣。
氧化期和脱炭期:普通功率电弧炉炼钢的氧化期,通常指炉料溶清、取样分析到扒完氧化渣这一工艺阶段。也有认为是从吹氧或加矿脱碳开始的。氧化期的主要任务是氧化钢液中的碳、磷;去除气体及夹杂物;使钢液均匀加热升温。脱碳是氧化期的一项重要操作工艺。为了保证钢的纯净度,要求脱碳量大于0.2%左右。随着炉外精炼技术的发展,电弧炉的氧化精炼大多移到钢包或精炼炉中进行。
精炼期:炼钢过程通过造渣和其他方法把对钢的质量有害的一些元素和化合物,经化学反应选入气相或排、浮入渣中,使之从钢液中排除的工艺操作期。
还原期:普通功率电弧炉炼钢操作中,通常把氧化末期扒渣完毕到出钢这段时间称为还原期。其主要任务是造还原渣进行扩散、脱氧、脱硫、控制化学成分和调整温度。目前高功率和超功率电弧炉炼钢操作已取消还原期。
炉外精炼:将炼钢炉(转炉、电炉等)中初炼过的钢液移到另一个容器中进行精炼的炼钢过程,也叫二次冶金。炼钢过程因此分为初炼和精炼两步进行。初炼:炉料在氧化性气氛的炉内进行熔化、脱磷、脱碳和主合金化。精炼:将初炼的钢液在真空、惰性气体或还原性气氛的容器中进行脱气、脱氧、脱硫,去除夹杂物和进行成分微调等。将炼钢分两步进行的好处是:可提高钢的质量,缩短冶炼时间,简化工艺过程并降低生产成本。炉外精炼的种类很多,大致可分为常压下炉外精炼和真空下炉外精炼两类。按处理方式的不同,又可分为钢包处理型炉外精炼及钢包精炼型炉外精炼等。
钢液搅拌:炉外精炼过程中对钢液进行的搅拌。它使钢液成分和温度均匀化,并能促进冶金反应。多数冶金反应过程是相界面反应,反应物和生成物的扩散速度是这些反应的限制性环节。钢液在静止状态下,其冶金反应速度很慢,如电炉中静止的钢液脱硫需30~60分钟;而在炉精炼中采取搅拌钢液的办法脱硫只需3~5分钟。钢液在静止状态下,夹杂物上浮除去,排除速度较慢;搅拌钢液时,夹杂物的除去速度按指数规律递增,并与搅拌强度、类型和夹杂物的特性、浓度有关。
钢包喂丝:通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂,如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能。
钢包处理:钢包处理型炉外精炼的简称。其特点是精炼时间短(约10~30分钟),精炼任务单一,没有补偿钢水温度降低的加热装置,工艺操作简单,设备投资少。它有钢水脱气、脱硫、成分控制和改变夹杂物形态等装置。如真空循环脱气法(RH、DH),钢包真空吹氩法(Gazid),钢包喷粉处理法(IJ、TN、SL)等均属此类。
钢包精炼:钢包精炼型炉外精炼的简称。其特点是比钢包处理的精炼时间长(约60~180分钟),具有多种精炼功能,有补偿钢水温度降低的加热装置,适于各类高合金钢和特殊性能钢种(如超纯钢种)的精炼。真空吹氧脱碳法(VOD)、真空电弧加热脱气法(VAD)、钢包精炼法(ASEA-SKF)、封闭式吹氩成分微调法(CAS)等,均属此类;与此类似的还有氩氧脱碳法(AOD)。
惰性气体处理:向钢液中吹入惰性气体,这种气体本身不参与冶金反应,但从钢水中上升的每个小气泡都相当于一个“小真空室”(气泡中H2、N2、CO的分压接近于零),具有“气洗”作用。炉外精炼法生产不锈钢的原理,就是应用不同的CO分压下碳铬和温度之间的平衡关系。用惰性气体加氧进行精炼脱碳,可以降低碳氧反应中CO分压,在较低温度的条件下,碳含量降低而铬不被氧化。
预合金化:向钢液加入一种或几种合金元素,使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。多数情况下脱氧和合金化是同时进行的,加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧,转化为脱氧产物排出;另一部则为钢水所吸收,起合金化作用。在脱氧操作未全部完成前,与脱氧剂同时加入的合金被钢水吸收所起到的合金化作用称为预合金化。
成分控制:保证成品钢成分全部符合标准要求的操作。成分控制贯穿于从配料到出钢的各个环节,但重点是合金化时对合金元素成分的控制。对优质钢往往要求把成分精确地控制在一个狭窄的范围内;一般在不影响钢性能的前提下,按中、下限控制。
增硅:吹炼终点时,钢液中含硅量极低。为达到各钢号对硅含量的要求,必须以合金料形式加入一定量的硅。它除了用作脱氧剂消耗部分外,还使钢液中的硅增加。增硅量要经过准确计算,不可超过吹炼钢种所允许的范围。
终点控制:氧气转炉炼钢吹炼终点(吹氧结束)时使金属的化学成分和温度同时达到计划钢种出钢要求而进行的控制。终点控制有增碳法和拉碳法两种方法。
出钢:钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中。
生铁的分类
2018-05-11 20:12:17
钢铁材料通常是指铁碳合金,按含碳量的大小分类,含碳量(质量分数)大于2%的为生铁,小于2%的为钢,含碳量(质量分数)小于0.04%的为工业纯铁。1.生铁的分类(见表1.1)表1-1生铁的分类分类方法 分类名称 说 明1.按用途分 (1)炼钢生铁 炼钢生铁是指用于平炉、转炉炼钢的生铁,一般含硅量较低(不大于1.75%),含硫量较高(不大于0.07%),质硬而脆,断口呈白色,也称白口铁(2)铸造生铁 铸造生铁是指用于铸造各种生铁铸件的生铁,一般含硅量较高(达3.75%),含硫量稍低(不大于0.06%),断口呈灰色,也称灰口铁2.按化学成分分 (1)普通生铁 普通生铁是指不含其他合金元素的生铁,如炼钢生铁、铸造生铁均属此类(2)特种生铁 1)天然合金生铁——用含有共生金属的铁矿石或精矿、用还原剂还原而制成的一种特殊生铁,可用来炼钢及铸造2)铁合金——在炼铁时特意加入其他成分的元素,炼成含有多种合金元素的特种生铁,其品种较多,如锰铁、硅铁、铬铁等,是炼钢的原料之一,也可用于铸造 注:成分含量皆指质量分数。
冶金电炉
2019-01-04 11:57:16
生产交流单相单、双极串联两用电渣炉结构合理,配置优化,有独特的短网单、双极大电流转换开关 , 操作方便 , 维护简单 , 运行稳定可靠。可实现化渣、单级冶炼、双级冶炼。其结构形式有:1. 双臂交替单工位 ( 结晶器固定 2. 双臂交替单工位 ( 结晶器底台车移动 等。传动方式有: 1. 液压传动 ( 升降、旋转、电极夹持、底台车移动、开关油缸 。 2 机械传动 ( 球形丝杠升降、悬臂伸缩、悬臂旋转、手动夹紧 。控制系统: 液压为电液伺伏系统,机械为变频调速。规格有: 0.5t 、 1t 、 1.5t 、 3t 、 5t 、 10t 、 15t 、 20t 等。变压器类型: 无载有级调压、带载有级调压、带载无级调压、 T 型变压器等。变压器功率和调压级数需根据工艺要求、电渣坯截面直径尺寸商定。此类型电渣炉已在实际生产过程中产生较高的生产效率和良好的经济效益。
电炉处理废铅
2019-02-20 09:02:00
电炉处理再生含铅质料是先进的工艺。电炉熔炼与鼓风炉熔炼处理废铅蓄电池及再生烧结质料比较,明显的长处是焦耗低。往炉猜中参加的焦炭量只确保炉中进行复原反响的需求。这样,使用空气焚烧焦炭已无必要,成果,生成的烟气少了,削减了炉尘的排出量和烟气净化的费用。电炉熔炼时,大大削减了热丢失,既随废气又随废渣的热丢失将削减60%。
图1 鼓风炉复原熔炼铅烧结块、再生质料和返料的工艺流程图
图2 鼓风炉熔炼废铅蓄电池的工艺流程图
电池法将含铅再生质料处理成铅锑合金的工艺是由全苏有色金属科研设计院等单位研发的。工业规划的苏打复原电熔炼法在列宁诺戈尔斯克铅厂首要选用。此法的特点是在熔炼再生物料时增加苏打、石灰石和含铁物料等熔剂,直接出产契合全苏标准的铅锑合金。
在电炉出产铅锑合金时,熔炼进程中一起进行铅硫酸盐和氧化物同苏打(或许苏打-硫酸盐混合物)及炉料的其它氧化物组分和碳复原剂交互反响。
炉料在电炉的复原环境中熔化并发生出液相;粗铅散布在炉子的下部;冰铜-炉渣的熔体呈较轻相,构成熔体上部。
在电炉中进行的氧化-复原进程的反响进程归结如下:炉猜中有铅的氧化物和硫酸盐化合物,在加热时,它们与固态碳和在碳酸钠存在的条件下发作效果;铅的氧化物、硫酸盐和硅酸盐与铅和钠的硫化物发作效果。[next]
在固相中进行的流程反响进程可用以下流程和反响式表明:
Pb+CO→PbO·CO吸离→PbCO2吸离→Pb+CO2 (1)
PbO·SiO2+CO→PbO·SiO2·CO吸离→Pb·SiO2·CO2吸离→Bb+SiO2+CO2 (2)
2PbO·SiO2+CO→2PbO·SiO2·CO吸离→Pb+Pb·SiO2·CO2→2Pb+SiO2+2CO2 (3)
C+CO2→C+CO2吸离→CO·CO→2CO (4)
PbO+Na2CO3+C→Pb+Na2O+CO2+CO (5)
PbSO4+Na2CO3+3C→Pb+Na2S+3CO2+CO (6)
PbSO4+2C→PbS+2CO2 (203)
Sb2O3+3CO→Sb2O3·3CO吸离→2Sb+3CO2 (7)
与氧化铅基本上是在液相中按下列反响相互效果:
Na2S+3PbO→3Pb+Na2O+SO2 (8)
Na2S+3(2PbO·SiO2)→6Pb+Na2O+SO2+3SiO2+1.5O2 (9)
Na2S+3(Pb·SiO2)→3Pb+Na2O+SO2+3SiO2 (10)
必定数量的氯化物跟着返尘进入炉料。氯化物与硫酸钠在有碳存在的条件下按下列反响相互效果:
PbCl2+Na2CO3+C→Pb+2NaCl+CO2+CO (11)
废钢是炉料的必要的组分,确保硫化铅和硫化锑与铁复原反响的进行:
PbS+Fe←→Pb+FeS (12)
Sb2S3+3Fe←→2Sb+3FeS (13)
冰铜熔体由未进行反响的硫化铅、硫化铁和硫化钢组成。熔体的渣组分由无矿岩的组分(SiO2、CaO、Al2O3)在与碳酸钠相互效果下构成:
Na2CO3+nSiO2←→Na2O·nSiO2+CO2 (14)
Na2SO4+nSiO2←→Na2O·nSiO2+SO3 (15)
mNa2O·nSiO2+CaO←→mNa2O·CaO·nSiO2 (16)
由于再生质猜中无矿岩石的组分含量不高,故单相渣未构成,而成为冰铜-渣熔体的成分。
熔炼产品的分化彻底取决于它的物理学性质。钠质硅酸盐渣熔体溶解极少量的铅和锑,因而熔炼时金属随硫化物渣熔体的丢失不大。铅和锑的化合物在钠质硅酸盐渣熔体中的的溶解度列于表1。
表1 铅和锑的化合物在钠质硅酸盐渣熔体中的溶解表渣的成分(%)温度(℃)铅和锑化合物的平衡浓度(%)PbPbSSbSb2S2SiO2 36.39000.030.270.091.35Na2O 39.510000.0380.290.0092.40CaO 24.212000.039—0.009—SiO2 26.29000.0780.280.211.85Na2O 45.010000.1000.290.193.80CaO 20.311000.16———FeO 20.012000.181.30——SiO2 37.49000.0250.200.303.0Na2O 32.410000.035——3.1CaO 20.311000.035——3.4FeO 9.9
铅和锑的平衡浓度跟着含这两种金属硫化物的体系中温度的升高而增大。二氧化硅含量增高则下降了平衡浓度,往渣体系中参加氧化铁则进步铅的平衡浓度。
熔炼产品的定性别离,考虑到铅和锑两种金属及其渣熔体的硫化物,经过调理炉膛深度而成为可能。依据熔体温度差确保铅、锑、铜的硫化物的熔析,并有用地与冰铜体交互反响。
电熔炼进程的技能指标定于渣熔体的粘度和电导率。二氧化硅含量的进步和渣中氧化钙和含量的下降使渣的粘度增大并使其出炉困难。此外,二氧化硅的含量增高还下降了电导率。[next]
下面列出渣熔体的粘度和电导率与温度的相关联系(SiO231.0%、Na2O35.25%、CaO8.75%、FeO29%):
温度(℃) 750 900 950 1000 1050 1100 1150 1200
粘度(帕·秒) 84 36 24 14 11 80 5.9 3.4 电导率(西·厘米-1) 0.76 1.11 1.61 1.91 — — — — 在工业实践中,对再生铅质料以苏打复原进程进行过电炉熔炼,生成含有SiO228~42%、Na2O28~40%、CaO15~24%、FeO10~20%的冰铜-渣熔体。这样的成分确保得到贫铅的冰铜-渣溶体并进步了铅和锑的回收率。
电炉熔炼的实践 按工艺流程图(图3)将再生质料用电热法处理成含锑的铅。再生质料应契合ГOCT1639~78的要求。用来电炉熔炼的再生质料有:铅和含锑的铅的废料、废铅蓄电池、铅渣、铅泥、拆解蓄铅蓄电池的金属产品。含铅物料的化学成分列于表2。
图3 电炉熔炼含铅再生质料的工艺流程图
表2 电炉熔炼的含铅物料的化学成分(%)物料PbSbCuSAsSnFeSiO2其它废铅块料97.0~99.00.25~0.5——————0.5~2.75含锑的铅废料及块料90.0~95.00.25~0.5————5.0—1.5~4.5废铅蓄电池73.5~88.51.2~4.13.4~3.63.2~7.00.02~0.010.01—1.0~2.01.6~19.2废铅蓄电池崩溃后的金属产品90.0~92.53.0~4.00.20.6~0.880.010.01——3.9~6.4
电炉熔炼成铅锑合金工艺对再生质料的备料提出高要求,这些要求在于要细心进行下列工序:检验、分选、崩溃、熔炼前的预备。在一年的冰冷期间,质料必定要枯燥,剩余水分不超越4%。
在一家工厂里用电炉熔炼的炉料100%是再生质料(铅含量不低于75%)。再生质料总量的4~6%是碳酸钠,1.5~2.0%是石灰石,2~3是铁屑,5~8%是冶金焦炭。焦碳的配比依据熔炼面上发生的厚度为50~100毫米的固定层核算而定。[next]
依据出产下列成分的冰铜-渣熔体的需求来断定炉料成分:Pb3~5%,Fe全23~30%。Cu1.2~3.0%,S12~15%,Na17~20%,SiO27~9%,CaO12~14%,其它7.3~16.0%。渣-冰铜中SiO2的含量在7~9%的水平上,并限于随焦碳灰、铅渣和废铅蓄电池渣棉中的填料而进入。
用板式进料器或许螺旋进料器把炉料装入炉内,送到均匀散布的渣面上,而不构成斜坡。
炉料进入熔体后,开端进行金属的复原反响和生成渣-冰铜熔体的反响。在4~4.5小时内周期性地装入和熔炼炉料。在这个时期,装入炉内27~32吨炉料和返料(尘粒和难熔浮渣)。
熔炼进程在三相三电极电炉里进行了(图4),电极直径为0.3米。电炉的参数如下:
电炉的功率(千伏安) 2300
炉料的单位出产率(吨/米2·昼夜) 9.8
每吨炉料电极耗费(吨) 0.0096~0.011
每吨炉料耗电量(千瓦小时) 600~650
炉底面积(米2) 7.37
熔炼区电炉的尺度(米)
图4 熔炼含铅再生质料的电炉
a-纵剖面;δ-横剖面
宽 1.86
长 3.96
烟气区电炉的尺度(米)
宽 2.1
长 4.2
炉内坚持必要的温度,既考虑到电流经过渣熔体时放出热量,也由于电极和炉料间发生电弧辐射热。
电流经过三根石墨电极进入电炉作业空间,电极终端深化到渣熔体180~450毫米处。
炉膛内的热交换依托渣熔体的对流搅动而得到确保。一起,熔体中的热场适当不均匀。在接近炉壁的当地,电极区确保有最高温度1250~1300℃,在炉底区温度为1000℃,而在炉底(床)温度下降到700℃。温度的不均匀决议了炉料装入的次序。大部分炉料约90%装入接近电极的空间,而少部分(10~15%)装入比较接近炉子的边上。熔池到达1.3~1.4米水平后,开端装入铁屑。熔池温度应不低于1200~1300℃。沉积后,出产出熔炼产品。粗铅放入容积0.7米3的浇包送入精粹车间。渣-冰铜熔体注入钢锭子模,冷却、分隔并入库。熔炼产品的产出率如下:粗铅73~76%,渣-冰铜12~16%,烟气5~7%,碱浮渣0.3%。
下面列出电炉熔炼的技能经济指标:
再生质料 100
苏打(占质料的%) 5.5
石灰石 1.5
废铁 2.9
焦炭 3.8
质料单位熔炼量(吨/米2·昼夜) 8.3
熔炼产品的产出率(占质料的%)
粗含锑铅 74.0
渣-冰铜 13.0
碱浮渣 0.3
在制品蓄电池合金中的回收率(%) 铅 94.2
锑 89.0
在渣-冰铜熔体中的回收率(%)
铅 0.65
锑 2.10
每吨质料耗费的电极(千克) 13.0
电能耗费(千瓦小时/吨质料) 600
温度(℃)
炉膛内 1500
炉顶 900
出产出的铅 860
炉顶下的负压(千帕) 3.0
电热苏打-复原进程是直接出产具有铅和锑回收率高的铅锑合金的有用办法。一起,从质料的综合使用来看,该工艺不能确保充沛提取固若金汤和锡。铜随渣-冰铜的丢失约为91%,锡的丢失约为8~10%。
转炉炼钢新技术
2019-03-04 16:12:50
一、顶底复合吹炼技能
(一)顶底复合吹炼法可分为三类
顶吹氧、底吹惰性气体法,全世界广泛选用此法。
顶底复合吹氧法,日本和欧洲多为选用。
顶底吹氧、喷吹法燃料法,适宜100%废钢。
(二)工艺特色
1、反响速度快、热效率高,可完成炉内二次焚烧。
2、碳氧反响更趋平稳:当吹炼结尾[C]=0.04%时,无复吹的结尾[O]约为900×10-6左右。阐明钢渣的氧化性大为下降,吹炼残Mn明显进步,合金收得率明显进步。
3、吹炼后期强化熔池拌和,使钢-渣反响挨衡,利于脱磷脱硫反响的进行。
4、坚持顶吹转炉成渣速度快和底吹转炉吹炼平稳的两层长处。
5、冶炼低碳钢(C=0.01%~0.02%)时,避免了钢渣过氧化。
(三)复吹转炉的经济效益
1、渣中含铁量下降2.5%~5.0%。
2、金属收得率进步0.5%~1.5%,残Mn进步0.02%~0.06%。
3、磷含量下降0.002%。
4、石灰耗费下降3kg/t~10 kg/t,氧气耗费削减4Nm3/t~6 Nm3/t。
5、进步炉龄,削减耐火材料耗费,归纳经济效益约为6~15元/吨。
二、溅渣护炉技能
溅渣护炉技能是使用高MgO含量的炉渣,用高压氮气将炉渣喷吹到转炉炉衬上,进而凝结到炉衬上,减缓炉衬砖的腐蚀速度,然后进步转炉的炉龄。
(一)技能关键
1、炉内合理的留渣量,一般操控在80~120 kg/t较适宜。
2、炉渣特性操控:
终渣MgO≥8%为宜(特别对镁碳砖转炉)。
FeO取12%~18%为宜。
适宜的炉渣粘度:易溅起、挂渣、均匀又避免炉底上涨、炉膛变形。
3、溅渣操作参数操控
N2气压力与流量与氧气压力、流量相挨近时,作用较好。位高度要根据厂商实践探索,可在1~2.5m之间改变。
溅渣时刻一般为2.5~4min。位夹角大都厂商的实践证明12°比较抱负。
(二)溅渣护炉的经济效益
1、进步炉龄3~4倍以上。
2、进步转炉使用系数2%~4%。
3、下降炉衬砖耗费0.2~1.0kg/t,下降补炉料耗费0.5~1.0 kg/t。
4、减轻工人劳动强度。
5、出资回报率高。我国62座转炉测算出资回收期为1.3年。溅渣护炉的归纳经济效益大约为2~10元/t钢。
(三)溅渣护炉与复吹转炉的联系
关于选用溅渣护炉与复吹冶炼并存的转炉,跟着溅渣后炉龄的进步,炉底相应上涨,影响了底吹透气砖的作业,此刻,底吹透气砖的寿数约为3000炉,这意味着从3000炉今后,复吹作用大大削弱,乃至消失。而溅渣护炉的炉龄远远大于3000炉(现在达2万多炉)。这就是一向重视高纯洁钢,遍及选用复吹技能的日本不愿意选用溅渣护炉技能的原因。现在,炼钢作业者正尽力开发底吹喷嘴长命技能,关键如下:
1、使用底吹喷嘴前蘑菇头的成长和操控技能,完成喷嘴长命化。
2、炉役前期,使用粘渣、挂渣和溅渣敏捷在喷嘴前端生成透气蘑菇头,避免喷嘴烧损。
3、炉役中后期留意操控蘑菇头高度,避免阻塞。
4、对阻塞喷嘴选用复通技能。
柳州冶炼厂锡电炉熔炼工艺实例
2019-02-21 08:58:48
1983年9月在柳州冶炼厂的电炉投入了工业生产。因为电炉熔炼温度高,复原气氛强,烟气量小和烟尘率低,获得了满足的技能经济目标和很好的经济效益。 该厂熔炼烟尘的成分见表1,所用的复原煤成分(%)为:灰分12.53,蒸腾分21.48,C 63.12,S 0.65,SiO2 7.13,CaO 0.46,FeO 1.33。熔剂为:(1)石灰石,含49.56%CaO, 7.13o%MgO;(2)纯碱,含Na2CO398. 5%~99.0%。
表1 柳冶送电炉熔炼的烟尘成分 烟尘类别烟 尘 成 分/ %SnAsSbPbSZnAl2O3SiO2CaOFeO反射炉烟尘
鼓风炉烟尘
精粹烟尘
反、鼓、烟化炉的烟道尘37±
39~46
49.87
32.812.91
3.53
5.71
0.490.2
1.03
0.76
0.451.18
7.05
0.75
0.230.51
2.22
1.88
4.4514.18
3.70
16.67
8.09
0.6323.6
7.08
1.80
6.51.65
0.29
0.16
2.673.09
5.02
4.12
5.25 其生产流程见图1,熔炼产品成分见表2。图1 柳州冶炼厂电炉熔炼生产流程
表2 锡烟尘电炉熔炼产品的成分/ % 产品
称号SnAsSbPbSZnCuBiFeFeOCaOSiO2Al2O3精 锡
富 渣
烟 尘91.34
7.40
22.571.67
0.18
4.191.17
0.17
0.212.79
0.23
1.22
1.400.16
4.09
37.04 1.99
9.99
1.07
9.31
0.24
34.60
1.93
8.28
精 锡
富 渣
烟 尘91.85
3.72
29.051.05
微
2.461.88
0.01
0.183.80
0.50
0.660.135
2.090.17
34.740.314
0.045
0.55
9.94
0.58
14.78
0.33
43.5
2.50
12.92
精 锡甲93.70
乙89.724.171.212.000.29 0.420.0721.01 富 渣
烟 尘8.17
25.240.05
4.09微
0.360.5
0.79
2.23
37.38
11.63
1.0812.04
0.5132.00
1.3810.98
精 锡甲92.53
乙77.201.161.302.420.09 0.1750.030.90 富 渣
烟 尘4.00
26.110.024
4.130.012
0.310.05
1.43
0.75
33.33
9.26
0.5714.56
0.3125.00
1.3013.00
技能数据如下: 电炉: 炉床面积:3.14m2;处理才能:7~9t/d;功率:400kVA 配电准则:熔化造渣期电压120V,电流1900~2000A;放渣后120V,200~300A 炉顶温度:熔化造渣期600~800℃,炼渣期800~1000℃ 电极刺进深度:1/3~2/3渣层厚度;炉内负压:0~29Pa 炉料: 配料:复原煤率10%~12%,硅酸度1.2~2.5,纯碱3% 团粒:要求水分低于5%;粒级小于10mm的粉料不大于20% 进料:分批进料,低料坡熔炼。每2~3h进一批料 熔炼:炉料彻底熔化造渣后即可放锡、放渣。每炉熔炼时刻不超越24h 目标: 锡直收率大于78%;吨料电耗900~1150kW·h;吨料电极耗费小于10kg;炉床才能8~l0t(炉·d);乙锡率23.88%;烟尘率20.3%;收尘功率98. 62%;渣率26. 89%。 锡与锌的分配率见表3,电炉与反射炉熔炼锡烟尘的目标比照见表4。 电炉熔炼产出的二次烟尘中,锌富集至30%以上(见表2),便于提取。由二次烟尘提锌是制备硫酸锌,其生产过程是:高锌烟尘→硫酸浸出→石灰中和→加氧化除铁→加锌粉除铜镉→蒸腾结晶→离心过滤→ZnSO4·7H2O。硫酸浸出渣富集着锡则回来电炉熔炼。假如浸出渣含铟较高则可参加10%无烟煤,在1000~1050℃下进行复原焙烧,进一步蒸腾铟。富集的铟尘用浸出法收回铟。铜镉渣用于提镉。
表3 电炉熔炼锡烟尘时锡与锌的分配率项目粗锡炉渣烟尘丢失Sn/ %
Zn/ %82.23
0.751.31
2.4115.83
90.590.63
6.25
表4 柳冶电炉与反射炉熔炼锡烟尘的目标比照 熔炼炉类型直收率/ %粗锡档次/ %乙锡率/ %渣率/ %渣含锡/ %二次烟尘的锡、锌含量炉子寿数/月炉床才能/t.d-1.m-2吨粗锡的原材料耗费/元Sn/ %Zn/ %反射炉熔炼54.478.4410044.8511.203417.48三个月小修0.88950电炉熔炼82.290.2923.926.893.452635.3612个月还未修3400
电炉生产镍铁技术
2019-01-04 09:45:48
1)采用镁质材料筑炉,在筑炉过程中要配好粘合剂并控制用量;捣打时,每一层铺料厚度为40—60mm,并用风镐捣打紧密,捣打完扒毛后,方可铺料捣打下一层;在烘炉过程中要把水分烘干。
2)采用炭砖筑炉,改炭砖平放为竖放,并在炭砖中部打眼用小石墨电极连接成整体,砖缝用炭质材料填充,同时用风镐捣打紧密。
3)在筑炉时,两个出铁口要有一定高差,生产前期使用高位出铁口,当炉底侵蚀到一定程度时使用低位出铁口。
4)控制配碳量和提高二次人炉电压,控制电极下插深度,防止炉底侵蚀。
5)控制好渣型,尤其是渣中的FeO含量,其既影响渣的导电性,又影响渣的熔点,最终影响镍的回收率。
6)镍矿在人炉前需要预先经过干燥脱水,在干燥和预热时控制好配碳量和水分,有利于减少翻渣事故发生,同时也有利于因翻渣引起的电极事故。
7)电极压放时,要勤放、少放;有条件的也可改用炭素电极或石墨电极。
8)加强冶炼操作,勤观查,勤调节。
日本转炉炼钢工艺的最新进展(二)
2018-12-14 09:31:03
2.3住友金属和歌山制铁所 住友金属和歌山制铁所年产粗钢390万吨。炼钢生产采用SRP法,100%铁水经转炉脱磷。该厂脱磷转炉与脱碳转炉设在不同跨,脱磷转炉和脱碳转炉的吹炼时间为9~12分钟,转炉炼钢的冶炼周期控制在20分钟之内。一个转炉炼钢车间供钢水给三台连铸机,是目前世界上节奏最快的钢厂。 和歌山制铁所SRP法优点是∶ 可以采用较高磷含量的低价位铁矿石炼铁,铁水磷含量放宽至0.10%~0.15%,降低了矿石采购成本; 炼钢时,可以使用锰矿石代替锰铁合金; 与高拉速连铸机相匹配,加快了大型转炉的生产节奏; 脱碳炉渣可返回用于脱磷转炉,炼钢渣量显著降低; 脱磷炉渣不经蒸汽稳定化处理,可直接铺路,降低了炉渣处理成本; 建立起高效率、低成本、大批量生产洁净钢的平台,显著改善了IF钢板抗二次加工脆化和热轧钢板低温冲击韧性等性能; (7)工序紧凑。 2.4神户制钢 由于神户制钢生产的高碳钢比例较大,转炉的脱磷负荷大,铁水脱磷、脱碳预处理用H炉(专用转炉)。处理过程分两步∶首先在高炉出铁沟用喷吹法对铁水进行脱硅处理,用撇渣器去除脱硅渣后,将铁水再兑入H炉进行脱磷、脱硫。脱磷时,喷吹石灰系渣料,同时顶吹氧气;脱磷后,再喷入苏打粉系渣料硫。经预处理的铁水再装入另一座炉进行脱碳。用H炉进行铁水脱磷、脱硫处理具有如下特征∶ H炉内空间大,进行铁水预处理时,炉内反应效率高、反应速度快,可在较短的时间内连续完成脱磷、脱硫处理; 可用块状生石灰和转炉渣代替部分脱磷渣; 脱磷过程中添加部分锰矿,可提高脱磷效率,且增加了铁水中的锰含量。 2.5新日铁八蟠制铁所 新日铁八蟠制铁所有两个炼钢厂,第一炼钢厂2座170吨转炉,采用传统的“三脱”工艺;第二炼钢厂2座350吨转炉,炼钢生产采用新日铁名古屋制铁所发明的LD一ORP工艺(双联法),参见图2。2.6新日铁君津制铁所
新日铁君津制铁所有两个炼钢厂,第一炼钢厂和第二炼钢厂均采用KR法脱硫(S
LD一ORP法渣量少,可生产高纯净钢。脱磷转炉弱供氧,大渣量,碱度为2.5~3.0,温度为摄氏1320~1350度,纯脱磷时间为9~10分钟,冶炼周期约为20分钟,废钢比通常为9%,为了提高产量,目前已达到11%~14%,经脱磷后钢水(P<=0.020%),兑入脱碳转炉,总收得率92%以上。转炉的复吹寿命约4000炉。脱碳转炉强供氧,少渣量,冶炼周期约为28~30分钟,脱碳转炉不吃废钢。从脱磷至脱碳结束的总冶炼周期约为50分钟,恰好与连铸机的浇铸周期50~60分钟相匹配。新日铁君津制铁所日本钢厂第二炼钢厂 LD一ORP工艺流程见图3。 .
电炉熔炼的产物
2019-01-07 17:37:58
一、铜锍
不同铜锍品位及其组成见表1。
表1 不同铜锍品位及其组成,%序号CuFeSO211057.6625.86.5422049.3225.35.383304124.84.2144032.6824.33.0254528.51242.4965024.823.31.9076016.2123.090.7
注:本表资料系按X·K阿维齐祥算出的理论组成。
铜锍品位与原料中Cu/S有关。铜锍品位以40%~45%为适宜。品位过高时,铜锍中常含有一些金属(特别是加还原剂熔炼时)。铜锍品位高达55%以上时,会在炉底形成钢-铁合金,这种合金含硫低于5%,铜、铁含量在90%以上。近年来云冶铜锍品位与原料中Cu/S之关系见表2。
表2 云冶铜锍品位与原料中Cu/S之关系年份198119821983198419851986198719881989199019911992采样中Cu/S1.411.321.221.321.361.231.331.331.291.371.471.63铜锍品位,%47.0446.2344.594142.2343.2844.0943.3145.1041.9242.8442.38
云冶生产初期,原料中Cu/S较高,铜锍品位亦较高。近年来,原料中Cu/S基本稳定在1.2~1.3,铜锍品位稳定在42%~45%。
小型工厂,铜锍品位可以根据吹炼设备情况适当调整。
铜锍对金的捕集率为95%~97%,银为92%~97%。
铜锍具有良好的导电性,它受铜锍成分和温度的影响波动很大,液态铜锍的导电率一般为100~200Ω-1 ·cm-1,约为液态渣的400~800倍。
云冶铜锍化学成分见表3。
表3 云冶铜锍化学成分,%生产时间CuFeS渣Cu/铜锍Cu投产至60年代末53.8220.1521.370.870年代45.125.7322.430.9380年代44.7027.8622.930.871990~1992年42.3825.9123.310.94
国外工厂炉渣成分和铜锍品位见表4。
表4 国外工厂炉渣成分和铜锍成分,%厂别炉渣成分铜锍品位CuFeOCaOMgOAl2O3SiO2苏力切尔玛0.5445~5533~3625罗斯卡0.3838~424.1~4.52.98.137~38.545今贾0.63493.96.536.230皮尔多普0.5~0.750~5533~3630
二、炉渣
渣型应根据原料中各种成分合理选择,一般渣中主要成分为FeO+SiO2+CaO+MgO+Al2O3约为97%~98%;良好的电炉渣型SiO2+ FeO一般为75%~80%,其中SiO2=38%~40%,FeO32%~40%, SiO2∶FeO=1~1.2左右,硅酸度应为1.45~1.6。
云冶炉渣成分见表5。
表5 云冶炉渣成分,%年代CuFeOSiO2CaOMgOAl2O3SiO2/ FeO投产至60年代末0.4317.1639.6619.3310.436.742.3170年代0.4333.1536.7810.656.374.721.1180年代0.3937.8938.996.414.095.161.031990~1992年0.4039.3239.114.512.974.61
炉渣应是熔点低、粘度小、密度低及热含量低。
液态炉渣的电导率对电炉熔炼有重要意义,电炉渣的电导率主要取决于炉渣温度和炉渣成分。电导率随着氧化亚铁含量的增加而升高,随二氧化硅增加而降低。炉渣中氧化亚铁与电导率的关系见图1。图1 炉渣中氧化亚铁与电导率的关系
一般有色冶金炉渣在1350℃时电导率为0.1~2Ω-1·cm-1。
高钙镁炉渣电导率在1300~1320℃时为0.058~0.16Ω-1·cm-1;保加利亚皮尔多普厂高铁炉渣在1160~1250℃时,电导率为0.052~0.3Ω-1·cm-1。
炉渣的物理化学性质的测定数据列于表6、表7。
表6 高铁炉渣的物理化学性质测定数据(一)编号炉渣成分,%熔点℃热含1200℃ kJ/g粘度,10-1Pa·sSiO2FeOAl2O3CaOMgO1250℃1200℃1160℃134.0952.754.643.161.0710901.471.22.54.6236.3448.156.842.381.2310051.211.62.82.2337.7650.214.391.461.3511001.221.72.84.0440.0841.412.962.091.1011202.081.72.95.7542.1139.414.181.791.2511602.102.65.421.8
续表6 高铁炉渣的物理化学性质测定数据(二)编号电导率,Ω-1cm-1表面张力,N/m密度,t/m31250℃1200℃1160℃1250℃1200℃1160℃1250℃1200℃1160℃10.30.280.210.3500.3670.3983.353.433.5020.190.110.090.3300.3430.3603.153.283.3530.270.220.180.3270.3350.3483.253.323.4040.170.140.120.3050.3160.3243.153.203.3050.0060.0610.0520.2840.2860.2952.783.053.20
表7 高钙镁炉渣的物理化学性质测定数据(一)编号炉渣成分,%熔点℃热含1250℃ kJ/g硅酸度密度,t/m3FeOSiO2CaOMgOAl2O3111.5140.2217.3811.5510.4612001.441.763.27215.3741.7517.0911.399.7312201.391.733.32317.8443.2515.819.749.1611801.321.863.36419.6241.4915.775.569.1511701.431.743.55521.8639.2815.699.049.0911401.421.623.45611.4336.7620.8813.1711.3012001.411.423.29718.0934.4817.5211.7710.3612001.431.333.43820.0034.6719.2911.4610.2111701.331.323.46922.5133.7516.4710.4110.9311701.511.303.561024.6432.0315.7510.1810.3211801.381.223.571110.8441.8420.8012.408.3312101.511.493.261216.3243.1817.0911.218.0912201.431.783.331318.9942.4015.9210.957.4311701.471.723.371412.5438.2221.5913.389.1812001.511.203.291517.1337.7618.6612.638.5411951.481.423.421619.8537.4718.6111.658.0711751.391.373.411723.3835.3117.1612.757.5511701.501.193.51
续表7 高钙镁炉渣的物理化学性质测定数据(二)编号粘度,10-1Pa·s电导率,Ω-1cm-11260℃1280℃1300℃1320℃1330℃1340℃1260℃1280℃1300℃1320℃1330℃1340℃133.426.221.017.215.714.80.0440.0500.0580.0680.0780.10231.616.012.49.4329.013.810.79.49.19.00.0760.1020.1230.1380.1460.160416.011.37.85.24.43.60.0760.0830.1000.1280.1700.215517.414.010.98.67.97.20.0650.0710.0880.1390.193635.025.020.016.214.513.00.0480.0520.0540.0550.056720.814.510.98.88.30.0790.0980.1200.16587.45.03.62.60.0840.0940.1120.1430.165920.912.37.95.65.04.80.0820.0980.1230.1460.1651013.04.94.23.43.22.81116.012.09.57.67.06.41214.611.910.108.58.07.5139.88.57.26.05.44.81423.015.810.67.67.06.60.0760.0850.1101542.026.017.712.310.38.50.0840.112165.64.43.32.52.21.90.1320.172177.05.64.53.83.73.60.1020.1260.160 三、烟气
在理论上电炉熔炼每吨炉料产生烟气110~150m3,在熔炼烧结块时可低至45m3,实际上,炉顶密封不好时吸入大量空气,一般烟气量可增大到1000~1800m3/t炉料。在密封良好的情况下,实际可达500~600m3/t炉料。
烟气温度:炉顶密封不好时为170~250℃,采用密封炉顶时可达200~350℃,一般实际为300~500℃,开炉停炉或生产不正常时,温度可达800℃以上。
烟气量实例见表8。
云冶电炉烟气成分、数量见表9。
表8 烟气量实例项目依玛特拉罗斯卡茵斯皮雷森烟气量,m3/t炉料3000800~900638SO2,%2.01.0~1.24.0~6.0
表9 云冶电炉烟气成分、数量烟气成分,%电收尘进口烟气量
m3/t料电收尘出口烟气量m3/t料进口含尘g/m3出口含尘g/m3收尘效率%漏风率%SO2CO2COO2其它2.5~3.53.5~50.1~0.214~16~7573~625650~73030~400.5~194~9810~12
四、烟尘
烟尘的产出率和性质与炉料性质、物料准备、排烟系统的抽力、烟气速度、加料条件等有关。熔炼块矿时烟气含尘可少到0.2~1.3g / m3,烟尘率约为0.03%~0.05%;熔炼粉料时,烟气含尘量可高达60~120g /m3,烟尘率约为8%~10%;粒料作业时含尘量为40~60g/m3,烟尘率为6%~8%。电炉烟尘成分实例见表10。
电炉烟尘粒度组成实例见表11。
表10 电炉烟尘成分元素CuAsPbZnCd%11.173.861.351.890.06
表11 电炉烟尘粒度组成实例,%取样点粒度,μm-1.43+1.43+2.86+4.29+5.72+7.15+8.56+10.01+11.44+12.87旋风收尘器入口24.930.895.7812.6012.1717.2210.238.0023.564.60电收尘器入口12.120.273.6019.4621.5023.108.004.063.873.42电收尘器入口10.7314.0225.1016.979.2010.406.812.102.102.57电收尘器出口12.301.765.2715.2215.0821.5211.576.595.275.42电收尘器出口8.863.6213.8528.0014.3015.706.134.542.502.50
五、某些元素的分布
各种元素在电炉熔炼产物中的分布于炉料性质、炉渣成分和熔炼方法有关,电炉熔炼元素分布实例见表12。
表12 电炉熔炼元素的分布实例,%元素名称铜锍炉渣烟尘Pb82~873~610~15Zn65~807~2312~14Cd65~75约220~25Au90~98.50.3~6.00.1~1.0Ag90~990.3~6.00.1~1.0Re30~6035~70Se30~6020~4020~30Te50~7020~408~14
镍电炉结构(一)
2019-01-25 15:49:32
大型铜镍太熔炼电炉一般采用矩形电炉,它是由电炉本体和附属设备所组成。 1)炉体 矩形电炉炉体主要组成部分有:炉基和炉底、炉墙、炉顶、钢骨架、加料装置、熔体放出口、排烟系统、测温装置和供电系统等,如图所示。 (1)炉基和炉底。矿热电炉炉底温度较高,需要良好的通风冷却,所以电炉基由若干个(国内某厂为96个)耐热钢筋混凝土支柱组成,支柱一般高于1.7m,便于空气流通冷却和观察炉底情况。支柱地表面向安全坑一侧倾斜,以保证炉子发生事故时,高温熔体顺利流入安全坑内。支柱上方铺设成对的工字钢梁,其上铺设一层厚钢板(国内某厂使用40#工字钢,钢板厚度为40mm),钢板上砌筑镁质的粘土质耐火砖炉底,炉底为反拱形,以防止熔体侵入后,炉底砌体上浮。炉底反拱取每米炉宽升高100~200mm。炉底主要由粘土砖层与镁砖构成,两层之间留有30~50mm镁砂层。[next] (2)炉墙。炉墙的外壳一般采用30~40mm厚钢板制成,内砌耐火砖。由于电炉高温度区集中在电极附近,所以熔池区炉墙常用镁砖或铬镁砖砌筑,而最外层耐火粘土砖,渣线以上全用耐火粘土砖,炉墙砖均为湿砌,墙体留有一定的膨胀缝。为了延长炉寿命,近年来有些工厂没炉体四周外炉墙安装冷却水套,效果很好。由于炉子两端没有熔体放出口,炉衬易损坏,故端墙较侧墙厚。两侧墙设有工作门及防爆孔,便于开停炉、观察炉况的排泄炉内高压气体之用。 (3)炉顶。因矿热电炉的炉膛空间温度不高,拱形炉顶一般用300mm厚的楔形耐火高铝砖砌成。炉顶沿炉子中心线设有电极插入孔、转炉渣返回孔。中心线两侧还设有加料孔、排烟孔。由于炉顶开洞较多,这些部位用异形砖筑。先将炉顶砖砌好后,随即浇铸灌高铝质钢纤维低水泥浇注料。 2)钢骨架及紧固装置 为了使炉墙具有必要的刚性,在砖体的外面包一层厚30~40mm的钢壳板。围板外面用骨架加固。 电炉炉底的底板为带筋钢板,安在底梁上,底梁支撑在柱状基础上。 电炉内架由许多立柱组成,立柱相互之间的距离为1.5~20.m。两侧相互对立的柱子用拉杆拉紧,拉杆分别从炉顶上面和炉底下面通过,拉杆端头用螺母和销紧螺母达压紧在夹持立的柱的横梁上,横梁和螺母之间装有弹簧,以缓冲炉墙和炉顶受热膨胀时所产生的水平推力,拉杆是用直径50~70mm的圆钢制作的接头连接。 3)排烟系统 为使烟气从炉膛均匀排出,通常在炉顶设有多个烟孔,其配置视电极排列而定。烟气经烟道、旋风收尘器、电收尘器一系列净化设备后,根据烟气SO2浓度高低送去制酸或排空。 4)电炉加料装置 物料是从炉顶上的矿仓加到炉子 里去的,一般是利用炉顶两侧的刮板运输机,将物料运至小料仓,然后经加料管加到炉膛里,物料给料和配料,采用电振器来进行。 5)熔炼产物放出口 在炉子的一端设有2~4个放低镍锍口,位于炉底以上200~500mm的不同标高上。电炉熔炼的低镍锍,通常是稍许过热的(1200℃)。当放出过热低镍锍时,放过热镍锍时,放出口附近的砖体为低镍锍所浸透,而放出口本身因受蚀而直径变大。为了使放出口具有一定的直径,在孔的外面装有耐火衬套。耐火衬套是用耐高瘟铬镁质材料组成,也有用石墨衬套的,其孔径为30mm。衬套嵌入可拆卸放出口的锥孔中,要使衬套孔的中心和砖体上的低镍锍口中心相一致,使衬套对正中心并固定起来,所用的工具是最大的铸铁环、长箍和楔子,可拆卸的放出口板用连板或楔子固定在炉子外壳上。[next] 放渣口一般为2~4个,设在炉子另一端上,距离炉底的高度为1450~1750mm。放渣口的标高低于渣面,是渣含镍最低的部位。 6)测温装置 为了便于观察炉子的工作情况,在炉体的炉墙和炉顶等不同部位、不同熔池深度分别安装有热电偶,以测量指示各部位温室度变化情况。 7)设备的冷却与知短网防尘 (1)炉底冷却。电炉炉底和导电铜排设有通风冷却高施。电炉炉底由于镍锍 过热而有可能造 成炉底渗漏镍锍,采用处部强制通风进行冷却。每台电炉各用一台风机供风。炉底风机的运行视炉底温度高氏而定。当温底正常(400~500℃),可以不通冷却风;如温度过高(大于600℃),则必须通风。 (2)供电短网(铜排)冷却。由变压侧引出的导电铜排有两种型式:一种是水冷式管状铜管采用循环水冷,另一种是片状铜排采用通风冷却。片状铜排外部装有密封罩,因此必须对导电铜排加以密封,以防止因粉尘堆积而造成片间知短路。密封罩用厚1.5~2mm钢板制成,并用炉底冷却风向罩内供风进行冷却。 8)电极装置 为了向电极供电,每根电极都有一套夹持、供电及使电极活动的装置。电极活动的装置。电极夹持的构件主要为铜瓦,并通过铜瓦向电极供电。铜瓦为铜质弧形中空或预埋铜管冷却的长瓦状水套,其弧形与电极的外圆相吻合.在同一水平上沿电极壳环抱配置,一般为6~8块。电极的上下活动机构可分为机械式与液压式两种,机械式的方法是通过卷扬设备带动电极上下活动,液压式的方法是通过固定于楼板上的液压缸的柱塞升降,带动固定于电极的压放同样可以通过机械的方法和液压的方法来完成,前者通过钢带的续接,而后者是通过多组液压设备来完成。金川公司电炉的电极压放系统一直是采用洗衣液压方式,由以前的四组上下摩擦环、中间缸、二道 摩擦环及铜瓦楔紧起缸来完成,减少了中间缸,使设备更为简单。电极装置(包括夹持系统、升降压放系统)一个重要的问题是电极的绝缘,应给予充分的注意。应保证在任何已情况下绝缘都安全可靠。