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硅铁冶炼的新特点

2019-10-21张亮

科技风 2019年3期

张亮

摘 要:本文从不同容量矿热炉冶冶炼的热效率对比、主要技术的应用及经济效益对比,阐述今后硅铁冶炼行业发展的新特点。

关键词:主要趋势;大型化;阶梯利用

1 概述

随着我国能源短缺,环保压力与日俱增,[1]作为高耗能产业的硅铁冶炼企业,必须改变原有的粗放型、高污染模式。目前,我国硅铁冶炼的容量主要在36000KVA以下,能源消耗较大,且大部分未进行能源回收利用,产生大量的污染,针对此情况,我国硅铁主要生产企业正逐步实施大炉型冶炼硅铁、余热回收技术、新型环保技术,减少能源消耗,实现“青山绿水,就是金山银山”的目标。

2 主要趋势

2.1 炉型大型化

硅铁在不同容量的矿热炉冶炼时,矿热炉内的电热转化规律方面存在差异,不同炉型的冶炼工艺操作制度不尽相同,不同地区的原料条件也存在细微差别,这些都会造成矿热炉熔炼特性发生较大变化,某些冶炼特性参数是难以准确度量。为了进一步弄清矿热炉熔炼特性的变化规律,就、必须结合工厂的实际生产的情况,通过统计大量实际生产数据,总结其内部规律,拟化成近似的数值。

内蒙古某企业已经建成的12500kVA硅铁矿热炉、25000kVA硅铁矿热炉、36000kVA、81000kVA硅铁矿热炉进行生产,通过近二十年的长期数据分析,随着炉型的增大,其热效率也不同幅度的增加,当选择81000kVA的矿热炉时,热效率增加幅度最大为10%。

另外采用容量为81000kVA的矿热炉,炉温稳定,操作稳定,产品质量均匀,冶炼电耗降低。同时炉容量增大后,为原料运输与操作的机械化和自动化控制创造了条件,提高了劳动生产率,降低运行成本。

2.2 精炼技术应用

硅铁冶炼的原料采用优质组合碳质还原剂。即以冶金焦为主,搭配气煤焦,兰炭或烟煤作还原剂,可使硅铁产品节能200~300kWh/t。每1kWh电按0.4元计算,每年可节约电费:158004×200×0.4=1264万元;

改善入炉矿石的制备技术。保证炉料具有合适的块度以确保良好的透气性,获得较好的冶炼指标。

2.3 采用全自动布料系统

传统的布料方式采用人工布料,工人劳动强度较大,且劳动环境较差。基于此情况,部分企业采用全自动布料方式,不需要人工布料,改善车间环境。

全自动布料装置互成120°布置在矿热炉顶盖上,能在120°扇区内实现圆周布料,扇形布料和定点布料。溜槽β角(布料溜槽的圆周角度)旋转电机带动小齿轮和大齿圈旋转,电机正反转,实现溜槽的120°布料范围,溜槽α角(布料溜槽的倾角)倾动靠电机带动丝杆升降机再带动连杆,使溜槽的角度变化,让物料分布到不同的环面上,实现均匀布料;通过受料斗下面的节流阀的配合,实现不同位置布料的流量控制。

该装置实现矿热炉内任意点的自动加料,使物料分布更加均匀,便于矿热炉实现大型化,降低矿热炉的电耗。

2.4 就地低压补偿技术的应用

目前矿热炉设备的自然功率因数普遍偏低,大部分的矿热炉冶炼工艺,其自然功率因数在0.5到0.7之间,为了提高矿热炉的自然功率因数,需要配合安装使用无功功率补偿装置。[2]现阶段,比较成熟的补偿方式是在矿热炉炉变二次侧,采用相应的自动控制和特定的短网连接方式将大容量的超低压、高电流电力电容器组联接进入矿热炉变压器二次侧进行无功补偿。通过相应的补偿,减少短网、矿热炉变压器及供电网路部分的无功电流消耗。

2.5 烟气余热梯级利用

半密闭矿热炉生产时,煤气遇空气燃烧成为烟气,烟气量为密闭式的10~15倍,量大尘多,既难净化,又不利于能量回收,长期污染环境并造成能量损失,因此针对性的设计了高温矿热炉烟气经过余热利用后,再进行干法布袋除尘。

半密闭余热锅炉利用及发电已经成为该炉型主要烟气余热利用方式,[3]矿热炉高温烟气的热量回收后,进行发电,达到节能减排、综合利用、保护环境的目的。其工艺流程如下:高温矿热炉烟气(温度在650℃左右)经矿热炉烟道(2根或3根)送入余热锅炉(卧式或立式锅炉),经过余热锅炉换热后,产生的高温高压蒸气,经蒸汽管道(长度控制在1公里之内)送至汽轮发电机组,推动机组进行发电。

高温矿热炉烟气经余热锅炉换热后,温度降为250℃左右,其能量也可以被利用。目前主要实用的利用方式是用来产生余热锅炉补汽。

另外,余热锅炉的出口烟气温度能已经达到了布袋除尘器的要求,不需要另行增加降温装置(如空冷器),减少项目投资。

3 主要经济技术指标对比

下表为国内同行业企业指标对比表。通过对工艺设备先进性、资源能源消耗等指标的分析,以及与国内外同行业企业的对比来看,采用大炉型冶炼硅铁,生产水平为国内先进水平。

4 结论

通过上述分析,本人认为,采用大型矿热炉冶炼,以冶金焦為主,搭配气煤焦,兰炭或烟煤作还原剂,采用全自动布料技术,矿热炉高温烟气通过余热锅炉降温后,实现烟气余热阶梯回收利用,成为今后硅铁冶炼行业的新特点。

参考文献:

[1]郭馨.硅铁冶炼炉的烟尘特性及余热回收利用[J].应用能源技术,2014(5).

[2]朱贺.矿热炉低压无功补偿[J].工业加热,2008(3).

[3]武荣阳,吴国华.矿热炉烟气资源综合利用[J].综合利用,2011(8).