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          淺談硅錳合金生產原料的合理搭配 及高鋁爐渣的合理利用
          作者:管理員    發布于:2015-04-27 10:40:52    文字:【】【】【

           一   概    述

          在硅錳合金生產中錳礦選擇搭配和選擇合理的渣型,是硅錳合金工藝操作的關鍵環節和改善各項生產技術指標的重要措施。針對國內錳礦質量差、成分波動大的狀況,就需要在生產中合理搭配錳礦和充分利用資源,是公司目前生產工藝技術人員的工作重點。在硅錳合金生產中,錳礦石合理搭配,選擇合理的爐渣渣型,既可取得高產品的質量,又可以使爐況能穩定、生產正常,同時改善了各項生產技術指標,降低了生產成本,充分提高公司的經濟效益?,F在硅錳生產企業對硅錳生產中怎樣合理搭配錳礦和爐渣選擇合理優化的爐渣渣型,進行大量探討和實踐摸索,總結經驗,使硅錳合金得生產收到了一定的效果?,F在公司對硅錳合金的生產還有一定的差距,需要工藝技術人員進一步的實踐摸索、總結經驗。在生產中如何對硅錳合金爐渣中的Al2O3進行合理利用、調節,根據國內多家知名鐵合金廠家對硅錳合金爐渣中的Al2O3的摸索和探討后,總結得出在硅錳合金爐渣中合理利用Al2O3,可以使硅錳合金生產中的渣鐵比降低,冶煉電耗降低,產量比較穩定,電極下插穩定,有利于爐況的維護。錳系公司目前生產硅錳合金中出現了渣量大、渣型不合理,造成電耗高、電極下插差、爐況不穩定、錳回收率低、生產指標差,現在公司硅錳合金的生產,原料的合理搭配、調整渣型、降低渣量已經成為我們當務之急。

          二、原料的搭配

          首先我們對冶煉硅錳合金錳礦合理搭配進行探討,錳系公司自生產以來,對硅錳合金如爐錳礦石的搭配思路主要是滿足硅錳合金的錳、硅、磷、硫、碳的含量控制,在配料時主要控制錳鐵比、磷錳比。在生產中主要遵循高入爐錳來改善生產指標。對爐渣渣型主要考慮的是SiO2、CaO、MgO、MnO成分,忽略了渣中的一個主要決定生產指標的成分,即Al2O3的含量。我們目前出現主要的問題:  1、入爐錳礦石的錳含量,錳鐵比、磷錳比、而造渣物質不理想,配入的熔劑、硅石等輔料較多,這樣不僅會改變爐內反應的熱力學條件,而且會增大渣量,最終會導致冶煉單位電耗上升,電極下插困難,產量不穩定,爐況波動較大,生產指標不穩定。2、在計算入爐錳礦時,我們只考慮到錳礦的入爐MnO、SiO2、CaO、MgO的成分,忽視了礦石中的Al2O3等的含量和考慮原料的合理搭配。根據以上分析和爐料配比的思路要求,我們在冶煉硅錳合金入爐SiO2選擇搭配上,除了根據所煉品種的質量需求,充分利用錳鐵比、磷錳比、硫含量的控制,根據多家、多年的硅錳合金生產的特點,還對礦石中的SiO2,CaO、MgO 、 Al2O3等元素進行考慮。我們根據原料配比公式計算出錳鐵比、磷錳比、鋁錳比,再計算出硅錳合金中的理論錳、鐵、磷的含量,在冶煉硅錳合金中,硫元素入合金的比率一般不到1%,因還原劑帶入的硫含量占全部爐料的比例較大,因我國北方錳礦含硫元素比較低,故對錳礦含硫量不作具體要求。在配料時,我們經過合理配料后,對配入的硅石、熔劑等輔料量小相反提高了入爐錳含量,這才是最理想的配料方案。3、原料的經濟型搭配我們在進行配料是不但要考慮原料的各種成分的合理性,錳含量的高低等問題,還要對原料的經濟性進行合理性的考慮,在配料時,對原料的價格必須要了解清楚,對原料的綜合入爐礦價進行計算。在以原料合理性,對爐渣成分合理、渣量適量生產指標預測合理的基礎上,還要對原料價格的綜合考慮。

          三  爐渣的選擇

          進入爐內的Al2O3一般不被還原,也不揮發,全部進入爐渣,而且因Al2O3屬中性氧化物,對爐渣的熔點、流動性,以及Mn和Si元素在爐渣-金屬液相間的分配和回收率,都有較大的影響和作用,是決定爐渣的性質,直接影響渣量和硅錳合金生產經濟技術指標的主要因素。為此用低Al2O3礦石,造高Al2O3爐渣,一直是國內多家硅錳生產企業和鐵合金科技人員研究的一個課題和目標。由于工藝、設備參數、所冶煉的牌號的爐溫區別,所以各企業、各爐臺爐渣中的Al2O3含量也不盡一致。因而在生產實踐中,要結合實際情況來確定爐渣的渣型和渣中的Al2O3含量。原料中Al2O3含量一定時,產渣量的大小主要取決于渣中的Al2O3含量的高低。隨著渣中Al2O3含量的增高,生產單位硅錳合金的渣量也就越小,因此,采用低比值的Al2O3/Mn錳礦生產硅錳合金時,同時選好渣中其他成分,是降低冶煉電耗和保證電爐正常運行的前提?,F在公司因入爐原料的Al2O3/ Mn比值低,加上電爐的其他參數及其他條件的約束,就現在提高渣中的Al2O3是非常有限的。由于受化學平衡的影響,爐渣中MnO和SiO2不可能無限制的降低,故爐渣中CaO、MgO和Al2O3等含量也難以得到相應的提高。因此,只能改變爐渣中的CaO、MgO與Al2O3量的值,才能提高爐渣中的Al2O3含量。爐渣中CaO、MgO及Al2O3等都是原料帶入的,在硅錳合金冶煉條件下幾乎全部進入爐渣中,因此,可以通過改變料比就可以調整CaO、MgO與Al2O3的值。提高渣中的Al2O3含量對生產有什么影響? 盡管Al2O3是高熔點的氧化物,爐渣會隨著Al2O3含量的增加爐渣的粘度也有所增加,但在高溫下高Al2O3爐渣與低Al2O3爐渣的粘度相差不大,高Al2O3爐渣的排放基本與低Al2O3爐渣相差不大。由于爐渣中的Al2O3達到一定值后,渣量會明顯減少,出爐時爐內焦炭層幾乎不被破壞,從而使電爐處于長期穩定生產狀態。爐渣堿度會隨著CaO、MgO與Al2O3的比值的下降而下降,但爐渣中的Al2O3含量卻在不斷升高。在電爐參數一定,冶煉同牌號的硅錳合金時,爐渣中Al2O3含量越高,爐渣的三元堿度就會降低。在入爐原料中的鋁錳比值一定時的條件下,當爐渣中的Al2O3提高到我們理想值時,爐渣量會隨著降低,產品的冶煉電耗同時會隨著下降,(根據我原廠實驗得出,爐渣中Al2O3每提高一個點,產品電耗下降月30度左右)。爐渣堿度的變化會直接影響爐渣中的MnO的含量,爐渣中的MnO的活動系數會隨堿度的下降而下降,因此爐渣中的MnO含量必然有所增加,由于CaO、MgO與Al2O3的比值呈強正相關關系,當爐渣中的Al2O3在增加時,爐渣中的Mn也會隨著增加,但爐渣量相應減少,這是爐渣中的Mn的總含量也將逐步下降。 

          四  合理配料的條件

          以上的分析可知,對入爐錳礦石的錳鐵比、磷錳比、硅錳比、鋁錳比以及鈣鎂與錳的比值具體要求,都與生產產品的化學成分和各元素入合金的比率有關系,而各元素入合金率又受到渣型、還原劑、爐型以及設備參數、電爐幾何參數的影響,以此,各地方、各爐臺在配料計算時要根據產品質量要求、原料條件、礦熱爐特性、爐渣渣型來確定最終配料方案。通過配料計算后,可確定入爐錳礦石配比的最佳方案,達到合理配料和改善生產技術指標的目的,個人認為最佳合理配料的步驟如下:1、格據所冶煉品種的牌號要求,電爐的特性、回收率、入渣率、揮發率、和渣型選擇等條件,再通過配料計算公式計算出冶煉該品種的合理配料的理論方案。2、根據錳礦化驗結果的化學成分,初步確定出多種能滿足生產合格產品的配比方案。3、最后在計算出混合礦的各種成分與錳含量的比值,和第一條進行比較,得出與各理論配料值進行比較,得出與理論配料值最接近的多個配料方案,同時計算出各配料方案的入爐平均錳含量,以最高入爐錳含量、最合理、最經濟的配比進行入爐。硅錳合金的生產工藝的原料配比是一個既簡單有復雜的工作,要做到合理搭配,不僅要利用好各中有利成分,還要考慮各種礦石的物理結構,理化指標等因素的影響,然而通過補充計算和設定參數值的方法,從礦石成分上可達到充分合理利用,最終可達到以降低生產成本,改善生產效果,取得最好的經濟效益。

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