硅铁合金生产工艺
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普通硅铁产炉转炼生产高纯硅铁合金方案鄂尔多斯冶金集团有限责任公司为推进产品升级,增加产品附加值。
充分利用集团雄厚技术、管理实力,经过集团领导研究决定,安排特种合金冶炼公司应用正在运行中的12500KAV普通硅铁产炉转炼生产高纯硅铁合金。
1、生产产品化学指标要求表1高纯硅铁牌号及化学成分2、生产适用原料指标要求2.1、还原剂理化指标2.1.1、还原剂物理指标要求:高纯硅铁生产使用碳质还原剂有优质石油焦,低灰分兰炭粒度控制在石油焦1-15mm 。
2.1.2、还原剂化学指标要求:还原剂化学成分指标还原剂灰分化学成分指标2.1.3、石油焦的供货地域选择新疆。
2.2、硅石理化指标2.2.1、硅石物理指标要求:硅石热稳定性要求温度在1500℃时大于90%以上,不得混入废石、角砾状硅石、风化石等,表面不允许有其它杂物。
硅石的粒度控制在 60—120mm,适用前用水清洗。
2.2.2、硅石化学指标要求:硅石化学成分指标2.3、铁制品理化指标2.3.1、铁制品物理指标要求:冶炼铁制品使用硅钢片,不得带有泥沙、铝片、油污、铸铁等,生锈严重的不可用。
规格控制在10-100mm 。
2.3.2、铁制品化学指标要求:铁制品化学成分指标2.4、电极糊理化指标2.4.1、电极糊物理指标要求。
电极糊使用灰分低的标准糊。
2.4.2、电极糊化学指标要求:电极糊化学成分指标电极糊灰分化学成分指标2.4.3、电极糊供货单位选择巩义。
3、生产适用设备要求3.1、矿热炉:生产选择12500KAV矿热电炉,电炉要求设备完好,炉矿运行正常,故障率低。
3.2、炉外精炼设施: 炉外精炼设施一组包括供气设施,气体流量监测和控制系统。
体气输送管道抗压应在P≤0.8Mp ,各管道链接密封、不得漏气。
管道通气流畅,气压表稳定、准确。
气体中水分为0 。
3.3、精炼铁水包:铁水包每炉次可乘容5T硅铁水,具有较高的抗碱化耐侵蚀性能、耐冲刷性能、耐剥落不粘渣等性能。
硅铁炉烟气调研1.硅铁冶炼原理硅铁是用带埋弧电极的电弧炉生产的。
混合物炉料主要由硅石、铁屑和作为还原剂的焦炭组成。
反应产物为硅铁、一氧化碳、其他各种挥发物质、水蒸气和一氧化硅气休。
二氧化硅还原生产硅铁合金的主要反应式为:SiO2+2C=Si+2CO可能发生的中间反应有:SiO2+= SiO+ COSiO2+Si=2 SiO2SiO2=2O+O2SiO+C=Si+ COSiO2+3C= SiC+2COSiO+ SiC=2Si+ CO2.硅铁冶炼工艺流程:硅铁冶炼即是用焦炭中的碳还“原硅石中的Si的基本反应。
实际生产过程中,采用矿热炉内高温条件,以焦炭中的碳夺取SiO2中的氧,生成气态的CO 通过料层从炉口逸出把硅还原出来。
反应式如下:SiO2+2C=Si+2CO(1-1)本式是吸热反应。
提高炉温可以加速反应的进行。
反应的理论开始还原温度为1663℃,即当温度达到1663℃时1-1反应才开始进行。
Fe有促进SiO2还原作用:在有铁存在的条件下,1-1式还原出来的硅与铁按下式反应生产硅化铁:生成硅化铁的反应是放热反应,因为铁能降低SiO2还原反应的理论开始反应温度,并改善的还原条件,所以Fe有促进SiO2还原作用。
冶炼的硅铁含硅越低,SiO2被还原的理论开始温度也就越低。
也就是说硅铁的牌号越低,理论还原温度越低。
相反,生产中硅含量越高,开始还原的温度越高,还原单位硅铁所笑傲的热量增加,电耗升高。
SiO2被还原的顺序是:SiO2-SiO-Si,随着开始反应为年度的升高,SiO在高温下是气态,温度升高使其获得的动能增大,特别是刺火严重时,挥发量很大,造成材料消耗和能耗增大。
产品增加1%的硅含量,每吨产品多还原10kg硅,不但还原需要的能量增加了,而且由于开始还原为年度提高,加大了与外界温度梯度,增加了散热损失。
理论表明,硅标号每上升1%,理论冶炼电耗升高月100kw.h/吨。
在1700℃以上温度时,大部分SiO挥发到焦炭气孔中,广泛的和碳接触并作用,按下式反应:SiO+C=Si+CO(1-3)反应还原成硅,其中大部分硅与铁形成硅铁,少部分的硅在高温区与SiO2作用,按下式反应:2然后SiO又和碳进行反应生成Si,结果反应连续不断地进行。