硅铁矿热电炉开炉的15个问题及注意事项
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硅铁矿热电炉开炉的15个问题及注意事项
以25000kVA硅铁电炉为例，我们总结了一些关于硅铁矿
热炉开炉方面的一些问题，供大家参考。
一
开炉的基本要求有哪些？
铁合金矿热电炉是一个电热反应器，在这个反应器中将
要进行SiO2被C还原的热化学反应生成硅。
所需热量的来
源是由弧光热与炉料的电阻热所提供，而其中弧光热所提
供热量占主要部分。
反应器是由电极立柱系统和炉衬组成。
电极输送电力进入反应器，而炉衬构成了盛装反应物和反
应产物的容器。
开炉的基本要求就是保证电极状态满足输电的要求，同
时反应器能够抵抗电弧、铁水、熔渣的高温冲击和化学腐蚀，保持电炉反应器的长期安全运行。
二
如何保证炉体不形变
硅铁电炉的炉衬是由碳砖耐火材料组成的。
应当了解其
特性，在使用中扬其优点，抑制不足。
炉体的形变是由耐材
的热膨胀引起的。
开炉期间是关键时期。
为避免其热膨胀引
起的炉体形变，在烘炉时应分两步。
第一步，采用低温长期
烘烤炉衬以去除物理水。
第二步，逐步提高烘炉温度，使耐
材达到均匀的膨胀，并保持膨胀的尺寸在所留弹性层作用
的有效范围内。
耐材均是热胀冷缩，并呈可逆特征，因此减少热停对炉衬的安全运行是非常重要的。
三
如何保证炉体满足蓄热要求？
硅还原的前提条件之一是要有足够高的温度，达到硅氧化物还原的热力学基本条件。
电炉的开炉就是电炉反应器由冷状态进入热状态的过程，这个过程包含了炉体炉衬的蓄热。
蓄热和防止炉体形变是互相关联互为补充的，也就是说防止炉体形变所实施的措施均有利于炉体的蓄热。
在开炉投料前电炉的热源主要是电烘炉期间的弧光热，它是通过电弧加热炉膛空间的空气对炉体耐火材料施热的。
这种方法要适量，因为它的效率不高，而且长时间的电烘会引起电极断裂的危险。
正确方法是适时投料，投料要少加，勤加以盖住弧光为主。
炉料的热焓对炉体的耐材的蓄热是最佳的蓄热方式。
正常炉况下电炉出铁口炉壳周围的温度大约在100〜200°C。
四
如何保证电极壳不形变不开裂？
电极壳是由冷轧钢板制作而成，依据电极直径的不同采用钢板的厚度 1.5〜2.5mm焊接而成。
电极筒内含有筋片，以加强成型电极的强度。
电极壳的形变甚至开裂主要由于焊接质量、受热的均匀度和电极糊挥发时的热膨胀造成的。
为了避免形变甚至开裂主要是控制烧结温升。
在开炉初期
烘烤电极时，电极筒应打排气孔，以使挥发气体顺利排出。
五
电极焙烧的热量来源主要是什么？
块状电极糊在60〜70°C左右开始熔化并在1000°C左
右的温度固结。
在开炉时这个过程的热量由外来热和电阻
焦耳热来提供，在正常炉况时其热量来源主要是由电极电
阻焦耳热提供热源。
六
如何保证电极在焙烧过程中不硬断、不软断？
这主要决定于对电极糊由固态到液化到固结再到碳化的
正确理解。
电极的硬断是由电极内产生内应力集中造成的，而内应力集中是由碳晶格的晶格类型的晶格常数的变异所
决定。
防止硬断软断就是要求按照电极糊的固化过程的特
性来烘烤电极。
在电极糊质量优良的情况下，电极事故是可
以避免的。
七
开炉过程中糊柱高度如何控制
在电炉电烘阶段电极是固定不压放的。
这就要求要给电
烘过程中的消耗留有烧损的余量，同时也要求电极糊正常
下移，并补充电极糊。
要防止电极糊悬糊和爆炸现象的发生，要依据电极尺寸的不同来控制糊柱高度。
以25000kVA硅能
电炉为例，开炉时糊柱高度控制在铜瓦上沿500〜1000mm为宜。
要严格监控。
八
电极把持器下限的位置如何确定？
电烘后投料前电极距离下限为50〜100mm，也就是底部环距料面50〜100mm。
九
电极焙烧好的标志是什么？
自焙电极是电炉供电系统最后一个用电装置。
它的工作状态在冶炼中的作用是第一位的。
它应安全的输入电力，并为反应过程提供充足的热量，而且依据它的消耗而补充烧结好的电极。
电极的烧结主要是在铜瓦中进行的尤其是铜瓦的下半段。
从电力的角度来说，硅铁电炉达到电极电流密度大约6A/cm2即认为电极处于正常的焙烧状态，它也可以作为电极焙烧好的最主要的标志之一。
十
如何封堵出铁口
第一炉铁铁水温度低，出铁口的封堵十分重要。
一般的做法是，流铁通道中间用焦粉，两边用泥球封堵。
第一炉无需动氧即可打开。
3.11如何掌握投料的时机?
十一
如何掌握投料的时机？
当炉衬物理水己去除，炉衬蓄热良好，电极可以承受冶
炼负荷时即可开始投料。
十二
投料初期应注意什么？
(1)因为电负荷不高，供热有限，初期投料要控制加入量，并尽可能的采用人工投料。
(2)配铁量取决于第一炉铁水含硅量的要求。
若要求含
Si≥75%的硅铁应少配钢料，但这样做从长远来说并非有利，会引起因炉温低而造成炉内剩余SiC的不必要増多。
比较
好的方法是：配料仍按生产含SiO75%,第一炉含Si>65%左右，但随着炉温的增加，含硅量逐渐提高到75%。
这个过程
中配料比始终不变。
这是一种比较好的方法。
(3)料面要平稳升起，尽量减少大块硅石滚至炉墙边，过
早形成死料区。
十三
可出第一炉铁的标志是什么？
(1)以25000kVA电炉为例投料后电消耗大致为50万kWh(参考值)。
(2)料柱高度大约在炉膛深度1/3处左右(参考值)。
3.14出第二炉铁水应如何控制?
十四
如何控制出第二炉铁水
第一炉铁铁口很容易打开，第二炉铁由于出铁通道中有凝固铁水因而打开要动氧。
为避免打开铁口困难，应尽量提高铁水温度再出。
十五
开炉的方案及评价
目前铁合金电炉的开炉有三种方案。
第一是先焦烘再电烘，第二是直接电烘，第三是燃油(气)烘。
以往主要使用第一种和第二种方法。
第三种方法出现后，普遍认为它是最佳的烘炉方法。
它的主要优点是容易控制，炉内不会留有残留物并且适合任何铁合金品种。
直接电烘的缺点是，电烘过程电负荷不易控制，容易出现电极事故，而且炉内会留有较多的残余焦碳。
先焦烘后电烘是过去普遍采用的方法，它的优点是比较稳妥，电极安全有保证，缺点是对于有些品种，例如硅铁焦烘后需人力清除炉内的残余焦碳。
三种方法的具体要求不同，应仔细地制定开炉方案。
对于冶炼硅铁直接电烘由于炉内的残余焦碳无法清除提高了零点电位的高度，一般不宜采用。
