硅铁炉生产工艺及烟气处理

转变及失水 ，可能出现碎裂 ，将严重影响料面的透气性 。 硅 石入炉时要有 一定 的粒 度 。硅石粒 度过小 ，会 含
有较多 的杂质 ，也会 严重影 响料面 的透气性 ；硅石粒度过
大 ，易造成炉料分层 ，延缓 炉料 的融化 和还原反 应速度 。
一 般要 求 １２５００ＫＶＡ矿 热 炉 中入 炉 硅 石 粒 度 为 ８０—
比电阻要高 ，在冶炼过程 中，炉内保存有 足够 大的高 温区是炉况正常和取得 良好技术指标的重要条件。而炉 内高温 区的大小 ，在很大程度上取决于电极 的插 入深度 。 炉料 电阻 ，特别是焦炭 的 比电阻是影 响电极插 入深度 的 一 个 重 要 原 因 。 比 电阻 大 ，电 极插 的 深 而稳 ，由此 可 扩 大 坩埚 区 ，热损失小 ；粒度小 ，比电阻大 ，主要 与本身 的结构 与种类有关 。
３．１ 硅石
一
硅石 中杂质含量 比较低 。硅石 中杂质主要 指 Ａ１ Ｏ，、
ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｐ ０ 等 ，这些杂质都是成渣 物质 ，不利 于硅铁
的顺行生产。因此为确保硅石质量和生产顺利 ，Ａ１：０，含
量必须 小于 ０．５％ ，ＭｇＯ和 ＣａＯ含量之和要小 于 １％ 。硅 石 中要 有 良好 的抗爆性 能。硅石在 升温过 程 中，因晶型
液态硅铁从 出铁 口流人 铁水包 ，然后 用卷扬 过跨 车 运 至浇 注跨 ，再用 吊车 吊起铁水包 ，扒渣后在锭模上进 行 浇注。然后进行脱模 、精整 、过磅称 量后 贮存 ，最后用 汽 车运走 。
总工艺流程 图如下 ：
一
８１ —Байду номын сангаас
北方环境 第 ２４卷 第 ２期 ２０１２年 ４月
３ 硅铁冶炼原材料
Ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｃｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
Ｌｉ Ｑｉ ． Ｇｕａｎ Ｈａｏ （１．Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００１０； ２．Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｈｉｇｈｗａｙ Ｂｕｒｅａｕ ｏｆ Ｈｉｇｈｗａｙｓ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ，Ｈｏｈｈｏｔ ０１００２０）
１２０ｍｍ 。
３．２ 碳质 还原 剂 （焦炭 ）
焦炭 中固定碳含 量大于 ８２％ 。灰分要 求要 低 ，一般 小于 ８％ 。焦炭 中灰分过 高 易使炉 内料 面渣 化烧 结 ，影
响料面透气性 。焦炭 中的灰分 还是炉 内渣量增 加 ，炉渣
变粘 的重要原因。
挥发分高 的焦炭 ，一般来说机 械强度低 ，同时在加热
ＳｉＯ：（液 ）＋２Ｃ（固）一Ｓｉ（液）＋２Ｃ０ 随着炉 内温度 的继续升高 ，ＳｉＯ 分解 为 ＳｉＯ（气 ），继 续反应生成 中间物 ＳｉＣ、ＳｉＯ：（气 ）、Ｃ、Ｓｉ，ＳｉＣ与 炉 内已被 熔化 的铁在高温下继续反应生成硅铁 ，其反应方程式是 ：
Ｓｉ＋Ｃ— ＳｉＣ Ｆｅ＋ ＳｉＣ—÷ＦｅＳｉ＋ Ｃ
硅铁炉 生产 工艺及烟气 处理 李 琦 关 浩
硅 铁 炉 生产 工艺 及 烟 气 处 理
李 琦 ， 关 浩
（１．内蒙古 自治 区环境保 护监 测 中心站 ，呼和浩特 ０１００１０；２．内蒙古公路局路政科 ，呼和浩特 ０１００２０）
摘要 ： 硅铁 电炉 目前应用比较 广泛 ，分析硅铁的生产工 艺和 烟气处理 不仅 是完成 节能减排 的需要 ，也是保 护 环 境 的重 要 手 段 。 关 键 词 ： 硅 铁 炉 ；工 艺 ；烟 气 处 理 中图分 类号 ：Ｘ５２ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００７—０３７０（２０１２）０２—００８１—０４
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｃｏｎ ｆｕｒｎａｃｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｏｒｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｅｏｎ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｎｄ ｆ ｌｕｅ ｇａｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ａ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｎｅｅｄｓ，ｂｕｔ ａｌｓｏ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｍ ｅａｎｓ ｏｆ ｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｖｉｒｏｎｍ ｅｎｔ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｕｒｎａｃｅ ｆｅｒｒｏｓｉｌｉｃｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｆｌｕｅ ｇａｓ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
１ 硅铁冶炼原理
硅铁是用带埋弧 电极 的电弧 炉生产 出来 的 ，目前市 场上 能见到 的电炉主要有 Ｉ ＞５００００ ｋｖａ，Ｉ ＞２５０００ ｋｖａ和 ≥ １２５００ ｋｖａ三种规格电炉。混合物炉 料主要 由硅石 、铁 屑 和作 为还原剂 的兰炭组成 。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 化硅气体 。二氧化 硅 还原生产硅铁合金 的主要反应式为 ：
硅铁产 品生产工艺主要为将合格的硅石 、兰炭 、钢屑 用电子称按 比例进行配料后 ，漏入斜桥上料车内 ，通 过斜
桥上料车 ，由斜桥卷扬 提升 到受料漏 斗 内。再 用 电动配 料小车送至炉顶平台贮料仓 。炉料通过下料管全部卸至 操作平 台炉子两侧 ，用人 工加 料 ，调节 炉况 ，使冶炼 保持 正常状态 。硅铁在硅铁 矿热 炉冶炼 的过程 中，是 在高温 下 （温度 １５００～１６７０￣（２）进行 ，ＳｉＯ，溶 液被 固态 碳还原 的 过程 ，其反应方程式是 ：
ＳｉＯ：（液 ）＋２ｃ（固）一 Ｓｉ（液 ）＋２Ｃ０ 可能发生 的中间反应有 ：
ＳｉＯ２＋ ＝ ＳｉＯ ＋ ＣＯ ＳｉＯ２＋Ｓｉ＝２ ＳｉＯ２ＳｉＯ２＝２０ ＋０２ ’ＳｉＯ ＋ Ｃ ＝ Ｓｉ＋ ＣＯ
ＳｉＯ２＋３Ｃ ＝ ＳｉＣ ＋２Ｃ０ ＳｉＯ ＋ ＳｉＣ ＝２Ｓｉ＋ Ｃ０
２ 硅铁冶炼工艺流 程
过程 中，挥发分易于外逸 ，从保证焦炭有较高 的固定碳 和 机械强度角度考虑 ，应 要求焦 炭 的挥 发分低 一些 。但考
虑到挥发分高的焦炭 ，其 比电阻通常都 高 。因此挥发分
一 般 不 予 限 制 。
水分要低 。焦炭 中水分 含量 的波动是造成炉况 波动
和恶化 的主要原 因，为此要 求焦 炭 中的水分要稳 定且 小 于 ８％ 为 宜 。