5000kVA中锰精炼电炉炉衬耐火材料的选择、砌筑与维护
发布日期： 2020-09-27 10:14:57 阅读量（424） 作者：倪晓明某铁合金厂有 40 多年冶炼中、低碳锰铁的历史，到目前为止，拥有 5000KVA 矮烟罩式中锰精炼电炉四台，中、低碳锰铁年生产能力达到 20 万吨，采用二步法生产，每台中锰精炼电炉配套一台15 立米摇包(或两台 5 立米摇包)。
1.中锰精炼电炉炉衬材料选择
某铁合金厂生产中、低碳锰铁采用二步法，一是摇包预炼，二是电炉精炼。主要原料有：液态锰硅合金、锰矿、石灰。
摇包预炼过程是在中锰渣与锰硅合金金属液面进行的放热反应，其主要反应方程式可简化为：
2[MnO]+[Si]= 2[Mn]+(SiO2) (1)
△G0=-154242+38.9T (J)
电炉精炼是采用预炼后的低硅低碳的半成品合金、锰矿、石灰在电炉中进行下述反应：
[MnSiFe]+2(MnO)+2CaO=[3Mn·Fe]+2CaOSiO2(2)
摇包预炼和电炉精炼反应的实质都是脱硅反应， 反应过程中锰硅合金中[Si]被氧化成 SiO2， SiO2与 MnO 结合生成 MnO·SiO2，为提高锰的回收率，获得更好的技术经济指标，需要加入造渣剂 CaO，因CaO与SiO2结合生成比MnO·SiO2更稳定的化合物 CaO·SiO2，促进反应(2)式向正反应反向进行，由于 CaO 的加入，所以中、低碳锰铁冶炼炉渣为碱性炉渣，炉衬材质需为碱性材质。某铁合金厂采用MgO 含量大于 85%的捣打料作为炉衬砌筑材料。
某铁合金厂捣打料化验成分
2 5000kVA 中锰精炼电炉炉衬相关参数
炉壳高度： 3780mm
炉壳直径： 6500mm
炉底耐火砖高度： 1025mm
炉底捣打料高度： 1355mm
炉膛直径： 4000mm
炉膛深度： 1400mm
出铁口高度： 10 层镁砖高度
3 5000kVA 中锰精炼电炉砌炉材料
石棉板： 2 吨
T3(标准耐火砖)： 70 吨
捣打料： 160 吨
镁砂粒(3-8mm)： 7 吨
细镁砂(0-0.6mm)： 2 吨
粘土砖粉： 2 吨
镁砖： M1： 28 吨
M19:14 吨
M20:7 吨
M18:2 吨
M17:1 吨
4 中锰精炼电炉炉衬砌筑要求及注意事项
4.1 砌筑要求
①捣打料砌筑要求使用振打器进行振打，振打器的激振力不小于 8kN;
②捣打料每层厚度不超过 115mm， 每次振打时间不少于 30 分钟;
③镁砖缝不大于 2mm，每层砌完后，用细镁砂填实砖缝(细镁砂粒度小于 0.6mm)，然后再砌下一层;
④出铁口镁砖湿砌，余者镁砖干砌;
⑤用小于 0.08mm 的镁砖粉加适量卤水和成浆，作湿砌出铁口的粘结剂;
⑥膨胀缝用镁砖粒填充，粒度 3-8mm。
4.2 注意事项
对中锰精炼电炉炉体砌筑的好坏需要在冶炼过程中进行检验，炉体砌筑好的标准：冶炼过程中炉底和炉墙同步，缓慢而均匀的下降，炉体后期补炉使用捣打料少，炉体使用寿命长，吨铁捣打料消耗低，成本下降。反之，捣打料消耗多，炉龄短，成本升高，说明炉体砌筑质量不好。
①炉底砌筑
中锰精炼电炉砌筑炉底，对捣打料进行振打是重点，需要格外注意。炉底捣打料振打时间短，炉底捣打料层未能粘合在一起，送电冶炼时，炉底捣打料层一层层开始上浮，影响冶炼，捣打料层漂浮在出铁口附近，对冶炼过程出炉及堵出铁口造成困难，通常需要将漂浮的捣打料块捞出，但炉墙消耗慢，炉底消耗快，炉体寿命急剧缩短。
炉底捣打料振打时间过长，正常生产时，炉底下降慢，炉墙消耗快，长时间冶炼容易造成炉墙漏炉，采取的措施一是在出炉时使用氧气降低炉底高度，二是冶炼过程中使用低档位电压冶炼，通过电极电弧对炉底放电，降低炉底。
某铁合金厂通过多年的生产实践经验，总结出炉底捣打料的最佳振打时间为 30-50 分钟。
②炉墙与出铁口高度比
某铁合金厂对中锰精炼电炉墙炉与出铁口高度比进行了研究，如果炉墙与出铁口高度比大，则炉底消耗快，虽然炉墙还可以继续使用，但炉体后期出铁口高度不够，造成炉龄缩短;如果炉墙与出铁口高度比小，则炉墙消耗快，炉体后期炉墙薄，而炉底高，一是每次修补出铁口消耗大量镁砖，造成浪费， 二是加大补炉捣打料用量， 造成成本升高。
某铁合金厂经过多年研究，中锰精炼电炉炉墙与出铁口高度比最佳范围为 1.05-1.5，达到炉龄与耐火材料消耗的最佳值。
5 中锰精炼电炉炉衬的使用与维护
中锰精炼电炉开炉初期，因炉膛小，炉墙冲刷较快;电炉炉体中期，随着炉底的下降，炉墙冲刷减缓，但需要注意避免局部冲刷严重;电炉炉体后期，应加强使用测温仪器对炉墙温度的跟踪，同时使用喷补机进行补炉，避免出现漏炉情况，一旦出现漏炉，根据实际情况处理，可以采取重新抠砌炉的方式，常见方式为在漏炉处进行背包处理。
①电炉新开炉 20 天内，不需要补炉，员工正常按操作规程操作即可，炉眼堵深、堵实，避免跑炉。
②电炉新开炉 20-40 天，应使用废旧捣打料对炉墙冲刷较严重部分进行适量补炉，避免炉墙冲刷更加严重。
③电炉新开炉 40-60 天，应采用测温仪器对炉墙进行测温，并加大补炉量，关注炉底下降程度，若炉底逐步下降，炉墙问题不大，若炉底不下降，应采用出炉吹氧、使用烧穿器降炉底等方式，强制炉底下降，否则炉墙冲刷将会很严重。
④电炉新开炉 60-90 天，此时炉墙温度应在200℃左右，应使用喷补机喷补捣打料对炉墙进行维护，如果炉墙温度超过 220℃，说明炉墙已经很薄，应做好随时停炉准备。
⑤良好的倒出铁口时间是炉龄延长的有效手段，正常炉体前期每三天倒一次出铁口即可，炉体后期可根据时间情况，缩短倒出铁口时间。如果出现两侧出铁口不水平，可适当缩短出铁口低的一侧的使用时间，延长出铁口高的一侧的使用时间，同时加强出炉操作，尽快使两侧出铁口达到在同一水平面上。
6 5000kVA 中锰精炼电炉消耗指标
某铁合金厂 5000KVA 中锰精炼电炉炉体周期定为 90 天，理论上炉体周期时间越长，消耗成本越低，但经过长期的数据摸索，中锰精炼电炉炉体周期超过 90 天时，补炉使用捣打料用量增加很多，一是不经济，二是增加了漏炉的风险。
某铁合金厂 5000KVA 中锰精炼电炉指标：
单炉体周期： 90 天
单炉体中碳锰铁产量： 12000 t
单炉体捣打料消耗： 21 kg/t
相关阅读
免责声明：
本站部分文章来源于互联网，编辑转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点核对其真实性负责。
如涉及作品内容、版权和其他问题请书面发函至本公司，我们将在第一时间处理。
