硅铁冶炼的新特点

硅铁冶炼的新特点

本文阐述了硅铁冶炼的新特点，包括大型化、阶梯利用等主要趋势。针对我国硅铁冶炼行业存在的问题，提出了相应的解决方案，如采用大炉型硅铁矿热炉冶炼硅铁、余热回收技术、新型环保技术等，以实现节能减排、综合利用、保护环境的目标。同时，文章还介绍了精炼技术应用、就地低压补偿技术的应用以及烟气余热梯级利用等具体技术手段。最后，文章通过对比国内同行业企业的指标，证明了采用大炉型硅铁矿热炉冶炼硅铁的生产水平为国内先进水平。

作者：张亮
来源：《科技风》2019年第03期

        摘 要：本文从不同容量矿热炉冶炼的热效率对比、主要技术的应用及经济效益对比，阐述今后硅铁冶炼行业发展的新特点。

        关键词：主要趋势；大型化；阶梯利用

        1 概述

        随着我国能源短缺，环保压力与日俱增，[1]作为高耗能产业的硅铁冶炼企业，必须改变原有的粗放型、高污染模式。目前，我国硅铁矿热炉硅铁冶炼的容量主要在36000KVA以下，能源消耗较大，且大部分未进行能源回收利用，产生大量的污染，针对此情况，我国硅铁主要生产企业正逐步实施大炉型硅铁矿热炉冶炼硅铁、余热回收技术、新型环保技术，减少能源消耗，实现“青山绿水，就是金山银山”的目标。

        2 主要趋势

        2.1 炉型大型化

        硅铁在不同容量的矿热炉冶炼时，矿热炉内的电热转化规律方面存在差异，不同炉型的冶炼工艺操作制度不尽相同，不同地区的原料条件也存在细微差别，这些都会造成矿热炉熔炼特性发生较大变化，某些冶炼特性参数是难以准确度量。为了进一步弄清矿热炉熔炼特性的变化规律，就、必须结合工厂的实际生产的情况，通过统计大量实际生产数据，总结其内部规律，拟化成近似的数值。

        内蒙古某企业已经建成的12500kVA硅铁矿热炉、25000kVA硅铁矿热炉、36000kVA、81000kVA硅铁矿热炉进行生产，通过近二十年的长期数据分析，随着炉型的增大，其热效率也不同幅度的增加，当选择81000kVA的矿热炉时，热效率增加幅度最大为10%。

        另外采用容量为81000kVA的矿热炉，炉温稳定，操作稳定，产品质量均匀，冶炼电耗降低。同时炉容量增大后，为原料运输与操作的机械化和自动化控制創造了条件，提高了劳动生产率，降低运行成本。

        2.2 精炼技术应用

        硅铁冶炼的原料采用优质组合碳质还原剂。即以冶金焦为主，搭配气煤焦，兰炭或烟煤作还原剂，可使硅铁产品节能200～300kWh/t。每1kWh电按0.4元计算，每年可节约电费：158004×200×0.4=1264万元；

        改善入炉矿石的制备技术。保证炉料具有合适的块度以确保良好的透气性，获得较好的冶炼指标。

        2.3 采用全自动布料系统

        传统的布料方式采用人工布料，工人劳动强度较大，且劳动环境较差。基于此情况，部分企业采用全自动布料方式，不需要人工布料，改善车间环境。

        全自动布料装置互成120°布置在矿热炉顶盖上，能在120°扇区内实现圆周布料，扇形布料和定点布料。溜槽β角（布料溜槽的圆周角度）旋转电机带动小齿轮和大齿圈旋转，电机正反转，实现溜槽的120°布料范围，溜槽α角（布料溜槽的倾角）倾动靠电机带动丝杆升降机再带动连杆，使溜槽的角度变化，让物料分布到不同的环面上，实现均匀布料；通过受料斗下面的节流阀的配合，实现不同位置布料的流量控制。

        该装置实现矿热炉内任意点的自动加料，使物料分布更加均匀，便于矿热炉实现大型化，降低矿热炉的电耗。

        2.4 就地低压补偿技术的应用

        目前矿热炉设备的自然功率因数普遍偏低，大部分的矿热炉冶炼工艺，其自然功率因数在0.5到0.7之间，为了提高矿热炉的自然功率因数，需要配合安装使用无功功率补偿装置。[2]现阶段，比较成熟的补偿方式是在矿热炉炉变二次侧，采用相应的自动控制和特定的短网连接方式将大容量的超低压、高电流电力电容器组联接进入矿热炉变压器二次侧进行无功补偿。通过相应的补偿，减少短网、矿热炉变压器及供电网路部分的无功电流消耗。

        2.5 烟气余热梯级利用

        半密闭矿热炉生产时，煤气遇空气燃烧成为烟气，烟气量为密闭式的10～15倍，量大尘多，既难净化，又不利于能量回收，长期污染环境并造成能量损失，因此针对性的设计了高温矿热炉烟气经过余热利用后，再进行干法布袋除尘。

        半密闭余热锅炉利用及发电已经成为该炉型主要烟气余热利用方式，[3]矿热炉高温烟气的热量回收后，进行发电，达到节能减排、综合利用、保护环境的目的。其工艺流程如下：高温矿热炉烟气（温度在650℃左右）经矿热炉烟道（2根或3根）送入余热锅炉（卧式或立式锅炉），经过余热锅炉换热后，产生的高温高压蒸气，经蒸汽管道（长度控制在1公里之内）送至汽轮发电机组，推动机组进行发电。

        高温矿热炉烟气经余热锅炉换热后，温度降为250℃左右，其能量也可以被利用。目前主要实用的利用方式是用来产生余热锅炉补汽。

        另外，余热锅炉的出口烟气温度能已经达到了布袋除尘器的要求，不需要另行增加降温装置（如空冷器），减少项目投资。

        3 主要经济技术指标对比

        下表为国内同行业企业指标对比表。通过对工艺设备先进性、资源能源消耗等指标的分析，以及与国内外同行业企业的对比来看，采用大炉型冶炼硅铁，生产水平为国内先进水平。

        4 结论

        通过上述分析，本人认为，采用大型矿热炉冶炼，以冶金焦为主，搭配气煤焦，兰炭或烟煤作还原剂，采用全自动布料技术，矿热炉高温烟气通过余热锅炉降温后，实现烟气余热阶梯回收利用，成为今后硅铁冶炼行业的新特点。

        参考文献：

        [1]郭馨.硅铁冶炼炉的烟尘特性及余热回收利用[J].应用能源技术，2014（5）.

        [2]朱贺.矿热炉低压无功补偿[J].工业加热，2008（3）.

        [3]武荣阳，吴国华.矿热炉烟气资源综合利用[J].综合利用，2011（8）.