工业硅矿热炉开炉操作及烘炉制度案例.docx

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1、工业硅矿热炉开炉操作及烘炉制度案例2019年10月4日星期五铁合金矿热炉炉体砌成后，在正式投产前要进行烘炉。通过烘炉，把炉衬中的水汽除掉，使炉衬烧结成形，保证 在投料前炉膛和电极符合冶炼要求。开炉亦是工业硅矿热 炉生产技术的一个重要组成部分。烘炉质量不仅会影响炉衬的使用寿命，而且还会影响矿 热炉是否能顺利投入生产。炉衬质量不好，会降低炉体使 用寿命，并延长开炉时间，影响整个生产过程。矿热炉的烘炉应严格按烘炉表进行。烘炉时间的长短主 要取决于矿热炉容量的大小、炉衬种类、冶炼品种等。目前常用的烘炉方法的整个烘炉过程分为两个阶段。第一阶段是柴烘、油烘或焦烘。其目的是焙烧电极，使电极具有一定承受电流的

2、能力, 除掉炉衬气体、水分。第二阶段是用电烘炉。其目的是进一步焙烧电极，烘干炉衬，并使炉衬达到一 定温度（提温），炉衬材料进一步烧结，达到冶炼要求。 抬，造成炉底上涨。新开炉料面一定要维护好，一切操作 都要轻，尽量减少加料量又不要出现刺火塌料现象，使炉 内能够多蓄积热量，为正常炉况打下基础。炉口料面要平 稳上升，前两天操作更需注意矿热炉设备(电气、机械设备) 的运行情况，不允许捣炉，使土甘竭尽快更好地形成。在电能消耗达到60万kW-h左右,即可出第一炉。间 隔810h后，出第二炉。出完第二炉后进入正常操作，炉 体旋转的频率设定为812H乙在约100h内快速均匀增至 满负荷。结论Q)采用柴烘,需

3、消耗一定量的木材，不适合木材奇缺的 地区，同时，采用柴烘增加了炉前工人添加木材的劳动强 度。(2)省去焦烘阶段，减轻了炉前工人添加焦炭和清理炉膛 积灰的工作量。(3)该方法适用于25.5MV-A以上的工业硅矿热炉的开 炉操作。(4)开炉操作的关键是炉衬的升温速度要均匀一致，电极的升温要缓慢而均匀，投料后依然要注意矿热炉蓄热，实现自焙炭砖炉衬的炉衬内挥发物裂解形成热解碳以及石 墨化，使自焙炭砖逐步焙烧成为结实、致密近于无缝的整体炉衬。不管采用哪一种烘炉方案，都应遵循升温速度由慢而快， 火焰由小到大，电流由小到大。不但要求烘干炉衬，而且 要使炉体蓄积足够热量，使整个炉体具有良好的热稳定性。矿热炉及

4、矿热炉变参数炉膛直径中7200炉膛深度牛3100电极直径（P1272极心圆直径（P3100变压器容量3xH000kV.A二次电压范围160V256V电压级数33级开炉新工艺采用柴烘电烘一投料生产的新开炉工艺，省去焦烘阶 段。炉衬炉衬采用自焙炭砖砌筑。自焙炭砖采用高频模压振动成型工艺制作。成型时伴随着炭砖内部组织不断密实，接触 模具的炭砖表面受模具的冷却作用，炭砖表面行成一层致 密的硬壳。硬壳的最外层，即与模具接触的炭砖表面，是 一层由粘结剂和细粒度粉料租成含高挥发份的薄层。自焙 炭砖砌筑时处于砌筑面的薄层被一定温度的浸润剂所浸润， 形成一层极薄的软化层，砌筑时采用千斤顶挤紧，使自焙 炭砖紧密砌

5、筑，形成一个无缝的整体炉衬。自焙炭砖除了具有碳素材料所具有的耐高温、导热性好、 高温强度高、不易粘渣、铁和炉料、抵抗碱金属、渣、铁 和煤气的化学侵蚀作用强等特性外，自焙炭砖炉衬通过吸 取烘炉和生产过程中的热量，逐步焙烧成为结实、致密近 于无缝的整体炉衬。自焙炭砖与焙烧炭块有其决然不同的性质，用自焙炭砖 砌筑的炉衬必须用适当的烘炉方案才可达到预期目的。2烘炉烘炉和投产初期，自焙炭砖炉衬要经历一个类似但又不 完全同于矿热炉自焙电极的焙烧条件。它以温升为转移点， 以炉衬内表面为起点沿炉衬厚度逐渐缓慢地出现了由硬变 为可塑，再变硬的特殊焙烧过程。在这一特殊的焙烧条件 下自焙炭砖炉衬有效的缓解了烘炉和生

6、产时由于温差应力 对炉衬砌筑砌体产生的破坏作用，并使自焙炭砖炉衬逐渐地烧结成为坚实、致密的整体。烘炉时，热量经过保护砖衬传递给自焙炭砖。首先是炉 衬内表面被加热，随着表面温度升高，炉衬内表面与炉衬 中部温差增加，热量向炉衬中部传递使炉衬中部温度也随 之上升。但由于炉衬厚度较大，且处于单面受热状态，沿炉衬厚 度升温速度是比较缓慢的。炉衬的焙烧可分为三个阶段：(1)水份和挥发份的排出。烘炉时，炉温达20(rc炉衬表面水份蒸发。炉温在 250350。(：时自焙炭砖中来自焦油中的低温分解物质大量 逸出。当温度为35060CTC时，焦油和沥青中的高温分解 物质剧烈分解排出。在400500的温度区间，由于

7、沥青 的膨胀作用，使自焙砖出现有利于砌缝挤紧的明显膨胀。(2)粘结剂的焦化。随着炉衬的温度上升，超过700V炉衬表面层中的半焦 逐渐变成全焦。炉衬中逸出的大量挥发物质受到温度较低 的自焙炭砖外侧和密封的炉壳的阻碍只能向炉衬内侧多孔 的热表面扩散。当炭砖中部逸出的挥发物质经过被加热到 70CTC以上的炭砖热表面层时，挥发物在热表面层中分解析 出碳,填塞于炭砖孔隙中，使炉衬内表面气孔率降低，炉 衬内表面形成一层坚硬、致密壳体。随作烘炉的时间延长， 硬壳的厚度不断增加。烘炉终了炉内温升接近80CTC时靠炉 壳侧炭砖体中温度仅仅达到1001500c左右,对整过自焙 炭砖炉衬而言，烘炉仅仅实现了炉衬内表

8、面的定形。炉衬 内表面粘结剂的焦化已基本完成。ID1 I rj /nn 人口 八兀o自焙炭砖的高温焙烧是在生产时进行的。投产后炉衬 内表面温度迅速上升到10001250伴随着热量从炉内向 炉衬中部传递，裂解出来的氢大量逸出，而析出的热解碳 分布在炭砖中气孔的壳壁、颗粒表面以及自焙炭砖砌缝的 孔隙中行成网状组织结构将自焙炭砖中颗粒和粉料都固结 为一体。在生产过程中始终都在进行着自焙，挥发物裂解 形成热解碳以及石墨化的转化过程。为防止自焙炭砖炉衬在烘炉和开炉时氧化。预防开炉装 料时，自焙炭砖炉衬直接受到炉料的冲击和高炉点火以后 炉衬升温过快损坏炉衬，并借助矿热炉生产时的热量实现 自焙炭砖的炉内烧成

9、。在砌筑自焙炭砖的同时，自焙 炭砖炉内的外露部分必须砌筑适当的保护装置。2.2.1 柴烘在炉内预先放好木材，用废油引燃，慢慢燃烧，火焰高 度不超过炉口。前期用小火烘烤电极，小火烘烤电极的时 间约占整个烘烤时间的1/31/2左右。而后用大火烘烤电 极，使木材均匀而剧烈燃烧。火焰高度一般可达到把持系 统护屏位置。在烘烤过程中，应注意小面电极的烘烤情况。 烘烤时间为72小时，消耗木材200t左右。此时炉底温度 约 120e注意事项：烘炉初期电极和其它设备如烟罩、压力环、保护大套等 承受的热量较少，因而需冷却水较少。水量应根据热量不 断增加而调节控制，应保持水流畅通。2.2.2 电烘送电前检查矿热炉设

10、备，使之处于正常运行状态，同时 检查矿热炉绝缘，保证绝缘可靠。在炉壳距底部一定高度 以上的位置打出（p20mm的孔，间距约1200mm（横向）x400mm（纵向）以利于水蒸气和挥发分的逸出;正常生产后,再将孔洞封堵。检查短网、供电、控制系统，及机械、电气部分，保证机械部件绝缘良好，短网导电、绝缘良好。清理炉膛,在炉底三相电极圆心连线方向铺设高约300mm ,宽约800mm，粒度350mm的石油焦或碳素电极碎颗粒，以构成电流回路和便于起弧。二次电压置于 最低挡位，空载实验10分钟，检查各楼层各相关设备。下插电极，开始低档位送电引弧烘炉。为了起弧方便， 开始使用略高一些的电压通电，待电弧稳定后，使

11、用低等 级电压烘炉,然后逐步升高电压。电极少动，三相平衡, 每通2小时停20分钟散热，每4小时增加电流的原则通过 供电。电烘时执行开炉前预定的操作方案，按电烘炉进度计划 表。电流由小到大，逐渐升高，并留间歇停电时间，使炉 衬升温均匀。随着送电时间的逐渐增加，间歇停电时间逐 渐减少。时刻注意炉内设备，杜绝电极事故发生。在送电加热升温过程中，需严格控制温升速度，否则会在电极内部产生应力和表面应力，使电极机械强度受损。而电极温升是通过电阻热来确定的。因此，合理的供电制 度，可有效控制合理的电极和炉衬的温升速度。自焙炭砖炉衬隔绝空气焙烧时，自焙炭砖及砌缝中的炭 糊受热以后，沿炉衬厚度方向以温度为转移，

12、都在进行着 水分蒸发，粘结剂软化，挥发份逸出，有机物高温分解、 焦化、炭化等多种复杂的物理、化学变化过程。而自焙炭 砖以及用其砌筑成的炉衬就是依靠粘结剂（包括自焙炭砖和 炭糊中）在烘炉时的适当温度（约150。，经过焦化、石墨 化过程形成的焦炭网将炭砖中的粉料和颗粒料胶结成结实、 致密近似于无缝的整体。在上述过程中，如果温度控制不 当,自焙炭砖中有可能产生裂纹，甚至使自焙炭砖出现组 织结构的破坏。所以，自焙炭砖矿热炉炉衬开炉前必须要 有相应的烘炉制度。烘炉制度自焙炭砖中粘结剂的折焦量与烘炉时的升温速度有密切 关系，随着升温速度减慢，沥青的折焦量增大，自焙炭砖 的密度增大，强度提高，有利于提供炉衬

13、的整体结构强度。 因此，条件允许时，应适当延长烘炉时间，有利于提高自 焙炭砖炉衬的结构强度。推荐以下的烘炉制度。炉衬烘烤制度当送电时间达到约90h,炉底温度达到35CTC左右时，启 动炉体旋转机构，同时保持炉体以最大速度旋转，以使炉 底及炉壁尽可能受热均匀。电烘时电压也可逐渐升高，停 电散热时间2535分钟，电烘时为稳定电弧保持额定的功 率,根据具体情况往电极周围和炉内添加焦炭。同时应尽 量少动电极和使三相电极负荷保持均匀。在电能消耗达到40万kW-h左右，或在确定炉衬温度 达到预定值后，则烘炉结束，即可转入投料生产阶段。电 烘炉结束前矿热炉的最大的功率通常为额定功率的1/3 1/20投料生产投料前将炉体旋转机构频率调整为零，投入约50立方 米大木块，加入过渡性炉料。在24h内陆续投入的炉料约 堆积至炉膛总容积的60% ,并控制功率因数在0.650.72 之间。用烘炉电压开炉，一直到炉况正常。此阶段的主要任务 依然是焙烧电极和矿热炉蓄热。要严格控制料面上升速度, 加料速度和输入电量要一致。前期操作尽量少动电极，加 料、推料动作要轻，以免炉料下榻进入电极下，使电极上