硅铁炉.docx

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硅铁炉

4000kVA硅铁矿热炉

技术规格书

一、硅铁的用途

硅铁是炼钢工业中必不可少的脱氧剂，也作为合金剂添加。

在炼钢工业中，每生产1t钢大约消耗3-5kg75%硅铁。

二、4000kVA电炉主要参数

1.电极直径：

φ680mm

2.炉壳直径：

φ5300mm

3.炉膛直径：

φ3800mm

4.炉膛深度：

1800mm

5.炉壳高度：

3400mm

6.极心圆直径：

φ1800±50mm

7.电极工作行程：

1000mm

8.电极检修行程：

1600mm

9.出铁口：

2个

10.变压器额定容量：

4000kVA

11.一次侧电压：

35KV

12.二次侧额定电流：

20620A

13.二次电压：

100\104\108\112\116\120\125V

二次常用电压112V

100-112V恒电流112-125V恒功率

三、主要技术经济指标：

1．冶炼电耗（75%硅铁）：

8500-8800kWh/t

2．动力用电：

250-300kWh/t

3．年工作天数：

340-345

4．产品合格率：

＞99.5％

5．元素回收率：

90％-92％

6．入炉料品位：

SiO2＞97％

四、主要原材料消耗（75%硅铁）：

1．硅石：

1780-1850kg/t

2．焦碳：

890-930kg/t

3．钢屑：

220-230kg/t

4．电极糊：

45-55kg/t

5．电极壳：

3-6kg/t

6．锭模及渣罐：

15-20kg/t

7．耐火材料：

15-25kg/t

8．功率因数cosф：

0.85-0.88

五、日产量：

7.5t

六、主体设备简介：

本设计选用矮烟罩半封闭固定式炉型，使4000KVA硅铁炉设备先进、工艺合理，主要设备简介如下：

1．炉体：

炉壳采用δ16钢板焊接成圆柱体，炉底采用δ20钢板并用工字钢（25#）支撑在基础上，自然通风冷却炉底。

炉衬采用耐火砖（轻质粘土砖，重质粘土砖，高铝砖），炉底炉圈采用碳砖砌筑，砖缝用电极粉、矿粉的混合物填充。

2．矮烟罩：

采用20#槽钢制作水冷骨架；立柱采用φ159钢管；烟罩上盖由耐热混凝土浇注，矮烟罩侧壁采用耐火砖砌筑。

炉心三电极周围均采用无磁不锈钢结构，并设有极心圆调整密封装置、倒向轮装置。

矮烟罩三大面设三大门，三小面设三小门，供加料、拨料、扎眼、观察炉况和处理电极事故用。

3．烟囱:

设置2个，直径φ1500mm高32m,下部采用水冷烟道，粗烟管高烟囱以保证抽烟量。

4．短网：

采用正三角布置。

短网包括从变压器出线端子至铜瓦的所有构件、软联补偿、水冷电缆、导电铜管、铜瓦。

采用一对一全水冷方式。

三相均采用同向逆并联。

短网往返电流双线布置，以达到互感补偿、磁感抵消。

采用全冷水进入水冷电缆的冷却新工艺，不易产生水垢而堵塞水冷电缆。

采用以上新工艺、新技术可有效地提高短网入炉功率，提高短网的作业率。

5．电极系统：

采用悬挂式或柱塞液压油缸升降电极，电极的压放采用油缸与气囊抱闸组成的电极自动带电压放装置。

采用压力环式把持器，液压油缸和顶紧装置组成的压力环，实现一对一顶紧铜瓦。

铜瓦采用锻造T2铜瓦整体加工。

铜瓦对电极的压力大小可以调整，对电极的抱紧力均匀一致，能确保铜瓦与电极接触良好，导电均匀，不但可以大大减少电极事故，还能延长铜瓦的使用寿命。

把持筒下部和保护大套及极心圆调整装置，均采用1Cr18Ni9Ti无磁不锈钢，使大电流通过导体时产生的磁损减少到最小程度。

6．液压气动系统；均采用二极自动控制。

能保证液压气动系统始终保持正常的使用压力，安全可靠。

7．冷却水系统：

是对在高温条件下工作的构件：

短网、压力环、保护大套、烟罩、烟囱等进行冷却的装置。

短网、压力环、保护大套、炉罩等均设有充气防水装置。

用于检修、抢修时可在几分钟内快速排水。

8．变压器：

采用低损耗节能型壳式矿热炉变压器，侧出线，12个出线端子采用厚壁铜管（φ60×10L=200），交错排列。

9.供电系统：

采用35KV高压进线，35KV高压柜一套、低压动力配电柜一面。

低压系统：

控制柜、操作台、PLC一套。

七、工艺简介：

硅铁生产工艺简介

本工程冶炼品种为硅铁。

本工艺主要是在硅铁炉内进行连续埋弧无渣冶炼,在整个冶炼过程中,碳质还原剂（兰炭、冶金焦等）、钢屑与硅石按一定配比构成炉料，炉内电极深而稳地插在炉料中，通过电弧加热化学反应制得硅铁。

●原料

硅石贮存和水冲洗；焦炭贮存和筛分；钢屑贮存及破碎、配料。

原料：

原料入炉量与合格块度

硅石焦炭钢屑（或氧化皮）

40-120㎜5-15㎜（冶金焦）＜100㎜（含铁量75%粉状）

5-18㎜（兰碳）

一台炉年入炉量：

18953.55t12390.84t483.12t

对原料物化性能要求:

硅石:

SO2＞97%Al2O3≤0.85P2O5＜0.02%表面无泥土,热稳定性好。

焦炭：

固定碳灰分（兰碳、冶金焦）：

C固＞80%灰分≤14%

钢屑：

碳素钢钢屑Fe＞95%氧化皮含Fe为75%

●一台4000KVA硅铁炉硅石、焦炭、钢屑、贮料单位：

吨

硅石

焦炭

钢屑或氧化皮

入炉量

单耗（铁）

日耗量（日）

月耗量（月）

1830

15.32

460

930

7.78

233.4

230

1.93

58

加工前

需量

损耗系数

日耗量（日）

月耗量（月）

1.05

16.09

483

1.2

9.34

280.1

1.3

2.51

75.4

贮存料场

推放面积

贮存量

700㎡

500㎡

外来堆料场150㎡

合格堆料场100㎡

硅石为露天堆场，焦炭为棚，钢屑或氧化皮为棚，电极糊为库房。

产量计算

1）4000kVA的理论日产量计算由下算出。

Px24xtxcosφxk2

Q=

W

4000×24×0.85×0.95×1.0×0.95

==8.37t/日

8800

式中：

P变压器额定容量，kVA；

Q电炉的产量，t;

W冶炼品种的单位电耗，kWh/t；

cosφ电炉的功率因数取0.85；

k2变压器功率利用系数取0.95;

t电炉年工作天数取340天。

电炉年停炉时间:

25天,其中中修一年一次10天,小修每月一次,每次一天,共计12天,非计划停炉3天。

单台电炉平均小时产量:

Q=（4000×0.85×0.95）/8800=0.37t

电炉最大小时产量

Q=（4000×0.85）/8800=0.39t

电炉平均日产量

Q=（4000×0.85×0.95×24）/8800=8.88t

电炉年产量

Q=8.88×340t=3019t

一台4000kVA硅铁炉硅石、焦碳、钢屑、炉料

炉气

●工艺流程（见图）

工艺流程简述

硅石等原料由汽车经地磅运进厂区，经分选后，进行破碎，破碎后的合格料存放在原料场，料场同时还存有焦碳、钢屑或氧化皮、电极糊等原料。

硅石，焦炭，氧化皮三种原料由装载机分别装入三个配料仓,电子称量斗称量后,由电磁给料机落料,经配料皮带机进入斜桥上料，单斗车内。

由单斗车将混和料送至4层中间斜仓内，经悬挂式布料车将混合料送入7个料仓中，由电振给料机给料通过下料管进入炉膛。

炉料进入半封闭式矿热炉中，由变压器经三相电极将电流导入炉内，电极通过与炉料间产生电弧发热传向装满炉料的炉膛，通过电弧热和电阻热，硅石得以还原成硅铁，在整个冶炼过程中，电极上电压和电流的强度是根据冶炼工艺参数设定的，不同的时期其电压和电流的数值也不同，也就是说输入炉内的功率不同，电极在炉内总是稳稳地插在炉料中，气体从整个料面均匀地逸出。

电弧自始至终不外露，混匀的炉料，随料面的下降小批加入炉内，使炉内料面保持一定的高度，电极周围呈现一锥体形状，炉内还原生成的硅铁水存到一定的程度时，用烧穿器及圆钢打开炉眼，放出硅铁。

电炉按两小时出炉一次，出铁量为2.5吨左右，出铁完毕由立式卷扬机拉到浇注间，由天车将铁水包吊起，浇注到锭模内。

合金稍冷却后撬起，用天车吊到盛铁箱内，经冷却、破碎后，用平板车或装载机运往成品库。

一台4000KVA的硅铁炉每班出铁4次，每次出铁分析一次试样，每次试样分析均要求在一小时内将结果提供炉前。

冶炼和浇注均为3班制作业，日产量大于等于8.8吨。

年作业天数为340天。

烟尘经炉口上吸烟罩进入排尘烟道，在厂房的北侧布置袋式除尘器，出炉的烟尘经过冷却器降温进入除尘器，经处理后的烟尘排放浓度达到国家规定排放标准。

循环冷却水由循环水泵站供水，冷却水进入电炉冷却设备后利用落差自然回流至冷却水池，在水池中自然冷却后用水泵将水供至炉前，整个电炉冷却水为开路循环。

炉衬采用轻质粘土砖、重质粘土砖、高铝砖、碳砖、自焙碳砖和冷捣糊等采用新工艺砌筑，炉口采用钢玉砖砌筑。

八、4000kVA硅铁电炉设备构成

名称及规格

数量

机械设备

炉壳（φ5300）

1套

炉衬

1套

排烟

系统

烟罩

1套

烟囱

2台

炉口排烟系统

2套

短

网

铜管φ60×10

4.5t

水冷电缆

SL1200L=900

各24根

SL1200L=2400

铜瓦

12块

铜排（烧穿器用）

2套

不锈钢螺栓及吊挂

1套

把

持

器

压力环

3个

保护大套

3个

把持筒、电极筒

各3个

油缸吊挂、钢平台及气囊支架

电气设备

变压器4000kVA/35kV

1台

高压柜35kV

1套

低压柜及操作台

1套

液压系统

1套

气动系统

1套

炉内冷却系统

1套

绝缘材料及标准件

1套

运输及安装

1套