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高纯硅铁技术操作规程


高纯硅铁技术操作规程 (12500kVA 敞口电炉)

1 成品规格 1.1 技术要求 1.1.1 高纯硅铁按杂质含量,分为如下几个牌号,其化学成份应符 合表 1 规定。 表1 规 格 Si Al ≥ Si-1 75 0.5 Si-2 75 0.3 Si-3 75 0.1 0.2 0.1 0.05 0.03 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 Ca C 高纯硅铁化学成份 化 Mn Cr 学 P 成 S ≤ 0.03 0.02 0.03 0.01 0.02 0.01 0.1 0.1 0.1 0.2 0.1 0.05 份,% Ti Mg Ni Cu V

0.05 0.08 0.05 0.1

0.05 0.03

0.03 0.05 0.05 0.05 0.05

Si-4 75 0.05 0.03 0.02

0.1 0.05 0.02 0.006 0.03 0.05 0.02 0.05 0.02

Si-5 75 0.03 0.01 0.015 0.1 0.05 0.02 0.005 0.02 0.03 0.01 0.03 0.02 1.1.2 需方如对化学成份有特殊要求,可与供方另行协商供货。 1.2 物理状态 1.2.1 高纯硅铁浇注厚度:各种规格高纯硅铁浇注的铁锭厚度不得 超过 100mm,每炉的偏析不大于 4%。 1.2.2 高纯硅铁供货粒度按表 2 规定。 表2 级别 一般 大粒度 高纯硅铁粒度 规格,mm 未经人工破碎的块状 50-350 筛上和筛下物之和, % 小于 20×20mm,≤8 ≤10

中粒度 小粒度

10-100 10-50

≤10 ≤10

1.2.3 需方对供货粒度有特殊要求,可与供方协商解决。 2 原料技术条件 冶炼高纯硅铁所用的原料有硅石、碳质还原剂(兰炭、石油焦、 煤、木块等) 、铁料(铁鳞、钢屑、硅钢屑等) 。 2.1 硅石 2.1.1 化学成份 SiO2≥99%,Al2O3≤1.0%,P2O5≤0.02%,Ti≤0.02%,其它杂质总和 小于 1.0%。 2.1.2 物理性质 2.1.2.1 硅石表面应清洁,不粘有泥土等杂质,入炉前一定要水 洗干净。 2.1.2.2 硅石要有足够高的机械强度和良好的高温抗爆性,通常 抗爆率不应低于 80%。 2.1.2.3 硅石的粒度为 60-120mm。 2.1.3 不同产地的硅石应分开存放。 2.2 碳质还原剂 2.2.1 化学成份 石油焦:固定碳≥86%,灰份≤1%,挥发份≤13%。 兰碳:固定碳≥85%,灰份≤6%,挥发份≤9%。 2.2.2 物理性质 石油焦:粒度 0-15mm,不得有外来夹杂。 兰炭:粒度 5-18mm,不得混有外来夹杂。 木块:粒度≤100mm 的硬杂木。 不同产地的碳质还原剂应分别存放。 2.3 铁料 2.3.1 冶炼高纯硅铁的铁料为铁鳞、钢屑、硅钢屑等,不准含有有 色金属屑、鳞、铸铁屑、鳞和合金钢屑、鳞等,不准用生锈严重的钢 屑和铁鳞,钢屑长度不应超过 100mm,铁料应清洁,不得有明显的 外来夹杂。 3 精炼剂 3.1 生产高纯硅铁使用的精炼剂有石英砂、硅石粉、石灰粉、萤石 粉、工业碱、铁鳞、铁精矿等。 3.2 精炼剂的粒度:石灰小于 10mm,其它均小于 5mm。 3.3 精炼剂按要按技术人员规定的比例配制,并混合均匀。

4 配料 4.1 配料工首先检查磅秤是否准确。 4.2 炉料由硅石、还原剂、铁料组成,按技术人员规定的料批称量, 每批料称量的允许误差为±1.5kg。 4.3 每批料配料上料时,应确认料批规定数量有无变化,然后再配 料。 4.4 配料的顺序是还原剂、硅石、铁料,每种料称后扒平,然后再 称下一种料,以利混料均匀。 4.5 配料工应将配料批数、配料比变化情况以及附加料数量如实通 知冶炼班长和原料负责人并记入卡片。 4.6 上料工每上一次料时先将仓外的各种原料清进仓内,然后上料。 4.7 炉上每个料仓储备料不准超过两批。 4.8 配料小车内不准有存料压车。 4.9 冶炼班长要根据化验室报来的还原剂的水份情况及时调整料比。 4. 冶炼班长有权检查配料工配料的准确度, 10 并及时报告有关人员。 5.设备维护 5.1 设备参数(见表 3) 表3 炉别 电炉设备参数 炉壳直 炉壳高 炉膛内 炉膛深 电极直 极心园 径 mm 度 mm 径 mm 度 mm 径 mm 直 mm 1# 2# 7000 7200 4070 4070 5600 5600 2100 2100 1000 1060 2500 2550 径

5.2 电炉变压器参数 5.2.1 1#电炉变压器参数(见表 4) 表4 1#电炉变压器参数 低压侧 电压,V 178.5 电流,A 40400 5 电压级

额 定容 量 高压侧 kVA 12500 电压,kV 电流,A 10 722

12500 12300 11600 11000

10 10 10 10

722 712 671 637

167.5 158 149 141.5

43150 45000 45000 45000

4 3 2 1

5.2.2 2#电炉变压器参数(见表 5) 表5 2#电炉变压器参数 低压侧 电压,V 161 158 155 152 149 146 143 140 137 电流,A 45000 45000 45000 45000 45000 45000 45000 45000 45000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 电压级

额 定容 量 高压侧 kVA 12550 12310 12080 11850 11610 11380 11150 10910 10680 电压,kV 电流,A 10 10 10 10 10 10 10 10 10 724.6 710.7 697.4 684.2 670.3 657 643.7 630 616.6

5.3 维护 5.3.1 冶炼电炉在大、中修后,开炉前一定要测量好极心园,尽量 保持电极间距相等。 5.3.2 未经厂领导允许不准私自调整极心园。 5.3.3 机电设备 30-45 天计划检修一次,尽量避免非计划热停。 5.3.4 冶炼人员要严格按设备使用规程工作。 5.3.5 炉子刺火时,应用钎子扎眼撤火,把火引向大面,防止烧坏 铜瓦等设备。

5.3.6 加料时流槽嘴不准撞击水圈。 5.3.7 捣炉时钢钎不准接触电极。 5.3.8 操作人员随时检查本操作面对应的冷却水管水流情况。 5.3.9 在正常操作时,设备突然断电,冶炼人员不准私自处理,应 立即通知电气人员。 6 冶炼操作 6.1 冶炼班长应认真贯彻执行电气工作制度。 6.2 一次电压升高或降低时,为保证适宜的功率,应请示负责人相 应地降低或升高二次电压。 6.3 操纵工应严格按电炉供电制度送电、给负荷,并听从冶炼班长 指挥。 6.4 加料操作要求 6.4.1 充分发挥加料机的作用,严禁互相取代使用。 6.4.2 加料时,先看准部位,然后摆动手柄,使料均匀加入炉内。 6.4.3 炉心料要少加、勤加,严禁加“气料” 。 6.4.5 炉心缺料时,应适当的压低加料机手柄,使料嘴抬高,将炉 料射入炉心及电极里侧,如有死角,用耙子将料推向缺料部位。 6.4.6 加料时流槽嘴不准碰到炉内任何设备。 6.5 为了保持炉口有均匀的透气性,必须做到勤扎眼和小捣炉。 6.6 每炉出完铁,三大面用捣炉机彻底捣炉,时间 5-8 分钟,深度 300-400mm,捣出的大块推向炉心,用料盖住。捣炉时,为了减少热 损失,应做到边捣炉边加料。 6.7 电极周围挂的粘料或炭化物及时打掉,保持电极周围光滑。 6.8 为了保证炉内能量合理分布,冶炼高纯硅铁时,电极插入料层 深度不小于 1000mm。 6.9 铜瓦下端距料面的高度不少于 200mm,不高于 500mm。 6.10 工具和精炼剂准备 6.10.1 三台运转良好的捣炉机。 6.10.2 每面二根六角钢,每大面一个大耙,每面一把铲子。 6.10.3 混合均匀的精炼剂。 6.11 正常炉况的特征 6.11.1 电极插入深度适宜,负荷稳定。 6.11.2 炉料松散,火焰均匀活跃。电极附近成锥体,化料快。 6.11.3 无死料区,没有局部刺火、冒白光和塌料现象。 6.11.4 出铁量正常,出铁快,流量大。 6.11.5 渣子流动性好,能排出少量液态炉渣,炉眼畅通无阻,易 开易堵。 6.11.6 耗电量与出炉量相适应。

6.12 还原剂用量的判断与处理 6.12.1 特征:还原剂过量,电流逐渐增大,电极逐渐上抬,用电 已达满负荷,严重过量造成过流或分闸。 6.12.1.1 电极插入深度变浅塌料频繁,塌料后电极很光滑。 6.12.1.2 坩埚变小,炉料表面出现很长的兰火苗。 6.12.1.3 出炉时铁水温度低,炉渣不易排出。 6.12.1.4 严重过量时,还会造成 SiC 在炉底积存,炉底上涨。处 理方法如下。 6.12.1.5 某相电极电流过大时,可根据烧结情况,将电极倒放回 来。 6.12.1.6 从配料比减炭,必要时直接向电极周围添加配炭不足的 料批。 6.12.1.7 必要时请示负责人研究处理方法。 6.12.2 还原剂不足的特征及处理 6.12.2.1 炉料发粘,烧结严重。 6.12.2.2 负荷不稳定。 6.12.2.3 严重刺火打白光,化料慢,料面局部发暗、透气性不好。 6.12.2.4 火焰呈白色火苗,电极根部刺火严重,甚至出现翻渣死 相。 6.12.2.5 铁水温度低,炉渣发稠不易排出,炉眼不畅通。 6.12.2.6 炉眼压力大,喷火严重,不好堵眼。处理方法: 6.12.2.7 彻底捣炉,边捣炉边附加焦炭。 6.12.2.8 配料比中增加焦炭配入量。 6.12.2.9 翻渣严重造成死相时,把电极周围翻出的粘料抠出,把 电极抬起,直接向坩埚内加入焦炭。 7 出铁浇注和精炼 7.1 设备及工具 7.1.1 氧气瓶若干个或液氧罐、供氧站等。 7.1.2 空气压缩机二台。 7.1.3 连接胶管。 7.1.4 精炼装置。 7.1.5 保温材料。 7.1.6 良好的烧穿器。 7.1.7 出铁车一台。 7.1.8 锭模 8-10 节组合锭模。 7.1.9 烘干的吹氧铁水包二个。 7.1.10 堵眼耙 3-4 个;托铲 2 个。 7.1.11 铁锹二把,锤一把,六角钢钎一根。

7.1.12 配料适宜的干泥球两个,湿泥球 3-5 个。 7.1.13 搬手一把。 7.1.14 铁水包盖一个。 7.1.15 精炼室应离炉口较远,位于干净、安全地方。 7.2 操作 7.2.1 出铁前,首先检查包车是否到位,所用工具是否完备无缺。 精炼铁水包应进行预烘烤,保证有一定的温度 7.2.2 检查精炼装置和各管道连接处是否漏气,精炼包气体是否通 畅,确认无误后由精炼工通知冶炼开炉眼。 7.2.3 出铁前包内先吹空气,待见到铁水后开始加入氧气,气体压 力和氧气、空气比例按技术人员工作指令执行,整个出铁过程一定要 保证气体流畅。 7.2.4 在见到铁水大流时,将按技术人员指令规定数量备好的精炼 剂,经炉上流槽均匀的加到精炼铁水包内,并在铁水放出量达到 1/2 前加完。 7.2.5 精炼工要及时清理流量计和油水分离器中的水份和油份,保 持清洁,并时刻注意流量计读数,保持气体畅通,流量稳定。 7.2.6 高纯硅铁每班出四炉,不经请示不得变更出铁炉数,每班出 铁量应均衡。 7.2.7 出铁时应根据炉眼情况,先开眼上方,大流过后用电把炉眼 周围渣子烧干净,然后堵出铁口,出铁口必须保持里口小外口大的圆 锥形。 7.2.8 一般用铁棍直接捣开出铁口,若人工捣不开眼时,可用电烧 开出铁口,特殊情况可用氧气烧开出铁口,但必须注意以下几点: 7.2.9 氧气烧出铁口所用的工具和保护用品不得带油,氧气瓶应放 置安全地带。 7.2.10 输送氧气的胶管、铁管等联接处应牢固地紧密接触,不得 漏气。 7.2.11 开始先用电烧,然后送少量的氧气,待烧着后增大氧气量, 同时向前推进氧气管,但用力不要过猛。 7.2.12 当发生回火时,应立即关闭氧气阀门,同时折叠胶管。 7.2.13 出铁口烧开后,应立即把氧气瓶移至安全处。 7.2.14 必须由炉前班长统一指挥氧气烧穿出铁口的工作。 7.2.15 出铁大流过后,立即组织人员用铁棍透眼拉渣。 7.2.16 堵眼用的泥球,采用白粘土和碎电极糊,眼小时可掺些焦 末,一般电极糊可掺 30%,眼大时不少于 50%的电极糊。 7.2.17 出铁后,拉出铁水包,并向包内加保温材料,和加盖包盖, 进行精炼操作,精炼时间按技术人员指令执行。精炼期间炉前工要不

断向包内加保温剂,以保证铁水温度和精炼效果。 7.2.18 精炼完成后,由精炼工通知冶炼,开包盖、反扒渣和进行 铁水浇注,同时调整精炼气体压力和流量。 7.4 合金浇注 7.4.1 脱模剂采用稀释的水玻璃,兑清水搅拌均匀,每个模浇上 5-10kg,待干后即可浇注。 7.4.2 每炉分两次浇注,第二次浇注后,在组合锭模的中间部位砸 取固体试样。 7.4.3 合金浇注后方可停止送气精炼,以防透气砖堵塞。同时视下 一炉开眼时间和包停放时间的长短,对包采取不同的保温措施。 7.4.4 合金冷却后,撬起夹到精整斗内摆好,按炉堆放,标明炉号, 待入库。 7.4.5 为减少喷溅铁,每次浇注后,要剔一次包嘴和扒除包内残余 渣子。 7.5 精整和出厂 7.5.1 合金在进行粒度加工前要先进行精整。清除合金内部和表面 的夹渣及冒流铁。 7.5.2 精整过程中由检查员进行质量监督,合格后方可按合同要求 进行粒度加工。 7.5.3 不合格产品装入斗内听候处理。 7.5.4 合金包装时,用风机吹除铁表面粘有的粉末和杂物。 7.6 化验和分析 7.6.1 每次原料进厂时,做一次全分析,分析硅石、还原剂和铁料。 硅石:SiO2、FeO、CaO、MgO、P2O5、Al2O3、Ti。 还原剂: 固定炭、 灰分、 挥发分及灰分全分析 SiO2、 FeO、 CaO、 MgO、 P、Al2O3、Ti。 铁料:C、P、S、Fe、Cu、Ti。 7.6.2 合金:每炉取样后化验室及时向炉上报告合金含 Si、Al、Ca、 C 量,每个月做一次全分析,分析 Si、Al、Ca、C、Ti、P、S、Mn、 Cr、Mg、V、Cu、Ni 等元素。 8 出铁口维护 8.1 出铁口维护包括维修出铁口,更换 600mm 和 400mm 碳砖。 8.2 流槽 600mm 碳砖变短时,要及时更换,以免烧坏流槽板和铁水 包。 8.3 每班对流槽维修一次,将渣子清理干净,用碎电极糊填补成 30-50mm 厚高度。 8.4 出铁口的定期维修方法: 8.4.1 正常维护应在出铁口损坏不严重时进行,出铁后将出铁口周

围炉渣烧干净, 用掺有 40%电极糊的泥球深堵, 烧结良好后便可使用。 8.4.2 小修:深封出铁口 24 小时后,用电极棒烧进 350-400mm, 将渣子清理干净,将一锥形管(φ120,φ80)装入,管子中心线和 出铁口中心线成一直线, 管长 800mm 左右, 在离炉壳 100-150mm 处, 用耐火砖砌墙,墙高度以出铁口损坏情况而定,内填充电极糊。 8.5 对 400mm 的碳砖,每小修两次出铁口时,应更换一次。 9 开停炉 开停炉同 75%硅铁技术操作规程。 10 炉衬砌筑 炉衬砌筑同 75%硅铁技术操作规程。 附录 配料 1 配料计算 1.1 原材料成份及计算依据 1.1.1 根据原料分析结果和实际工作经验,采用表 6 内基础数据。 表6 配料计算基础数据 98.5%

硅石中 SiO2 含量

各种干基还原剂中的综合固定炭 87% 含量 Si 的回收率 还原剂的过剩量 铁料中的含 Fe 量 合金含 Si 量 合金中含 Fe 量 86% 10% 98% 77% 22%

1.1.2 假定硅石中的杂质、还原剂及电极中的灰份氧化物还原所消 耗的还原剂数量和未还原的 SiO2 以及电极参加还原反应的碳相互抵 消。 1.2 生产高纯硅铁配料计算 以 300kg 硅石为一批料则所需各种干基还原剂总量为: 300×0.985×24×1.1/60/0.87=149.45kg 所需铁料数量:

300×0.985×28×0.86×0.22/60/0.77/0.98=34.58kg 2 料批组成: 硅石:300kg 干基综合还原剂:149.54kg 铁料:34.58kg 附加说明: 本规程由吉林铁合金有限责任公司提出。 本规程由吉林铁合金有限责任公司技术中心负责起草。 本规程主要起草人:牟学忠、赵慧娟


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