硅鐵冶煉的新特點(diǎn)

張亮

摘 要：本文從不同容量礦熱爐冶冶煉的熱效率對(duì)比、主要技術(shù)的應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比，闡述今后硅鐵冶煉行業(yè)發(fā)展的新特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：主要趨勢(shì)；大型化；階梯利用

1 概述

隨著我國(guó)能源短缺，環(huán)保壓力與日俱增，[1]作為高耗能產(chǎn)業(yè)的硅鐵冶煉企業(yè)，必須改變?cè)械拇址判?、高污染模式。目前，我?guó)硅鐵冶煉的容量主要在36000KVA以下，能源消耗較大，且大部分未進(jìn)行能源回收利用，產(chǎn)生大量的污染，針對(duì)此情況，我國(guó)硅鐵主要生產(chǎn)企業(yè)正逐步實(shí)施大爐型冶煉硅鐵、余熱回收技術(shù)、新型環(huán)保技術(shù)，減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)“青山綠水，就是金山銀山”的目標(biāo)。

2 主要趨勢(shì)

2.1 爐型大型化

硅鐵在不同容量的礦熱爐冶煉時(shí)，礦熱爐內(nèi)的電熱轉(zhuǎn)化規(guī)律方面存在差異，不同爐型的冶煉工藝操作制度不盡相同，不同地區(qū)的原料條件也存在細(xì)微差別，這些都會(huì)造成礦熱爐熔煉特性發(fā)生較大變化，某些冶煉特性參數(shù)是難以準(zhǔn)確度量。為了進(jìn)一步弄清礦熱爐熔煉特性的變化規(guī)律，就、必須結(jié)合工廠的實(shí)際生產(chǎn)的情況，通過(guò)統(tǒng)計(jì)大量實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù)，總結(jié)其內(nèi)部規(guī)律，擬化成近似的數(shù)值。

內(nèi)蒙古某企業(yè)已經(jīng)建成的12500kVA硅鐵礦熱爐、25000kVA硅鐵礦熱爐、36000kVA、81000kVA硅鐵礦熱爐進(jìn)行生產(chǎn)，通過(guò)近二十年的長(zhǎng)期數(shù)據(jù)分析，隨著爐型的增大，其熱效率也不同幅度的增加，當(dāng)選擇81000kVA的礦熱爐時(shí)，熱效率增加幅度最大為10%。

另外采用容量為81000kVA的礦熱爐，爐溫穩(wěn)定，操作穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量均勻，冶煉電耗降低。同時(shí)爐容量增大后，為原料運(yùn)輸與操作的機(jī)械化和自動(dòng)化控制創(chuàng)造了條件，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低運(yùn)行成本。

2.2 精煉技術(shù)應(yīng)用

硅鐵冶煉的原料采用優(yōu)質(zhì)組合碳質(zhì)還原劑。即以冶金焦為主，搭配氣煤焦，蘭炭或煙煤作還原劑，可使硅鐵產(chǎn)品節(jié)能200～300kWh/t。每1kWh電按0.4元計(jì)算，每年可節(jié)約電費(fèi)：158004×200×0.4=1264萬(wàn)元；

改善入爐礦石的制備技術(shù)。保證爐料具有合適的塊度以確保良好的透氣性，獲得較好的冶煉指標(biāo)。

2.3 采用全自動(dòng)布料系統(tǒng)

傳統(tǒng)的布料方式采用人工布料，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較大，且勞動(dòng)環(huán)境較差。基于此情況，部分企業(yè)采用全自動(dòng)布料方式，不需要人工布料，改善車(chē)間環(huán)境。

全自動(dòng)布料裝置互成120°布置在礦熱爐頂蓋上，能在120°扇區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)圓周布料，扇形布料和定點(diǎn)布料。溜槽β角（布料溜槽的圓周角度）旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動(dòng)小齒輪和大齒圈旋轉(zhuǎn)，電機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)溜槽的120°布料范圍，溜槽α角（布料溜槽的傾角）傾動(dòng)靠電機(jī)帶動(dòng)絲桿升降機(jī)再帶動(dòng)連桿，使溜槽的角度變化，讓物料分布到不同的環(huán)面上，實(shí)現(xiàn)均勻布料；通過(guò)受料斗下面的節(jié)流閥的配合，實(shí)現(xiàn)不同位置布料的流量控制。

該裝置實(shí)現(xiàn)礦熱爐內(nèi)任意點(diǎn)的自動(dòng)加料，使物料分布更加均勻，便于礦熱爐實(shí)現(xiàn)大型化，降低礦熱爐的電耗。

2.4 就地低壓補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

目前礦熱爐設(shè)備的自然功率因數(shù)普遍偏低，大部分的礦熱爐冶煉工藝，其自然功率因數(shù)在0.5到0.7之間，為了提高礦熱爐的自然功率因數(shù)，需要配合安裝使用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。[2]現(xiàn)階段，比較成熟的補(bǔ)償方式是在礦熱爐爐變二次側(cè)，采用相應(yīng)的自動(dòng)控制和特定的短網(wǎng)連接方式將大容量的超低壓、高電流電力電容器組聯(lián)接進(jìn)入礦熱爐變壓器二次側(cè)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。通過(guò)相應(yīng)的補(bǔ)償，減少短網(wǎng)、礦熱爐變壓器及供電網(wǎng)路部分的無(wú)功電流消耗。

2.5 煙氣余熱梯級(jí)利用

半密閉礦熱爐生產(chǎn)時(shí)，煤氣遇空氣燃燒成為煙氣，煙氣量為密閉式的10～15倍，量大塵多，既難凈化，又不利于能量回收，長(zhǎng)期污染環(huán)境并造成能量損失，因此針對(duì)性的設(shè)計(jì)了高溫礦熱爐煙氣經(jīng)過(guò)余熱利用后，再進(jìn)行干法布袋除塵。

半密閉余熱鍋爐利用及發(fā)電已經(jīng)成為該爐型主要煙氣余熱利用方式，[3]礦熱爐高溫?zé)煔獾臒崃炕厥蘸螅M(jìn)行發(fā)電，達(dá)到節(jié)能減排、綜合利用、保護(hù)環(huán)境的目的。其工藝流程如下：高溫礦熱爐煙氣（溫度在650℃左右）經(jīng)礦熱爐煙道（2根或3根）送入余熱鍋爐（臥式或立式鍋爐），經(jīng)過(guò)余熱鍋爐換熱后，產(chǎn)生的高溫高壓蒸氣，經(jīng)蒸汽管道（長(zhǎng)度控制在1公里之內(nèi)）送至汽輪發(fā)電機(jī)組，推動(dòng)機(jī)組進(jìn)行發(fā)電。

高溫礦熱爐煙氣經(jīng)余熱鍋爐換熱后，溫度降為250℃左右，其能量也可以被利用。目前主要實(shí)用的利用方式是用來(lái)產(chǎn)生余熱鍋爐補(bǔ)汽。

另外，余熱鍋爐的出口煙氣溫度能已經(jīng)達(dá)到了布袋除塵器的要求，不需要另行增加降溫裝置（如空冷器），減少項(xiàng)目投資。

3 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

下表為國(guó)內(nèi)同行業(yè)企業(yè)指標(biāo)對(duì)比表。通過(guò)對(duì)工藝設(shè)備先進(jìn)性、資源能源消耗等指標(biāo)的分析，以及與國(guó)內(nèi)外同行業(yè)企業(yè)的對(duì)比來(lái)看，采用大爐型冶煉硅鐵，生產(chǎn)水平為國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。

4 結(jié)論

通過(guò)上述分析，本人認(rèn)為，采用大型礦熱爐冶煉，以冶金焦為主，搭配氣煤焦，蘭炭或煙煤作還原劑，采用全自動(dòng)布料技術(shù)，礦熱爐高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)余熱鍋爐降溫后，實(shí)現(xiàn)煙氣余熱階梯回收利用，成為今后硅鐵冶煉行業(yè)的新特點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭馨.硅鐵冶煉爐的煙塵特性及余熱回收利用[J].應(yīng)用能源技術(shù)，2014（5）.

[2]朱賀.礦熱爐低壓無(wú)功補(bǔ)償[J].工業(yè)加熱，2008（3）.

[3]武榮陽(yáng)，吳國(guó)華.礦熱爐煙氣資源綜合利用[J].綜合利用，2011（8）.