CN110553511B - 一种用于矿热炉避峰生产锰硅合金中防止电极硬断的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提出了一种用于矿热炉避峰生产锰硅合金中防止电极硬断的方法，包括在避峰断电后将电极下放200～300mm、再次送电前将电极上抬100～150mm、送电时，控制初始电流小于200A，之后再以5‑7A/min的速度提升电流直至满负荷。本申请通过控制避峰后电极在电极把持器内的位置，以及通过控制通电电流的提升速度，有效的阻止了避峰后再通电时电极的硬断问题，可使电极在热停炉频繁、且停炉时间较长的情况下正常工作，减少电极硬断对炉况的影响，使矿热炉能长期、稳定的避峰生产，降低冶炼电费成本，从而提高了企业的市场竞争力。
Description
技术领域
本申请属于矿石冶炼技术领域，具体涉及一种用于矿热炉避峰生产中防止电极硬断的方法。
背景技术
为缓减用电高峰时的用电压力，确保电网的安全用行，我省实行峰、平、谷三期电价，其中峰期电价高于平期电价，平期电价高于谷期电价，鼓励多用谷期电。矿热炉避峰(利用谷期电和部分平期电生产)生产锰硅合金，热停炉频繁及停炉时间较长，矿热炉核心部位—自焙电极受急冷急热影响，易产生裂纹，导致电极频繁硬断，造成炉况波动，严重时会导致三相电极难以下插，冶炼坩埚区上抬，热损失大，消耗、指标变差，成本升高，甚至停炉。因此，若要实现矿热炉避峰生产，需解决自焙电极硬断的问题。
在专利文件CN106524776B中公开了一种矿热炉长时间停炉保护电极的方法，通过停电前对电极长度、电极位置的控制；停电后对电极进行保温、防氧化工作以及送电后对供电制度进行调整等操作；一方面降低因长时间停炉造成电极硬断的概率，为公司降本增效带来积极作用，另一方面减少电极硬断的次数降低职工不必要的工作量，降低安全风险。但是在实际生产中由于实现矿热炉避峰生产时，需要每天通电、断电循环重复操作，电极更容易发生硬断问题，对电极的保护要求更高，所以该专利的电极保护方法更适用于偶尔长时间停炉时电极的保护，并不适用于矿热炉避峰生产中电极的保护。
发明内容
为了解决上述问题，本申请提出了一种用于矿热炉避峰生产中防止电极硬断的方法，包括在避峰断电后将电极下放200～300mm、再次送电前将电极上抬100～150mm、送电时，初始电流小于200A，之后再以5-7A/min的速度提升电流直至满负荷。
本申请中电流满负荷是指变压器达到额定电流基础上超负荷30％后的电流值，以12500kVA变压器为例：满负荷电流＝12500kVA/1.732/35kV*1.3＝267.8A(高压侧电压35kV；变压器容量为12500kVA)。
本申请中避峰断电后将电极压入料面，根据电极工作端长度，将铜瓦内的电极下放200mm～300mm，将铜瓦内已焙烧的红热电极下放出来，减少铜瓦中冷却水对红热电极的急速冷却造成电极的硬断问题。本申请送电前将电极再上抬100～150mm的目的是：1、保证生产时正常的电极工作端长度，如果不上抬，电极工作端太长，通电后会对炉底的炭质耐火材料进行损坏；2、电极在工作时下放长度太长电极焙烧质量差会产生硬断问题。本申请不仅从电极的下放位置防止电极硬断，还进一步通过控制电流的输送防止电极硬断，本申请中控制初始送电电流，以及电流提升速度，使得通电后缓慢提升负荷，有效的阻止了避峰后再通电时电极的硬断问题。
优选地，从初始电流至电流满负荷的时间控制在1h内。
优选地，电流的提升速度为每5min提升30A。
优选地，按重量百分比计，用于形成所述电极的电极糊中挥发分含量为12.0％～15.5％，灰分的含量≤6.0％。本申请中通过对电极中挥发分和灰分含量的控制，使得从电极原料配比处也有效防止了电极硬断问题的出现。
优选地，所述电极糊的糊柱高度为3.6～3.8m。本申请中通过对糊柱高度的控制，使得电极强度、密度增大，导电性提高，更进一步有效防止电极的硬断。
优选地，电极底端铺设用于降低炉内高熔点难熔物的熔点的稳定层，所述稳定层中包括锰矿石。在电极根部每炉附加适量含铁量较高的锰矿石，增加电极根部炉料比电阻，冶炼中、后期铁的氧化物熔化被还原后，加速电极窝内高熔点化合物的分解、排出，确保电极的正常下插，从电极的使用状态出发进一步防止了电极的硬断出现。
优选地，所述锰矿石中含有铁，按质量百分数计，所述锰矿石中锰含量不低于35％，所述锰矿石中的铁含量不低于20％。
优选地，按质量百分数计，所述稳定层中铁含量不低于8％。稳定层中还包括除了锰矿石的其他含锰元素的原料。
优选地，本申请中的方法更适用于利用矿热炉生产锰硅合金时防止电极硬断的方法，其中，包括在避峰断电后将电极下放200～300mm、再次送电前将电极上抬100～150mm、送电时，初始电流小于200A，之后再以5-7A/min的速度升高电流直至满负荷。
本申请能够带来如下有益效果：
1.本申请避峰后将电极下放200～300mm，有效的防止电极由于急冷急热产生的电极硬断问题的出现；
2.本申请送电前将电极再上抬100～150mm的作用是，防止电极工作端通电后对炉底炭质耐火材料的损坏，且有效防止电极在工作时下放长度太长电极焙烧质量差产生的硬断问题；
3.本申请中控制初始送电电流，以及电流提升速度，使得通电后缓慢提升负荷，有效的阻止了避峰后再通电时产生的电极硬断问题；
4.本申请中通过对电极中挥发分和灰分含量的控制，使得从电极原料配比处也有效防止了电极硬断问题的出现；
5.本申请中通过对糊柱高度的控制，使得电极强度、密度增大，导电性提高，更进一步有效防止电极的硬断；
6.本申请中在电极根部每炉附加适量含铁量较高的锰矿石，增加电极根部炉料比电阻，冶炼中、后期铁的氧化物熔化被还原后，加速电极窝内高熔点化合物的分解、排出，确保电极的正常下插，从电极的使用状态出发进一步防止了电极的硬断出现；
7.本申请可使电极在热停炉频繁、且停炉时间较长的情况下正常工作，减少电极硬断对炉况的影响，使矿热炉能长期、稳定的避峰生产，降低冶炼电费成本，从而提高了企业的市场竞争力。
具体实施方式
实施例1：一种用于矿热炉避峰生产中防止电极硬断的方法：
1)首先，避峰后将电极压入料面，根据电极工作端长度，将电极下放200～300mm；
2)其次，送电前将电极适量倒回100～150mm，控制送电电流不大于200A，缓慢提升负荷，以5-7A/min的提升速度，以焙烧的电极表面发亮为准，直至满负荷；
3)在电极根部附加稳定层，稳定层中包括含铁量较高的锰矿石，稳定层可以增加电极根部炉料比电阻，冶炼中、后期铁的氧化物熔化被还原后，加速电极窝内高熔点化合物的分解、排出，确保电极的正常下插。
上述方法中，使用的电极要控制好电极糊的化学成分和糊柱高度，其中，电极糊中挥发分含量为12.0％～15.5％，灰分的含量≤6.0％；电极糊的糊柱高度为3.6～3.8m。
上述步骤3)中，按质量百分数计，所述锰矿石中的铁含量不低于20％。电极根部除了锰矿石，还有其他含锰元素的原料，整个稳定层中铁含量不低于8％。
本实施例中，灰分是电极糊在850℃±20℃灼烧至恒重的残余物占原试样量的百分含量。
挥发分是在隔绝空气情况下，将一定量的电极糊试样在规定的温度、时间下进行加热，损失总质量与蒸发水分损失之间的差为挥发分。
具体的实施条件如下：
表1具体实施条件
实施例2：表征：
电极硬断的测试方法：每天定时使用量具对电极进行长度测量，连续测试一个月，用电极硬断量表征电极的硬断情况。
其中电极硬断量用电极硬断长度与电极初始长度的比值来表示。电极硬断量为30天测试期间的平均值；测试期间，每天使用的电极的初始长度为固定值。
表2电极硬断情况测试结果
| 样品编号 | 电极硬断量/％ |
| 1 | 0 |
| 2 | 10 |
| 3 | 4 |
| 对比例1 | 25 |
| 对比例2 | 30 |
| 对比例3 | 35 |
| 对比例4 | 36 |
| 对比例5 | 52 |
| 对比例6 | 39 |
| 对比例7 | 67 |
| 对比例8 | 69 |
| 对比例9 | 74 |
从表2中的实验结果可知：从对比例1、对比例2、对比例3以及对比例4中得到，电极糊的化学组成会影响电极硬断量，从对比例5和对比例6得到，电极糊的糊柱高度太小，得到的电极不够致密，强度不高，容易硬断，而电极糊的糊柱高度太高，得到的电极密度太大也容易硬断；从对比例7和对比例8得到，通入的初始电流太大或者电流的提升速度太大，使得电极容易硬断；从对比例9可知，电极下放后不进行上抬，由于电极焙烧质量差使得电极发生硬断。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (3)
1.一种用于矿热炉避峰生产锰硅合金中防止电极硬断的方法，其特征在于，包括在避峰断电后将电极下放200mm、再次送电前将电极上抬100mm、送电时，初始电流为180A，之后再以5A/min的速度提升电流直至满负荷；
按重量百分比计，用于形成所述电极的电极糊中挥发分含量为15.5％，灰分的含量为6.0％；所述电极糊的糊柱高度为3.6m；
电极底端铺设用于降低炉内高熔点难熔物的熔点的稳定层，按质量百分数计，所述稳定层中包括35.2％的锰矿石；所述锰矿石中含有铁，所述锰矿石中的铁含量为8％。
2.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉避峰生产锰硅合金中防止电极硬断的方法，其特征在于：从初始电流至电流满负荷的时间控制在1h内。
3.根据权利要求1所述的一种用于矿热炉避峰生产锰硅合金中防止电极硬断的方法，其特征在于：电流的提升速度为每5min提升30A。
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Denomination of invention: A method for preventing electrode hard breakage in peak avoiding production of manganese silicon alloy in a submerged arc furnace Effective date of registration: 20231222 Granted publication date: 20211022 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Feicheng sub branch Pledgor: SHIHENG SPECIAL STEEL GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2023980073806 |
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