CN116590486A - 一种大型矿热炉放残铁技术 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁合金冶炼技术领域，一种大型矿热炉放残铁技术，包括以下步骤：步骤一：提高炉内温度，扩大炉内熔池；步骤二：空料操作过程中的配合技术要求；步骤三：放残铁口位置确定；步骤四：放残铁操作。本发明首次实现了在大型矿热炉大修过程中，通过前期工艺操作的准备，空料过程中的技术配合，最大程度的将炉内粘结物熔化为液态，并通过放残铁操作，将炉内液态物全部排放到炉外，大幅降低清理炉内残余物的难度，缩短清理阶段时间，提高矿热炉大修效率。通过该方法的实施，矿热炉内部残余渣铁由测算量800t左右，减少为300t左右。工作量减少约2/3，施工时间缩短了2～3天。
Description
技术领域
本发明涉及铁合金冶炼技术领域，尤其涉及一种大型矿热炉放残铁技术。
背景技术
我公司两台75MVA铬铁冶炼矿热炉是2013年从芬兰outotec公司引进的装备与技术，至2022年9月已运行了8年半，炉内耐材侵蚀严重，炉底温度异常升高，表明炉底耐材侵蚀较多，给安全生产带来较大风险。自投产以来，未进行过炉内耐材的维修与更换。为降低生产事故风险，提高生产效率，需进行矿热炉大修，对炉内耐材进行更换。矿热炉大修是一项施工难度大、周期长的工作，特别是炉内残余渣铁的清理，施工空间小、温度高、硬度大、进展慢，减少炉内残余渣铁量是降低清理阶段的有效措施。这就需要停炉时将炉内高温熔融渣铁尽可能排出炉外，因此放残铁技术的应用可以很好的解决这一问题。
本发明通过放残铁技术的应用，可以通过前期的准备，空料技术的运用，放残铁技术的具体实施，将炉墙、电极周边粘结的残余物料、高温熔融渣铁尽可能多的排出炉外，为后续清理炉内残余物减少工作量、降低难度，提高该阶段工作效率，大幅缩短矿热炉大修时间。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种大型矿热炉放残铁技术。
本发明的目的是这样实现的：一种大型矿热炉放残铁技术，包括以下步骤：步骤一：提高炉内温度，扩大炉内熔池：1）提前4-8天，将铬铁水含硅量控制至6～7%；2）电极工作端位置距出铁口水平位0.8-1.2m；3）渣熔点控制在1680-1710℃；步骤二：空料操作过程中的配合技术要求：1）辅助空料的焦炭量达到2～3批每批次1000-1500Kg的入炉料批总重量，保持电极周边储存2-3批正常物料，每批次1000-1500Kg物料，延长电极2-3小时做功时间，扩大炉内反应区域向炉墙边沿延伸；2）当炉内某项电极电阻＞2mΩ时，压放该项电极，以保持电阻在2mΩ以下，同时控制炉底温度≯1000℃；步骤三：放残铁口位置确定：通过对炉内耐材侵蚀厚度进行计算，判断放残铁口标高；对炉壳温度测量进行一步缩小放残铁口范围，定出放残铁口位置；步骤四：放残铁操作：在空料操作炉内料面降至电极工作端时，一方面从正常出铁口组织出最后一炉铁，另一方面，使用风镐对放残铁口开始打眼，当残铁口内发红时停止风镐打眼，当正常出铁口最后一炉铁出净后，放残口更换用大氧烧通，开始排放炉内残留渣铁；当炉内残余物不再通过放残铁口流出时，炉内停电，放残铁操作结束。
步骤三具体的操作为：1）对炉内耐材侵蚀厚度进行测算：利用傅里叶公式对侵蚀厚度进行计算：剩余厚度ΔΖ=λ1*Δt1/q，λ1=λ0+b*t，λ1炉底侵蚀部位耐材经过修正后的导热系数，Δt1为侵蚀线与深点之间温度差，λ0为炉底上部耐材的导热系数，b为系数，t为侵蚀线与深点之间温度平均值，q是通过炉底两支不同深度的热电偶温度计算；2）炉底耐材结构为两层微孔炭砖+一层镁质浇注层，确定残铁口位置在第二层炭砖与镁质层结合处，即距正常出铁口以下800-1100mm处。
本发明的有益效果是：本发明首次实现了在大型矿热炉大修过程中，通过前期工艺操作的准备，空料过程中的技术配合，最大程度的将炉内粘结物熔化为液态，并通过放残铁操作，将炉内液态物全部排放到炉外，大幅降低清理炉内残余物的难度，缩短清理阶段时间，提高矿热炉大修效率。通过该方法的实施，矿热炉内部残余渣铁由测算量800t左右，减少为300t左右。工作量减少约2/3，施工时间缩短了2～3天。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的炉壳温度分布图。
图2是本发明的炉底热电偶位置图。
其中：1.出铁口、2.炭砖层、3.放残铁口位置、4.镁质层。
实施方式
该发明技术的基本思路：在实施放残铁操作前，将炉内温度较日常提升5～10%，扩大炉内工作熔池尺寸，对炉墙周边粘结物进行熔化，空料操作过程中配合电极位置的下移，持续将电弧横向延伸，扩大炉内粘结物的熔化，并保持液态，最后通过放残铁操作将熔化物全部排至炉外。
具体技术方案如下：第一步：提高炉内温度，扩大炉内熔池，减少炉墙圆周物料粘结。具体方法：1.提前1周，将铬铁水含硅量由日常控制的4.0～5.0%，提升至6～7%。2.电极工作端位置由距出铁口1.5m处，调整为1.0m。3.渣熔点控制，由1730℃调整为1700℃，改善渣子流动性。
第二步：空料操作过程中的配合技术要求：1.辅助空料的焦炭量达到2～3批入炉料批总重量。以提高熔融物料的渗透性，同时保持电极周边储存一定的物料，延长电极做功时间，扩大炉内反应区域尽可能向炉墙边沿延伸。2.当炉内电阻＞2mΩ时，压放该项电极，以保持电阻在2mΩ以下。同时控制炉底温度≯1000℃。
第三步：放残铁口位置确定。方法是:通过对炉内耐材侵蚀厚度进行计算，判断放残铁口标高；对炉壳温度详细测量进行一步缩小放残铁口范围，最后结合炉底耐材结构的特点、日常操作经验，准确定出放残铁口位置。1.对炉内耐材侵蚀厚度进行测算。当炉内耐材温度基本稳定时，可将炉内耐材传热看成是一维的，利用傅里叶公式对侵蚀厚度进行计算。剩余厚度ΔΖ=λ1*Δt1/q，λ1=λ0+b*t，λ0为炉底耐材的导热系数，b为系数，t为侵蚀线与深点之间温度平均值，q是通过炉底两支不同深度的热电偶温度计算出来的（利用公式q=λAB*ΔtAB/ΔΖAB计算，热电偶插入深度是已知的，温度是已知的，该部位耐材的导热系数是已知的）。2.对炉壳外侧利用红外测温仪进行测温。温度分布如下图1。3.炉底耐材结构为两层微孔炭砖+一层镁质浇注层，在日常生产过程中，发现炉底热电偶温度有短时间异常升高的情况，分析判断为铁水钻入炉底炭砖缝隙将炉底炭砖弓起，在高温情况下炉底炭砖侵蚀掉。确定残铁口位置在第二层炭砖与镁质层结合处，即距正常出铁口以下1010mm处。
第四步：放残铁操作。在空料操作炉内料面降至电极工作端时，一方面从正常出铁口组织出最后一炉铁，另一方面，使用风镐对放残铁口开始打眼，当残铁口内发红时停止风镐打眼。当正常出铁口最后一炉铁出净后，放残口更换用大氧烧通，开始排放炉内残留渣铁。
当炉内残余物不再通过放残铁口流出时，炉内停电，放残铁操作结束。
该技术2022年10月在2#矿热炉停炉大修时已成功实施，清理阶段施工时间较未放残情况下工期缩短了3～5天。通过放残铁技术的实施可最大程度的将炉内日常粘结物、残余渣铁排放到炉外，为矿热炉大修清理炉残余物降低难，可大大加快清理阶段的施工进度，大幅提高矿热炉大修效率。
具体情况如下：提前1周，将铬铁水含硅量控制至6～7%；调整电极工作端位置距出铁口水平位1.0m处；渣熔点控制在1690-1710℃；
空料操作开始时加入焦炭量达到2～3批，每批1000Kg，保持电极周边储存2-3批的物料，延长电极做功时间2-3小时；当炉内某项电极电阻＞2mΩ时，压放该项电极，以保持电阻在2mΩ以下，同时控制炉底温度≯1000℃。
通过测算放残铁口位置确定在日常出铁口下方1010mm处。结合炉内料面下降至电极工作端时，打开残铁口，将炉内残铁排放至炉外残铁坑内。本次排放出残铁约200t。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (2)
1.一种大型矿热炉放残铁技术，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：提高炉内温度，扩大炉内熔池：1）提前4-8天，将铬铁水含硅量控制至6～7%；2）电极工作端位置距出铁口水平位0.8-1.2m；3）渣熔点控制在1680-1710℃；
步骤二：空料操作过程中的配合技术要求：1）辅助空料的焦炭量达到2～3批每批次1000-1500Kg的入炉料批总重量，保持电极周边储存2-3批正常物料，每批次1000-1500Kg物料，延长电极2-3小时做功时间，扩大炉内反应区域向炉墙边沿延伸；2）当炉内某项电极电阻＞2mΩ时，压放该项电极，以保持电阻在2mΩ以下，同时控制炉底温度≯1000℃；
步骤三：放残铁口位置确定：通过对炉内耐材侵蚀厚度进行计算，判断放残铁口标高；对炉壳温度测量进行一步缩小放残铁口范围，定出放残铁口位置；
步骤四：放残铁操作：在空料操作炉内料面降至电极工作端时，一方面从正常出铁口组织出最后一炉铁，另一方面，使用风镐对放残铁口开始打眼，当残铁口内发红时停止风镐打眼，当正常出铁口最后一炉铁出净后，放残口更换用大氧烧通，开始排放炉内残留渣铁；当炉内残余物不再通过放残铁口流出时，炉内停电，放残铁操作结束。
2.根据权利要求1所述的一种大型矿热炉放残铁技术，其特征在于：步骤三具体的操作为：1）对炉内耐材侵蚀厚度进行测算：利用傅里叶公式对侵蚀厚度进行计算：剩余厚度ΔΖ=λ1*Δt1/q，λ1=λ0+b*t，λ1炉底侵蚀部位耐材经过修正后的导热系数，Δt1为侵蚀线与深点之间温度差，λ0为炉底上部耐材的导热系数，b为系数，t为侵蚀线与深点之间温度平均值，q是通过炉底两支不同深度的热电偶温度计算；2）炉底耐材结构为两层微孔炭砖+一层镁质浇注层，确定残铁口位置在第二层炭砖与镁质层结合处，即距正常出铁口以下800-1100mm处。
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