PDF《烧结铬矿冶炼高碳铬铁的探索》

6 - 注:l.成本指每吨铁的电耗、矿耗和焦耗的费用之和.即工艺成本. 2.日产、电耗、矿耗、焦耗和成本的单位分别为吨/天、kws/t 、t/t、t/t 和元/t.

4、讨论 4.1 烧结铬矿冶炼高碳铬铁的特点 矿热炉冶炼高碳铬铁过程充满着矛盾.例如炉料下行与炉气上行的矛盾;

炉温与反应速率的矛盾;

焦矿 比与电极有效工作端的矛盾;

冶炼强化与顺行的矛盾等等.在一定的设备和原料条件下,这些矛盾制约着冶 炼的强化、生产率和综合效益的提高. 烧结铬矿结构疏松多孔,表面积大,反应性能好,同时其具有一定的残焦含量(见表二).因此,在烧结 铬矿冶炼高碳铬铁时,焦炭的利用率高、配入量小,焦矿比低,有利于冶炼负荷的控制. 同时, 烧结铬矿具有一定的高温强度且内部存在着大量的微孔隙, 料层空隙率占大, 由式 (4) 可知, 其 散料颗粒间通道的当量直径 D 大,料层透气性能好,在强化冶炼条件下.有利于炉况的稳定. 烧结铬矿的这些性能特征为提高入炉铬矿的综合品位进行强化冶炼提供了可能性.根据试验情况,由于 烧结铬矿的加入冶炼,在保持较低的视在功率和较高的功率因素的情况下,与方案四比较,方案

一、方案二 和方案三入炉铬矿的平均综合品位和平均日产分别提高 1.62%和9.08%,冶炼强化效果明显. 另外,烧结铬矿表面积大,根据传热方程: Dq=a*F*T*d 在一定的初始温度差T 的奈件下,炉气和炉料单位时间内交换的热量 Q 大,排出炉外的炉气的温度低, 能量利用率高,冶炼的负荷要求和电耗低(见表

四、五). 4.2 烧结铬矿的配入量问题 -

7 - 方案一和方案二试验结果表明,在铬矿配比中烧结铬矿的比例不能过大.烧结铬矿透气性能好,颗粒间 通道的当量直径 D 大.由式(3)可知在矿热炉冶炼条件下,D 增大,则炉气的流速 w 提高,炉气在炉内停留时 间变短.这导致炉气和炉料热交换不充分,排出炉外的炉气的温度高炉气带走的热能总量多,电耗增加. 同样,由式(3)可知,烧结铬矿的用量增加.炉气的速率 W 提高,炉气的密度ρ减小.加上炉气与炉料热 交换不充分,上部炉料的温度过低.主要在散料层和融熔层上部进行的反应①,实际分下面二步进行: 3(FeO-Cr2O3)+3CO=3Fe+3Cr2O3+3CO2 3CO2+3C=6CO 其在温度低、炉气(主要成份为 CO)密度小的情况下,反应的速率和限度大大降低.此加重了残焦层等区 域的反应负担,甚至大量残矿和残焦到达炉子下部反应区,使带焦渣层、炉渣层和残矿层成为一个混合渣层. 因为大量的呈固体颗粒状的残矿和残焦的存在,混合渣溶点高,流动性差,下部反应区的反应条件恶化, 矿和焦大量流失,矿耗增加. 另外,由于烧结矿具有一定的 C 含量且表面积大反应性能好,其配入量过大,入炉的焦矿比降低,比较 而言,负荷给不足,视在功率和有功功率都有所降低(见表四). 4.3 有关搭配铬矿的问题 方案三在:方案一的基础上,使用高品位的粉状铬矿代替 50%的低品位块状铬矿,日产和回收率分别提 高13.68%和4.71%,电耗下降 16.40%,获得好的技术经济指标.这表明方案一的透气性能指标较其炉 内反应强度过剩. 与方案一比较而言,方案三入炉铬矿的综合品位提高 4.06%,这有利于提高炉内反应强度.增加单位 时同内的炉气流量,从而使冶炼强化透气性能指标的过剩量减少,有利于炉况的活跃和稳定.同时,入炉铬 矿的综合品位提高,层渣量减少,炉渣带走的铬元素总量和热量减少,矿耗和电耗下降(见表五). 粉状铬矿代替块状铬矿,散料颗粒间通道的当量直径 D 减小,炉气速率下降,炉气和炉料热交换充分, 有利降低电耗.另外,低价位的粉状铬矿的加入.在保证炉况正常的情况下.亦有利降低成本,提高综合效 益.