铁合金现状和发展方向

铁合金生产技术现状和发展方向

我参与了16000KV A硅铝铁炉和30000KV A硅钙炉试生产和生产。在这过程中经历许多挫折和失败，回过头细想对铁合金生产有些感触。现对国内铁合金说说自己的看法：国内铁合金生产仍然处在刀耕火种的年代，虽然在设备上有大的进步，但是工艺上仍然具有很大差距。就我个人认为在如下几个方面存在着问题（一，不注重基础研究。二经济和技术不挂钩。三电冶，电与冶炼不配套。四思想意识落后）。一．不注重基础研究。国内铁合金的发展功利性及强，看见铁合金能挣钱，什么样的人都上铁合金，其目的就一个挣钱。铁合金行业曾经流传一种说法：越先进的铁合金企业越不挣钱，越落后的企业越挣钱。

二．经济和技术不挂钩。有很多企业生产指标相当好，可是却不挣钱，原因是他们不算成本帐。这种事情在生产铬铁和锰铁会出现。

有很多私企老板不懂铁合金，请一个管工艺的进行冶炼。该管工艺的生产出的铁合金电耗低，矿耗低，完成了生产指标可老板不挣钱。原因是该产品主要成本在原料上，就铬矿而言，块矿和粉矿一吨价差为1000多元，生产一吨铁需要两吨多铁。指标再好，就是吨铁少200度电也才100元。

三．电冶，电与冶炼不配套。国内铁合金冶炼对于电而言只知道流压比。大多数冶炼者只关心，多大的电炉，用多少电流，多高电压。在各个报刊文献上写上硅锰冶炼的流压比是多少，碳铬冶炼

的流压比是多少。实际上流压比是决定电弧功率的大小，是决定冶炼温度的。受炉膛尺寸，极心圆大小，炉料电阻影响的。铁合金冶炼中对于极心圆参数的设计，国内的书籍说难还原的合金品种极心圆应小点，因为这样才能保证较高的极心圆功率密度，这从冶炼，热还原是对的。但是电学上，极心圆小了，电弧功率占有功的比例相应的也会减少，故极心圆功率密度不一定增加。就以硅铝铁冶炼而言，焦作矿务局王封铁合金厂是硅铝铁冶炼专利获得者，前期使用的极心圆直径是电极的2.3倍，月产硅铝铁合金50吨左右，随后使用的极心圆直径改为是电极的2.5倍（硅铁的参数），产量增为90吨-----115吨（1800KV A矿热炉）。30000KV A 硅钙电炉所使用的极心圆与国内的参数也是不一样的。

四．思想意识不正确。我曾经听见一个搞了30多年铁合金工艺的人说：为了确保不出电极事故，工艺为电极让步。电极焙烧应是工艺的一部分。有人说搞铁合金的一个不服一个。有人说亏碳剩碳我一看就知道，随便加几车还原剂或者减几车还原剂就行了。

他们把自己的这种能力作为自己的本事，大肆吹嘘，沾沾自喜。

实际上他们是把自己犯错的能力进行吹嘘。这种能力在小炉上能用，在硅锰，碳铬（它们冶炼中有焦炭层）上能用外，在硅铝铁，工业硅，硅钙等对碳敏感的合金上，在大炉上是会犯错的。大炉30000KV A的炉上，原料入炉到反应，中间需要经历8小时，随意的波动将影响几天的炉况。大炉稳产便是高产。

形成原因：

⑴．国内铁合金教育都太片面，把一个铁合金工艺分成几部分。铁

合金工艺包括电气参数（怎么用电），原料条件（怎么用碳）和操作条件（怎么结合碳和电）他们三者是相互牵连，相互制约的。原料发生变化，电气参数也得变化，操作条件也得变化。

例如：还原剂活性降低了，电气参数发生变化增加炉内功率密度，操作上采用焖烧。国内铁合金教育只讲反应原理，理论配碳。理论和实际脱离。

⑵．国内生产分工不同。国内搞工艺的大多数就是配一下料，并且

配的料还不十分到家，给生产者留下很宽的余地。生产上有时一个班加一吨附加碳的情况都有存在。

⑶．思维意识不同。有些生产者所说的诀窍，实际上就是生产上出

现问题后的补救措施，反而被当成必不可少的东西。例如硅铝铁合金冶炼需要的煤必须有一定的粘结性(没有找到合适的还原剂，还原剂的活性不够，原料的还原速度和熔化速度不匹配，没办法想的)。某些合金冶炼中的干烘炉（原料配比不合适导致炉底上涨，炉底上涨的处理方法成为生产必备条件，浪费能源成为必须的），

⑷．铁合金体系形成的弊端。国内铁合金体系的形成主要是照搬前

苏联的东西过来，没有自己的研究体系。国内的铁合金以前都是小炉起家的，小炉冶炼的思想意识已经根深蒂固了。

我承认铁合金冶炼是一种粗活，但对于大炉生产而言必须粗活细作。

1.铁合金冶炼是一个整体的事，各部门均是生产的参与者，也是生

产情况的晴雨表。

例如：水泵房循环水出水口的温度，除尘系统中烟气温度和烟气量均反映了冶炼中电气参数的使用情况和原料的配碳量（电气参数设计不当和料批中配碳量过多导致高温区上移，出水温度，烟气温度，烟气量均增加）。化验室化验出的任何结果都将反映或影响生产。

2.大炉对于任何参数的改变，都将有一个响应时间。电气参数改变，

响应时间最短为4小时，原料变化响应时间最短8小时。要保证大炉的正常进行应从各方面搜集炉况信息。就以判断配碳量来说就可以使用如下信息：原料消耗，合金成分，炉渣成分，渣铁比，电极消耗，电流，功率，功率因数等。

真正的大型铁合金的生产企业应具备如下控制系统：

1.烟气除尘智能控制系统（IPC系统）

2.配料系统自动化控制系统（PLC系统）

3. 矿热炉专家控制系统（YTDK-ⅴ系统）

4. 总成系统综合智能控制（DCS控制系统）

矿热炉的自动控制是可行的：

对于1.烟气除尘智能控制系统（IPC系统）2.配料系统自动化控制系统（PLC系统）已经运用在铁合金行业，没有什么问题。就矿热炉控制这一块还是问题，国内有几家做过，到后来都舍弃没有用了，其原因是他们的控制点找的不对，控制参数不对：就矿热炉自动控制现在有两种控制（1）依据工艺提出的电流当电流大于工艺规定值时，

将电极提升使电流降低；而当电流小于工艺规定的设定值时，降低电极增加电流。（2）根据冶炼的前，中，后期，不同的冶炼阶段给以不同的控制电流。但上面两种自动控制都是有缺陷的，没有考虑炉料电阻的变化和外网电压的变化，当冶炼环境发生变化后自动控制就没法使用，也就是铁合金现在很少使用自动化的原因。这在某些方面由于国内生产习惯影响（喜欢偏加料，原料的不稳定）也给自动控制带来了麻烦。找着一个把原料条件和电气参数相结合的控制点自动控制就能完全实现（这个控制点很多，因为冶炼上任何一个变化都是原料和电气参数变化的结果）。

矿热炉自动控制的优越性：

1.解决人工控制的弊端

人工控制电极升降存在许多缺陷。一难以保持三相功率平衡;二是人的情绪对操作及时性，准确性的影响。但是最严重的是人工控制理论上的错误。对于硅钙冶炼保持炉膛温度均衡，功率密度均衡是不利的。在冶炼过程中冶炼有一个有个初期，中期，和后期的区别。中后期由于炉内存有铁水，导电增强，电流增加，如提升电极炉底功率密度减弱，降低了炉底温度，合金钙上不去。

2有利于经济分析作出最佳经济运行参数

硅钙冶炼炉底温度过高，则合金过热，这样出铁时合金的烧损严重，过热的合金给出铁口和设备带来潜在危险，同时浪费能源。下图是我在冶炼过程中作的分析：