钛渣冶炼中泡沫渣控制操作法——张超
高钛渣生产工艺资料

低温还原钛铁矿生产高钛渣的新工艺引言目前世界上9 0%以上的钛矿用于生产钛白,约4%~5%的钛矿用于生产金属钛,其余钛矿用于制造电焊条、合金、碳化物、陶瓷、玻璃和化学品等。
我国的钛资源储量非常丰富,但主要是钛铁矿,金红石矿甚少。
我国钛矿主要由广东、广西、海南、云南和四川攀枝花开采生产,主要产品是钛铁矿精矿,也有少量的金红石精矿。
由于钛铁矿精矿的品位较低,需经过富集处理获得高品位的富钛料一高钛渣或人造金红石,才能进行下一步的处理。
电炉熔炼法是一种成熟的方法,工艺比较简单,副产品金属铁可以直接利用,不产生固体和液体废料,电炉煤气可以回收利用,三废少,工厂占地面积小,是一种高效的冶炼方法。
电炉熔炼法可得到TiO2含量为 80%左右的高钛渣,作为下一步处理(如酸浸法或氯化法) 的原料。
由于电炉熔炼法属于高温冶金,能耗高是其固有的特点,生产1t高钛渣,大约需要3000 kWh的电能,而实际上将铁从钛铁矿中还原出来所需的化学能量仅在 500 kWh左右,即能量的有效利用率仅在17%左右,非常低;其二、电炉熔炼法使用冶金焦或石油焦作还原剂,也存在一定的环境污染。
El-Tawil等人研究了在固态下先将铁从钛精矿中还原出来,然后再通过磁选方式将铁分离出来的方法生产高钛渣。
他们通过添加催化剂等方式,研究了钛铁矿在1000~1200℃的还原性能,结果表明,在1200 ℃恒温180 min,钛铁矿的金属化率达到85%。
因此还原效果不很理想。
Williams等人研究了通过球磨促发方式实现钛精矿的低温还原性能,发现了在760℃条件下恒温30 min基本上将铁从钛精矿中还原出来这一低温反应现象,具有很强的理论意义。
但是实验条件很苛刻,要求钛精矿的颗粒度在1~2μm,一般球磨机难以实现这一目标,即使能够达到,也将耗费大量能量。
赵沛等人提出了煤基低温冶金学和冶金流程,可将铁矿石的冶炼温度降低到700℃以下,甚至更低的温度。
在此基础上,钢铁研究总院低温冶金学课题组经过研究,发现钛精矿粉体的平均粒度在10μm左右时也能将它的还原温度降低到600℃左右,并且研究出一种高效球磨机,这样为钛精矿的低温还原工艺的产业化奠定了理论和实践基础。
全攀枝花钛精矿冶炼钛渣的生产实践

全攀枝花钛精矿冶炼钛渣的生产实践陈贤幕【摘要】对25.5MVA半密闭圆形钛渣电炉使用全攀枝花钛精矿冶炼生产的情况进行分析,提出使用全攀枝花钛精矿冶炼酸溶性钛渣的方案.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2014(036)001【总页数】4页(P31-33,46)【关键词】全攀矿;电炉;冶炼;钛渣【作者】陈贤幕【作者单位】攀钢集团钛业有限责任公司,四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】TF8231 引言电炉熔炼钛渣的实质是钛铁矿与固体还原剂无烟煤(或焦炭)等混合加入电炉中进行还原熔炼,矿中铁的氧化物被选择性地还原为金属铁,钛的氧化物被富集在炉渣中,经渣铁分离后,获得钛渣和副产品金属铁[1]。
攀钢钛业公司钛冶炼厂25.5MVA钛渣电炉自2006年6月投产以来,生产逐步顺行,主要生产74%酸溶性钛渣,同时成功开发出78%熔盐氯化渣和85%氯化渣等产品。
所用钛精矿主要为云南钛精矿、进口矿以及攀枝花钛精矿。
攀枝花钛精矿属于岩矿[2],其铁的氧化物三价铁低,矿中的主要杂质CaO、MgO含量高,粒度细,还原性能较差,在生产过程中攀枝花钛精矿的使用比例一直较低,基本上维持在30%~40%。
酸溶性钛渣(TiO2≥74%)主要用于硫酸法钛白的生产。
由于使用钛精矿直接生产硫酸法钛白产生的“三废”量大,每生产1t钛白将排出8~10t20%的废酸和3~4t的硫酸亚铁,不利于环境保护,同时,处理“三废”将会导致生产成本的提高[3]。
因此,以钛渣为原料是钛白生产厂商提高产能、消除环境污染、提高竞争力的一种手段和发展趋势,客观上增加了对钛渣的需求[4]。
同时,为了进一步提高攀枝花钛精矿冶炼水平、提高攀枝花钛精矿资源利用水平,降低生产成本,要求不断提高攀枝花钛精矿的使用比例。
2013年6月至9月,钛冶炼厂进行了攀枝花钛精矿粉矿与攀枝花钛精矿球团矿不同比例的生产实践。
2 生产条件2.1 主要原料钛渣生产主要原料均为攀枝花钛精矿和还原剂焦炭,攀枝花钛精矿有粉矿和球团矿两种形式,球团矿是微细粒级攀枝花钛精矿经过造球生产而成。
钛渣的冶炼原理
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钛渣的冶炼原理1.钛渣冶炼的原理及工艺流程电炉熔炼钛渣的实质是钛铁矿与固体还原剂无烟煤(或石油焦或叫焦炭)等混合加入电炉中进行还原熔炼,矿中铁的氧化物被选择性地还原为金属铁,钛的氧化物被富集在炉渣中,经渣铁分离后,获得钛渣和副产品金属铁。
钛精矿的主要组成是TiO2和FeO,其余为SiO2、CaO、MgO、Al2O3和V2O5 等,钛渣冶炼就是在高温强还原性条件下,使铁氧化物与碳组分反应,在熔融状态下形成钛渣和金属铁,由于比重和熔点差异实现钛渣与金属铁的有效分离。
期间可能发生的化学反应如下:Fe2O3+C=2FeO+CO (1)FeO+C=Fe+CO (2)以钛精矿为原料,敞口电炉冶炼钛渣的工艺流程如图1所示。
钛渣图1、工艺流程图2. 电炉冶炼的主要特征钛渣是一种高熔点的炉渣,钛渣熔体具有强的腐蚀性、高导电性和其粘度在接近熔点温度时而剧增的特性,而且这些性能在熔炼过程中随其组成的变化而发生剧烈的变化。
2.1钛渣的高电导率和熔炼钛渣的开弧熔炼特征2.1.1钛渣的高电导率钛铁矿在熔化状态具有较大的电导率,在1500℃时为2.0~2.5ks/m,在1800℃为5.5~6.0ks/m,随着还原熔炼钛铁矿过程的进行,熔体组成发生变化,FeO含量减少,而TiO2和低价钛氧化物的含量增加,因此其电导率迅速上升,如加拿大索雷尔钛渣在1750℃电导率为15~20ks/m,而一般的炉渣在1750℃电导率为100s/m,可见钛渣的电导率比普通冶金炉渣的电导率高数十倍甚至几百倍,比普通离子型电解质(如Nacl液体在900℃时的电导率约为400s/m)的电导率都高很多,且温度变化对钛渣电导率影响不大,这些都说明钛渣具有电子型导电体的特征。
2.1.2熔炼钛渣电炉的开弧熔炼特征钛渣的高电导率决定了熔炼钛渣电炉的开弧熔炼特征,即熔炼钛渣的热量来源主要依靠电极末端至熔池表面间的电弧热,这就是所谓的“开弧冶炼”,而在高电阻炉渣的情况下,电极埋入炉渣,熔炼过程的热量来源主要是渣阻热,即所谓的“埋弧熔炼”。
含钛高炉渣的流变特性及其泡沫化的研究

III
重庆大学硕士学位论文
英文摘要
analysis, binary basicity is the most important factor for the viscous flow activition energy of slag, and MgO, MnO, TiO2 are as follows, which are the same as the first group. As for the mentioned above, with a same rotative speed, the effect of slag composion on rheological characteristic is opponent to viscous flow activition energy, that is, n is lower, non-Newton properties is apparent, while the viscous flow activition energy is smaller. The pure V-Ti smelting process is hard to apply due to foaming problems of Panzhihua high-Ti BF slag. In this paper, the calculated value C in foaming index equation is form 600 to 800 on the basis of former studies. The foaming index equation to predict the foaming state of slag is easy to master, but due to the limitte of the data of high Ti BF slag, it is hard to do the relative experiment. so a prediction model on foaming index of high Ti BF slag has been built which is on the basis of slag Mol composion, this formula has been got with DPS, which deepen the theoretic base of foaming behavior problem.
高钛渣生产工艺规程

高钛渣生产工艺技术规程高钛渣生产工艺技术规程一、总则为了更好的落实公司对高钛渣生产、质量方针,以及更好的完成公司下达的生产计划,做到文明生产和安全生产,提高公司的经济效益和社会效益,特制定本公司的高钛渣生产工艺技术规程。
二、高钛渣生产工艺流程图(见下页)三、生产工艺规程1、原料1.1严格按照配料单配料1.2所有原材料分别准确检斤,按照配料单的比例均匀混合。
1.3混合好的原材料,按照指定的位置进行堆放,严禁与其它炉料混合1.4如果有偏加料的炉料,指定专门的堆放位置,供冶炼偏加使用。
1.5所有原料都不得混入其它杂质,必要时,采取相关的措施。
1.5运行混料设备时,要进行工作前的相关检查,只有设备高钛渣生产工艺流程图工作状态良好,方可启动混料操作。
1.6所有的炉料,堆放要整齐规整,地面保持清洁,防止杂质的进入。
1.7如有配料发生变化,要及时通知冶炼车间,并告知不同料比的混合炉料的堆放地址,防止冶炼上错料1.8所有人员,进入操作现场,都必须佩戴好劳保用品,防止不安全因素的产生。
1.9生产工具,在操作完成后,必须撤离现场,按照指定的位置整齐摆放。
2、冶炼2.1原料主要成分:2.2基本化学反应方程式TeTiO3+C==TiO2+Fe+CO2.3化学反应条件开始反应温度1116K,所以,为了达到铁还原率95%以上,要远远高于这个温度,也就是说,冶炼要达到熔分效果,冶炼温度要达到16000C以上。
2.4高钛渣的冶炼,是阶段性连续式冶炼,也是间歇式冶炼方式,即一次性加料到出炉,再进行下一炉的冶炼。
2.5冶炼设备矿热熔炼电炉,也就是矿石还原加热电炉。
大体上分为炉体、电极、电极把持器系统、排烟系统、出铁系统,短网、变压器等。
2.6热量来源总体上就是电阻热和电弧热两种,不同时期的热量来源是不同的,所占的比例相互变化也不同。
2.6生产工艺2.6.1入炉原材料为原料车间按照配料通知单混合好的原料,均匀加入炉内,料面为电极根部凸起200左右,料面呈馒头状微微凸起。
60tConsteel(康斯迪)电弧炉泡沫渣冶炼的工艺实践分析

一 其它
而泡沫渣中 CO和 Mg a 0是加入炉 中的主要造渣材
6 烟气 的处理更为合 理、 ) 简单。因它有一段较长 的
C nt l os e预热段 , e 废气在靠近 电炉 23长度 的预热段已基 / 本燃烧完毕 , 基本实现对释放废气 C 、 O O V C和 N x的严 O 格控制 。
・
6 ・ 3
6to s e( 0C nt l康斯 迪 ) e 电弧炉泡沫渣冶炼 的工艺实践分析
罗家顶。 何勇, 周英豪
( 首钢贵阳特殊钢有限责任公司, 贵州 贵阳 5 05 5 0) 0
1 简介
首钢贵 阳特 钢 6tos e 电弧炉 是高 效率 的 电弧 0Cnt l e
2 o el C mt 电炉炼钢 的优越性 e
2 生产成本大幅度降低 。因使用连续预热废钢铁料 ) 进行熔炼工艺 , 过程采用全程泡沫渣操作 , 、 、 电极 电耗 耐 材消耗大大降低 , 在有条件在上炉壳开孑兑人 3%铁水 L O
的情况下 , 电能消耗可降低 4 %以上; 0
与节能效果显著 , 能耗指标跃居世界先进水平 。该项 目已
C nt l os e 电炉炼钢是具有很多优越性的, e 它与传统的
炉, 该项 目是与炉外钢水精炼真空处理设备一
Ⅱ’ V +D
普通电炉和直流电弧炉相比, 其设备状况和冶炼工艺具有
如下优越性 : 1 厂房和设备 占地面积小 , ) 能节 约投 资资金 。该 工
或 V D和瑞士康卡斯特三机三流连铸机定位为“ O 三位一 体” 的短流程生产工艺 , 主体设备从意大利、 美国、 瑞士、 德 国等国引进。因它具有世界先进水平 的卧式在线带废钢
以确保钢渣之间处于一种恒温和强烈脱碳 的沸腾状态, 成
钒钛磁铁矿的高炉冶炼

钒钛磁铁矿的⾼炉冶炼⽤⾼炉冶炼铁、钒、钛共⽣特种矿⽯的⼯艺过程。
这种矿⽯的含铁量⼀。
般较低,要经过磁选富集,获得钒钛磁铁精矿,然后制成烧结矿或氧化球团矿作为⾼炉炼铁的主要含铁原料。
经⾼炉冶炼得出的产品是含钒钛的炼钢⽣铁和五元系(CaO—MgO⼀SiO2⼀A12O3⼀TiO2)⾼炉渣。
铁⽔中的钒可通过提钒⼯艺⽣产钒淹,作为各种钒制品的原料。
钒钛磁铁矿的资源和特点钒钛磁铁矿是铁、钒、钛共⽣的磁性铁矿,钒绝⼤部分和铁矿物呈现类质同相赋存于钛磁铁矿中。
所以钒钛磁铁矿也称钛磁铁矿。
由于成矿条件不同,世界各矿区的这种矿⽯的铁、钛和钒的含量有很⼤的区别。
还由于各矿区的钛磁铁矿的可选性不同,所⽣产的钒钛磁铁精矿,铁、钛和钒的含量也有很⼤区别。
现在,钛磁铁矿已被看作是⽣产钒的主要原料。
据资料介绍,能经济地提取钒的钛磁铁矿中⾦属钒的储量约占世界⾦属钒储量的98%。
当今世界上每年⽣产的⾦属钒的88%是从⽤钛磁铁矿⽣产钢铁的同时产出的钒渣中提取的。
世界钛磁铁矿的储量⼤概情况见表。
基本反应和冶炼过程⾼炉冶炼钒钛矿的原料,实际上是钒钛烧结矿,其矿物组成是钛⾚铁矿、钛磁铁矿、钙钛矿和含钛硅酸岩相,还有少量的铁酸钙、铁板钛矿和残存的钛铁矿。
在⾼炉内烧结矿从炉喉下降到炉腹的过程中,经过不同温度区间完成冶炼的基本反应和物相组成变化。
块状带的反应⼤致分为三个温度区间,从炉喉到炉⾝上部的650~900℃温度区间,除⼀般的Fe2O3、Fe3O4、FeO和铁酸钙的间接还原外,还有钛⾚铁矿、钛磁铁矿和铁板矿的失氧,其化学反应主要有:反应后的物相组成是钛磁铁矿、浮⽒体和少量的细⼩铁粒。
炉⾝中部的900~1150~C温度区间,是钛磁铁矿被还原,主要化学反应有反应后⽣成浮⽒体和钛铁晶⽯固溶体以及部分浮⽒体被还原⽣成⾦属铁。
炉⾝下部的i150~1250℃温度区间,是钛铁晶⽯还原分解阶段,主要化学反应有:反应后⽣成的物相组成有⾦属铁、钛铁晶⽯、少量的浮⽒体、钛铁矿、板钛矿固溶体和钙钛矿。
高钛渣生产工艺规程

高钛渣生产工艺规程高钛渣生产工艺技术规程混料工艺技术操作规程一、混料工应熟悉混料设备、配料设备的操作方法,并严格执行技术部门给定的配料比,每批料严格称量,保证原料质量。
二、原料的粒度要符合技术要求,三种物料加入混料机后,适当加少许水,以手捏成团为准,进行混料作业。
三、先将沥青破碎到标准粒度,将焦炭粉、钛铁矿运至混料搅拌机料斗旁。
四、按照技术部门的配料比,先将钛铁矿称量后倒入料斗中,然后再依次将焦碳粉和沥青称量倒入料斗中,进入搅拌机内加入少许水后进行混料搅拌。
五、混料必须搅拌均匀,通过三轮翻斗车运到炉前指定地点。
六、袋装的钛铁矿的包装袋,要从料中清理干净,不得有任何杂质混入搅拌机中。
七、使用原料的破碎机、搅拌机时,首先检查设备是否完好,确定设备完好后,再开启设备,严格按照各个设备的安全操作规程操作。
八、工作完毕后,将所有的使用工具放到指定地点,场地清扫干净,物料堆放整齐。
冶炼工艺技术操作规程一、炉前冶炼工必须熟知钛渣冶炼电炉的各个组成部分,详细了解钛渣冶炼电炉的工作原理,工作性能,才能具备电炉的操作的基本能力。
二、高钛渣冶炼采用一次性加料、一次性出炉的间歇式冶炼工艺,其熔炼过程:烧出铁口(扩出铁口)---堵出铁口---停电捣炉---加生料―下放电极---送电熔炼---电阻热期---熔化还原期―精炼还原期---出炉。
三、烧出铁口(扩出铁口):烧扩出铁口是在已经出完炉后进行的一项工作,烧出铁口要正对1#电极位置,从外往里扩,一般铁口大小要在200mm左右,烧后流口平滑,无障碍,有利于下一炉正常出炉。
用氧气或用烧穿器烧穿铁口时,应遵守相应安全操作规程,采用往复动作,从外往里烧,如造成渣铁障碍,随时清除,然后继续往里烧,直至符合标准。
四、堵出铁口用烧穿器将出铁口烧制平滑无障碍后,使用废高钛渣拌少许水,以渣湿润为准,用铁锹将湿润的渣倒入出铁口前端,用堵眼器将渣缓慢送入铁口里面,堵出铁口直至铁口全部堵满。
五、停电捣炉将电极提起,然后按技术部门规定的数量在每相电极下面加入钛铁矿。
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先进操作法(密)
钛渣冶炼中泡沫渣控制操作法
张超
在钛渣冶炼中,会经常出现泡沫渣,泡沫渣是影响出炉渣产量的主要因素之一,也是目前钛渣冶炼的一大特性。
我厂今年在钛渣生产上,由于受原料品位波动大和冶炼操作技术水平有限等因素的影响,泡沫渣问题尤为突出,造成产量明显下滑,本文分析了泡沫渣的原因,以及泡沫渣的利与弊,通过实际操作,总结经验,探索出减少泡沫渣的新方法。
一、为什么要治理泡沫渣,其危害有多大?
我厂在实际生产中,经常出现泡沫渣,造成电极位置高位运行,有时甚至被迫停电,无形中延长了冶炼周期,恶化生产指标。
因此能否消除泡沫渣直接关系产量。
故有必要对泡沫渣进行探讨。
利:开弧状态下的电弧,如果没有涨泡熔渣的包裹或料层的覆盖,电弧将成为完全裸露的状态,这不仅热效率低,也会损害炉衬和炉盖,炉子寿命缩短,而且泡沫渣可以提高输出功率。
当电炉炉膛大,挂渣层较薄需要挂渣时,我们可以利用泡沫渣来挂渣。
弊:二次加料或料层产生塌陷,使炉料进入高炉熔渣中反应而生成的大量的CO气体经熔渣逸出,使熔渣沸腾和喷溅,熔渣的沸腾很容易造成二次燃烧室堵塞,造成炉压难以控制;并且熔渣的沸腾把电极淹没,使电炉的瞬间电流增大,造成短路,引起钛渣熔炼不稳定,会破坏电炉正常运行还造成无谓的浪费,涨出的液渣,在炉口四周冷凝,影响下料、加料;造成电流不稳,负荷不足。
甚至被迫停电,从而使产量降低;热量大量丧失,造成热能的利用降低,有时甚至会烧坏设备和部件。
在熔池很小,炉膛内形成了搭接料的这种情况下,泡沫渣的产生很容易造成塌料,大的塌料有可能把电极打断,造成电极事故的发生。
长期的高位运行造成底部温度偏低,导致出渣见铁,铁口无铁。
还会使炉膛不规则,下大上小,无法正常排气。
同时,熔池液面过高,距炉顶过近,对炉衬和炉盖热辐射加剧,造成炉盖维护困难频繁渗水,
炉盖使用寿命缩短,也破坏了电极和炉盖的绝缘。
二、分析泡沫渣出现的原因:
由于电炉冶炼过程中频繁出现泡沫渣情况,泡沫渣的产生使得电极位置不易控制,物料受热不均匀,电炉有效输入功率降低,最终导致冶炼电耗增加,出炉渣产量及质量波动大等问题。
首先我厂是间断方式进行冶炼,每次加料量都是分几批入炉的,形成了很大的料堆,由于多点布料还不成熟,所以当远离电弧高温区的料堆就只会熔融、烧结,炉料厚重,不易下滑。
只有在时间和功耗够时,才会发生塌料。
因此在冶炼过程中,先天不足就必须在操作上准确分析各种参数,结合实际制定冶炼计划。
冶炼中频繁出现泡沫渣的现象,通过分析得到由以下几种因素共同作用所导致。
1、入炉原料性质变化所带来的影响。
攀矿的粒度比云矿的较细,而细粒矿在冶炼过程中容易伴随反应所产生的气体,况且攀矿的透气性差,形成的大量气体不能及时外排,致使气泡沸腾上升,从而导致泡沫渣的产生;并且攀矿的中含CaO、MgO高,化学活性强,反应迅速,产生的大量气体不能及时的排除,造成底部大量气体将液面托高。
2、由于冶炼操作上调整不到位,在下层炉料化料效果不佳的情况下,功耗输送不够,未熔化生料与加入炉料在不同层面同时反应,导致大量气泡产生并迅速抬高液面,从而形成泡沫渣。
3、送电制度不合理,方法不当,电极长时间高位运行,使得炉膛比较小,炉膛内形成了“大三角”,在冶炼后期很容易造成频繁塌料,塌料引发泡沫渣的产生。
4、有一定数量的一级除尘灰和粒度极细的炉料共同反应,导致泡沫渣产生。
5、电极工作端长度不够,炉料底部传热时间和深度不够。
三、改进措施
1、如何防止起泡沫渣的方法:
【一看二取三配四加】
一看:就是看上一炉冶炼的情况,具体分析,制定措施;
二取:就是从取样中,去了解炉况,掌握本炉情况;
每批取样时,要认真观察化料情况,温度、渣的流动性、品位。
样棒插不下去,则化料不好,要找出原因调整,不能匆匆就补料了。
三配: 根据实际情况合理调整配比,控制品位;
(1)配料系统是否正常,必须清楚称量皮带的配料精度。
(2)不要把料仓配满,以灵活机动的方式调整出现的泡沫渣.
(3)坚持钛渣品位由低到高的方式进行配料.
(4)重视延长埋弧期的时间,让炉底的温度得到提高。
(5)提高送电质量,即提高钛渣的电导性。
(1)四加::就是把握加料时机,控制冶炼进度;今后可以大力实施多点布
料中的相间加料制度,以减少料层的厚度。
2、控制泡沫渣的方法:
【一加二降三提四停】
一加:即从中心加入钛矿,以瞬间降温,降下电极位置。
二降:低电压小电流(档位12-16、电流35000A以下)
采用低电压小电流,减少炉内表层物料的热量的输入,使整个炉内物料达到热量上的平衡,以此来达到消除泡沫渣效果。
在低电压小电流运行将近5分钟后,电极位置有下降的趋势或者维持在原有高度,此时缓慢降档,电极位置达到正常冶炼状态,再根据电炉冶炼情况来调整电流电压。
三提;若泡沫渣反复出现且位置较高,可提升电极至断弧。
再配以一定的钛精矿加入,经炉门观察液面下降至合适位置后再送电。
四停:严重的泡沫渣要及时停电冷却,时间要给够。
四、改进后效果:
经过这几年钛渣冶炼的摸索,只要采取了以上措施,泡沫渣出现的几率大为减少,所带来的效果是很显著的。
1、改善了炉膛形状,增大了加料量,也提高了钛渣产量。
2、确保合适的电极位置,能够充分化好每批料,为生产的连续打下基础。
3、减少了泡沫渣的高位持续,提高了电极绝缘和延长了炉盖寿命.减少停炉时间,提高了设备作业率。
4、可以提高每批加料量也能及时补加料以缩短冶炼周期。
5、炉前电耗得到控制,真正的做到降本增效,节能减排的工作。