工业硅矿热炉开炉操作及烘炉制度案例

工业硅矿热炉开炉操作及烘炉制度案例

2019年10月4日星期五

铁合金矿热炉炉体砌成后，在正式投产前要进行烘炉。通过烘炉，把炉衬中的水汽除掉，使炉衬烧结成形，保证在投料前炉膛和电极符合冶炼要求。开炉亦是工业硅矿热炉生产技术的一个重要组成部分。

烘炉质量不仅会影响炉衬的使用寿命，而且还会影响矿热炉是否能顺利投入生产。炉衬质量不好，会降低炉体使用寿命，并延长开炉时间，影响整个生产过程。

矿热炉的烘炉应严格按烘炉表进行。烘炉时间的长短主要取决于矿热炉容量的大小、炉衬种类、冶炼品种等。

目前常用的烘炉方法的整个烘炉过程分为两个阶段。

第一阶段是柴烘、油烘或焦烘。

其目的是焙烧电极，使电极具有一定承受电流的能力，除掉炉衬气体、水分。

第二阶段是用电烘炉。

其目的是进一步焙烧电极，烘干炉衬，并使炉衬达到一定温度(提温)，炉衬材料进一步烧结，达到冶炼要求。

不管采用哪一种烘炉方案，都应遵循升温速度由慢而快，火焰由小到大，电流由小到大。不但要求烘干炉衬，而且要使炉体蓄积足够热量，使整个炉体具有良好的热稳定性。

矿热炉及矿热炉变参数

炉膛直径φ7200

炉膛深度φ3100

电极直径φ1272

极心圆直径φ3100

变压器容量3×11000kV·A

二次电压范围160V～256V

电压级数33级

开炉新工艺

采用柴烘→电烘→投料生产的新开炉工艺，省去焦烘阶段。

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炉衬

炉衬采用自焙炭砖砌筑。自焙炭砖采用高频模压振动成型工艺制作。成型时伴随着炭砖内部组织不断密实，接触模具的炭砖表面受模具的冷却作用，炭砖表面行成一层致

密的硬壳。硬壳的最外层，即与模具接触的炭砖表面，是一层由粘结剂和细粒度粉料租成含高挥发份的薄层。自焙炭砖砌筑时处于砌筑面的薄层被一定温度的浸润剂所浸润，形成一层极薄的软化层，砌筑时采用千斤顶挤紧，使自焙炭砖紧密砌筑，形成一个无缝的整体炉衬。

自焙炭砖除了具有碳素材料所具有的耐高温、导热性好、高温强度高、不易粘渣、铁和炉料、抵抗碱金属、渣、铁和煤气的化学侵蚀作用强等特性外，自焙炭砖炉衬通过吸取烘炉和生产过程中的热量，逐步焙烧成为结实、致密近于无缝的整体炉衬。

自焙炭砖与焙烧炭块有其决然不同的性质，用自焙炭砖砌筑的炉衬必须用适当的烘炉方案才可达到预期目的。

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烘炉

烘炉和投产初期，自焙炭砖炉衬要经历一个类似但又不完全同于矿热炉自焙电极的焙烧条件。它以温升为转移点，以炉衬内表面为起点沿炉衬厚度逐渐缓慢地出现了由硬变为可塑，再变硬的特殊焙烧过程。在这一特殊的焙烧条件下自焙炭砖炉衬有效的缓解了烘炉和生产时由于温差应力

对炉衬砌筑砌体产生的破坏作用，并使

自焙炭砖炉衬逐渐地烧结成为坚实、致密的整体。

烘炉时，热量经过保护砖衬传递给自焙炭砖。首先是炉衬内表面被加热，随着表面温度升高，炉衬内表面与炉衬中部温差增加，热量向炉衬中部传递使炉衬中部温度也随之上升。

但由于炉衬厚度较大，且处于单面受热状态，沿炉衬厚度升温速度是比较缓慢的。

炉衬的焙烧可分为三个阶段：

(1)水份和挥发份的排出。

烘炉时，炉温达200℃炉衬表面水份蒸发。炉温在250~350℃时自焙炭砖中来自焦油中的低温分解物质大量逸出。当温度为350~600℃时，焦油和沥青中的高温分解物质剧烈分解排出。在400~500℃的温度区间，由于沥青的膨胀作用，使自焙砖出现有利于砌缝挤紧的明显膨胀。

(2)粘结剂的焦化。

随着炉衬的温度上升，超过700℃炉衬表面层中的半焦逐渐变成全焦。炉衬中逸出的大量挥发物质受到温度较低的自焙炭砖外侧和密封的炉壳的阻碍只能向炉衬内侧多孔

的热表面扩散。当炭砖中部逸出的挥发物质经过被加热到700℃以上的炭砖热表面层时，挥发物在热表面层中分解析出碳，填塞于炭砖孔隙中，使炉衬内表面气孔率降低，炉衬内表面形成一层坚硬、致密壳体。随作烘炉的时间延长，硬壳的厚度不断增加。烘炉终了炉内温升接近800℃时靠炉壳侧炭砖体中温度仅仅达到100~150℃左右，对整过自焙炭砖炉衬而言，烘炉仅仅实现了炉衬内表面的定形。炉衬内表面粘结剂的焦化已基本完成。

(3)高温焙烧。

自焙炭砖的高温焙烧是在生产时进行的。投产后炉衬内表面温度迅速上升到1000~1250℃伴随着热量从炉内向炉衬中部传递，裂解出来的氢大量逸出，而析出的热解碳分布在炭砖中气孔的壳壁、颗粒表面以及自焙炭砖砌缝的孔隙中行成网状组织结构将自焙炭砖中颗粒和粉料都固结为一体。在生产过程中始终都在进行着自焙，挥发物裂解形成热解碳以及石墨化的转化过程。

为防止自焙炭砖炉衬在烘炉和开炉时氧化。预防开炉装料时，自焙炭砖炉衬直接受到炉料的冲击和高炉点火以后炉衬升温过快损坏炉衬，并借助矿热炉生产时的热量实现

自焙炭砖的“炉内烧成”。在砌筑自焙炭砖的同时，自焙炭砖炉内的外露部分必须砌筑适当的保护装置。

2.2.1柴烘

在炉内预先放好木材，用废油引燃，慢慢燃烧，火焰高度不超过炉口。前期用小火烘烤电极，小火烘烤电极的时间约占整个烘烤时间的1/3～1/2左右。而后用大火烘烤电极，使木材均匀而剧烈燃烧。火焰高度一般可达到把持系统护屏位置。在烘烤过程中，应注意小面电极的烘烤情况。烘烤时间为72小时，消耗木材200t左右。此时炉底温度约120℃。

注意事项：

烘炉初期电极和其它设备如烟罩、压力环、保护大套等承受的热量较少，因而需冷却水较少。水量应根据热量不断增加而调节控制，应保持水流畅通。

2.2.2电烘

送电前检查矿热炉设备，使之处于正常运行状态，同时检查矿热炉绝缘，保证绝缘可靠。在炉壳距底部一定高度以上的位置打出φ20mm的孔，间距约1200mm(横向)×400mm(纵向)，以利于水蒸气和挥发分的逸出;正常生产后，