[發明專利]一種硅熱法控制節能環保紅土鎳礦冶煉豎爐溫度的方法

有效

• 申請號: 201310053816.6
• 申請日: 2013-02-20
• 公開（公告）號: CN103103366A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 田強;趙宙;陳玉榮;王平
• 申請（專利權）人: 罕王實業集團有限公司
• 主分類號: C22B23/02
• 分類號: C22B23/02
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 范光前

1.一種硅熱法控制節能環保紅土鎳礦冶煉豎爐溫度的方法，其特征在于：先將爐料熔煉劃分為預熱、還原、燃燒、熔化、分離五個區域，然后進行溫度測量，通過測量周邊溫度值后，監測專家系統進行對比分析，計算出中心溫度的變化值。通過溫度變化值計算所需要吸收熱量，從而確定硅鐵的加入量。

2.根據權利要求1所述一種硅熱法控制節能環保紅土鎳礦冶煉豎爐溫度的方法，其特征在于：預熱、還原、燃燒、熔化、分離五個區域分別為：

(1)預熱區：溫度25～300℃，加入的爐料隨著冶煉的進行，緩緩下降；

(2)還原區：又分上還原區和下還原區，溫度300～700℃，在CO、H₂的作用下，金屬氧化物從高價逐漸還原至低價；

(3)燃燒區：溫度700～1200℃，溫度達到焦炭的著火點后，焦炭開始燃燒，不斷增加爐內熱量，并釋放出CO，H₂還原氣體，為還原區提供還原氣體；

(4)熔化區：溫度1200～1600℃，由許多固態焦炭和紅土鎳礦塊黏結在一起呈半熔融狀態，由于紅土鎳礦塊呈軟熔狀，透氣性極差；

(5)分離區：溫度在1300～1600℃，溶化后的鎳鐵像雨滴一樣穿過焦炭層而滴落；在爐缸下部，主要是液態渣鐵以及浸入其中的焦炭，鎳鐵滴穿過渣層以及渣鐵界面時最終完成必要的氧化還原反應，得到合格的鎳鐵。

3.根據權利要求1所述一種硅熱法控制節能環保紅土鎳礦冶煉豎爐溫度的方法，其特征在于：

爐內溫度按物料流程及燃燒還原反應，溫度中心高，四周低，其中滴落區最高，設計溫度反應區中心溫度為1600℃；燃燒還原反應區的中心溫度與物料分布周邊溫度間成梯度變化，四周溫度的高低可及時反應中心溫度；先對物料周邊溫度進行檢測，再按照溫度梯度反應中心溫度；溫度檢測儀探頭放在豎爐內側，貼近耐火磚層，在線檢測物料周邊溫度，對每個固定區段的固定點進行檢測，所得溫度即是測量溫度；

溫度梯度的測量方法是，在豎爐的每個區段固定點開孔，用高溫測溫儀探頭水平深入中心反應區位置，測量溫度為t₁，測量好后，把測溫儀探頭退回豎爐內壁，測量溫度為t₂，則該位置的溫度梯度為a(t₁-t₂)；

熱擴散系數：a＝λ÷ρc

式中a為熱擴散系數，又叫導溫系數；

ρ為紅土鎳礦塊系數，1800kg.m^-3；

c為紅土鎳礦塊比熱容，1.2kJ.kg^-1.k^-1；

相應的，對每個區域進行測量并結合熱擴散系數計算出溫度梯度，做成標準溫度曲線，輸入監測專家系統，完成標準溫度曲線建立。

4.根據權利要求1所述一種硅熱法控制節能環保紅土鎳礦冶煉豎爐溫度的方法，其特征在于：根據硅的燃燒所放熱，所需要的加入硅鐵塊量計算方法如下。

Q_放＝m_硅×Q_硅

Q_吸＝m_料C_p平均Δt

Q_放＝Q_吸

m_硅＝m_料C_p平均Δt÷30486.6

式中Q_硅為硅的燃燒熱值：30486.6kJ/kg；

m_料為節能環保豎爐內反應中心物料重量，本方法取混合紅土鎳礦塊重量為1000kg或根據節能環保豎爐結構尺寸進行計算；

C_p平均為節能環保豎爐物料的平均熱容，本方法取混合紅土鎳礦塊的平均熱容為1.2kJ/(kg.℃)；

Δt為硅放熱后物料升高溫度。