[發(fā)明專利]一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410405934.3
• 申請日: 2014-08-18
• 公開（公告）號(hào): CN104192874A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔俊峰;孫挺;王林山;崔薇薇;何占高;劉希洋;崔毅;崔軍;么革;王玉紅
• 申請（專利權(quán)）人: 營口東吉科技（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): C01F5/06
• 分類號(hào): C01F5/06
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 徐淑東;王宇楊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及菱鎂礦冶煉技術(shù)，尤其涉及一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法。

背景技術(shù)

中國是世界上菱鎂礦資源較為豐富的國家之一，而且分布比較集中，其中遼寧省菱鎂礦儲(chǔ)量豐富，占全國總量的85％，居全國首位。我國的菱鎂產(chǎn)業(yè)現(xiàn)已發(fā)展成為獨(dú)具特色的資源性優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，年產(chǎn)各種鎂砂及制品1500萬噸，產(chǎn)量居世界首位。以菱鎂礦為原料熔煉的電熔鎂砂在鎂質(zhì)材料產(chǎn)業(yè)中也具有舉足輕重的地位，是許多鎂質(zhì)材料的基礎(chǔ)原料，對材料的性能有決定性的影響。

我國菱鎂礦熔煉工藝仍停留在國際上個(gè)世紀(jì)七、八十年代甚至更低的水平，生產(chǎn)方式原始粗放。電熔鎂砂的主要生產(chǎn)設(shè)備為電弧爐，目前國內(nèi)生產(chǎn)電熔鎂的電弧爐功率都在2000kVA以下，普遍使用的是1500kVA。小功率的電熔鎂爐冶煉時(shí)間短，不利于雜質(zhì)排出，同時(shí)產(chǎn)成品率低，噸產(chǎn)品能耗高。

此外，由于相應(yīng)的技術(shù)和裝備落后，菱鎂礦熔煉工藝還存在以下問題：熔煉爐運(yùn)行參數(shù)對產(chǎn)品量和質(zhì)量的影響缺乏了解。例如，影響電熔鎂砂能耗、產(chǎn)品質(zhì)量以及熔煉過程的因素除了由變壓器輸出的二次電壓和二次電流之外，電極圓直徑、原料的充填密度和埋弧深度、熔池大小與深度等也具有十分重要的影響。目前的現(xiàn)行熔煉工藝并沒有綜合考慮這些因素的影響，也沒有考慮這些因素的交互作用。此外菱鎂礦加料和布料方式也亟待研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述現(xiàn)有電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法成品率低、能耗高的問題，提出一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，以實(shí)現(xiàn)步驟簡單、易行，成品率高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，包括將菱鎂礦石或菱鎂礦粉球團(tuán)置于電弧爐中熔煉得到電熔鎂砂，所述電弧爐的爐體頸高比(直徑與高度的比值)為0.8-1.2，所述電弧爐功率大于等于3000KVA，優(yōu)選的所述電弧爐功率大于等于3000KVA，小于等于5000KVA；所述菱鎂礦石或菱鎂礦粉球團(tuán)的進(jìn)料方式為電弧爐邊式進(jìn)料，輔以電弧爐頂式進(jìn)料；所述電弧爐電極提升采用升降交替法提升。

進(jìn)一步地，所述電弧爐爐體頸高比為0.9-1.1，優(yōu)選為1。

進(jìn)一步地，所述邊式進(jìn)料和頂式進(jìn)料的物料質(zhì)量比為7～9：1，優(yōu)選為8：1。

進(jìn)一步地，所述菱鎂礦石或菱鎂礦粉球團(tuán)粒度為50-80mm，優(yōu)選為60-70mm。

進(jìn)一步地，所述電弧爐的電極采用高功率石墨電極。

進(jìn)一步地，所述菱鎂礦石或菱鎂礦粉球團(tuán)的投料深度為0.3-0.8m，所述投料深度為投料的厚度，優(yōu)選為0.3-0.5m。

進(jìn)一步地，所述升降交替法提升為將電極逐根提升，現(xiàn)有冶煉通常采用三根電極同時(shí)工作，在提升時(shí)交替提升，即一根一根提升。

進(jìn)一步地，所述電弧爐冶煉過程中平均電流為15000A-25000A。

進(jìn)一步地，所述電弧爐冶煉過程中平均電流為18000A-23000A。

本發(fā)明大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法步驟簡單、科學(xué)，與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)、本發(fā)明采用了功率大于等于3000kVA的大功率電弧爐，在菱鎂礦熔煉爐的生產(chǎn)過程中，電弧功率主要起熔化物料的作用，電弧功率越大，物料熔化的速度越快，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，提高成品率7-10％。

(2)、本發(fā)明電熔鎂砂熔煉工藝符合電熔鎂砂熔煉過程的內(nèi)在規(guī)律，為實(shí)現(xiàn)大功率熔煉，需配備特定設(shè)備狀態(tài)和投料方法：

電弧爐爐體徑高比越小，電熔鎂砂的產(chǎn)量越高；冶煉的排雜過程是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)電弧爐爐體徑高比較小時(shí)，排雜中的雜質(zhì)向下遷移會(huì)造成底部熔池排雜后的電熔鎂重新吸收雜質(zhì)，從而降低電熔鎂砂的質(zhì)量，即電弧爐爐體徑高比越小，電熔鎂砂的質(zhì)量越低。本發(fā)明對電熔鎂砂產(chǎn)量與質(zhì)量進(jìn)行平衡，尤其使用低品位原料礦石時(shí)，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，電弧爐爐體直徑和高度趨近相同。

菱鎂礦冶煉過程中產(chǎn)生的大量的二氧化碳?xì)怏w需及時(shí)排除，以免造成噴爐。但排氣時(shí)會(huì)有大量熱量隨之排除，造成能源浪費(fèi)。菱鎂礦冶煉過程中原礦粒度決定了排氣空隙量，布料方式?jīng)Q定了料層的均勻度，投料深度決定了料層的厚度，三者共同作用使排氣速率與放熱速率匹配最佳。本發(fā)明公開了最佳的原礦粒度、布料方式和投料深度，以使冶煉過程產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w能及時(shí)排除，避免噴爐的發(fā)生。

本分發(fā)明電弧爐冶煉過程中平均電流為15000A-25000A，在電弧爐內(nèi)熔池形成后，需要維持一定的能量注入效率，使熔池不斷擴(kuò)大、雜質(zhì)不斷向熔池外遷移，因此要使電流穩(wěn)定且維持一定強(qiáng)度。

本發(fā)明電極為石墨電極，該電極材質(zhì)能滿足冶煉時(shí)間、冶煉強(qiáng)度和負(fù)載功率的要求。