硅鐵冶煉的新特點

張亮

摘 要：本文從不同容量礦熱爐冶冶煉的熱效率對比、主要技術的應用及經濟效益對比，闡述今后硅鐵冶煉行業發展的新特點。

關鍵詞：主要趨勢；大型化；階梯利用

1 概述

隨著我國能源短缺，環保壓力與日俱增，[1]作為高耗能產業的硅鐵冶煉企業，必須改變原有的粗放型、高污染模式。目前，我國硅鐵冶煉的容量主要在36000KVA以下，能源消耗較大，且大部分未進行能源回收利用，產生大量的污染，針對此情況，我國硅鐵主要生產企業正逐步實施大爐型冶煉硅鐵、余熱回收技術、新型環保技術，減少能源消耗，實現“青山綠水，就是金山銀山”的目標。

2 主要趨勢

2.1 爐型大型化

硅鐵在不同容量的礦熱爐冶煉時，礦熱爐內的電熱轉化規律方面存在差異，不同爐型的冶煉工藝操作制度不盡相同，不同地區的原料條件也存在細微差別，這些都會造成礦熱爐熔煉特性發生較大變化，某些冶煉特性參數是難以準確度量。為了進一步弄清礦熱爐熔煉特性的變化規律，就、必須結合工廠的實際生產的情況，通過統計大量實際生產數據，總結其內部規律，擬化成近似的數值。

內蒙古某企業已經建成的12500kVA硅鐵礦熱爐、25000kVA硅鐵礦熱爐、36000kVA、81000kVA硅鐵礦熱爐進行生產，通過近二十年的長期數據分析，隨著爐型的增大，其熱效率也不同幅度的增加，當選擇81000kVA的礦熱爐時，熱效率增加幅度最大為10%。

另外采用容量為81000kVA的礦熱爐，爐溫穩定，操作穩定，產品質量均勻，冶煉電耗降低。同時爐容量增大后，為原料運輸與操作的機械化和自動化控制創造了條件，提高了勞動生產率，降低運行成本。

2.2 精煉技術應用

硅鐵冶煉的原料采用優質組合碳質還原劑。即以冶金焦為主，搭配氣煤焦，蘭炭或煙煤作還原劑，可使硅鐵產品節能200～300kWh/t。每1kWh電按0.4元計算，每年可節約電費：158004×200×0.4=1264萬元；

改善入爐礦石的制備技術。保證爐料具有合適的塊度以確保良好的透氣性，獲得較好的冶煉指標。

2.3 采用全自動布料系統

傳統的布料方式采用人工布料，工人勞動強度較大，且勞動環境較差。基于此情況，部分企業采用全自動布料方式，不需要人工布料，改善車間環境。

全自動布料裝置互成120°布置在礦熱爐頂蓋上，能在120°扇區內實現圓周布料，扇形布料和定點布料。溜槽β角（布料溜槽的圓周角度）旋轉電機帶動小齒輪和大齒圈旋轉，電機正反轉，實現溜槽的120°布料范圍，溜槽α角（布料溜槽的傾角）傾動靠電機帶動絲桿升降機再帶動連桿，使溜槽的角度變化，讓物料分布到不同的環面上，實現均勻布料；通過受料斗下面的節流閥的配合，實現不同位置布料的流量控制。

該裝置實現礦熱爐內任意點的自動加料，使物料分布更加均勻，便于礦熱爐實現大型化，降低礦熱爐的電耗。

2.4 就地低壓補償技術的應用

目前礦熱爐設備的自然功率因數普遍偏低，大部分的礦熱爐冶煉工藝，其自然功率因數在0.5到0.7之間，為了提高礦熱爐的自然功率因數，需要配合安裝使用無功功率補償裝置。[2]現階段，比較成熟的補償方式是在礦熱爐爐變二次側，采用相應的自動控制和特定的短網連接方式將大容量的超低壓、高電流電力電容器組聯接進入礦熱爐變壓器二次側進行無功補償。通過相應的補償，減少短網、礦熱爐變壓器及供電網路部分的無功電流消耗。

2.5 煙氣余熱梯級利用

半密閉礦熱爐生產時，煤氣遇空氣燃燒成為煙氣，煙氣量為密閉式的10～15倍，量大塵多，既難凈化，又不利于能量回收，長期污染環境并造成能量損失，因此針對性的設計了高溫礦熱爐煙氣經過余熱利用后，再進行干法布袋除塵。

半密閉余熱鍋爐利用及發電已經成為該爐型主要煙氣余熱利用方式，[3]礦熱爐高溫煙氣的熱量回收后，進行發電，達到節能減排、綜合利用、保護環境的目的。其工藝流程如下：高溫礦熱爐煙氣（溫度在650℃左右）經礦熱爐煙道（2根或3根）送入余熱鍋爐（臥式或立式鍋爐），經過余熱鍋爐換熱后，產生的高溫高壓蒸氣，經蒸汽管道（長度控制在1公里之內）送至汽輪發電機組，推動機組進行發電。

高溫礦熱爐煙氣經余熱鍋爐換熱后，溫度降為250℃左右，其能量也可以被利用。目前主要實用的利用方式是用來產生余熱鍋爐補汽。

另外，余熱鍋爐的出口煙氣溫度能已經達到了布袋除塵器的要求，不需要另行增加降溫裝置（如空冷器），減少項目投資。

3 主要經濟技術指標對比

下表為國內同行業企業指標對比表。通過對工藝設備先進性、資源能源消耗等指標的分析，以及與國內外同行業企業的對比來看，采用大爐型冶煉硅鐵，生產水平為國內先進水平。

4 結論

通過上述分析，本人認為，采用大型礦熱爐冶煉，以冶金焦為主，搭配氣煤焦，蘭炭或煙煤作還原劑，采用全自動布料技術，礦熱爐高溫煙氣通過余熱鍋爐降溫后，實現煙氣余熱階梯回收利用，成為今后硅鐵冶煉行業的新特點。

參考文獻：

[1]郭馨.硅鐵冶煉爐的煙塵特性及余熱回收利用[J].應用能源技術，2014（5）.

[2]朱賀.礦熱爐低壓無功補償[J].工業加熱，2008（3）.

[3]武榮陽，吳國華.礦熱爐煙氣資源綜合利用[J].綜合利用，2011（8）.