一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供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為0.8-1.2的電弧爐，所述電弧爐功率大于等于3000KVA；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。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)，具有成品率高、能耗低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明還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能及時排除，避免噴爐的發(fā)生。
【專利說明】一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 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)】
[0002] 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。
[0003] 我國菱鎂礦熔煉工藝仍停留在國際上個世紀(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間短，不利于雜質(zhì)排出， 同時產(chǎn)成品率低，噸產(chǎn)品能耗高。
[0004] 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】

[0005] 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)。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 進(jìn)一步地,所述電弧爐的電極采用高功率石墨電極。
[0011] 進(jìn)一步地，所述菱鎂礦石或菱鎂礦粉球團(tuán)的投料深度為〇. 3-0. 8m，所述投料深度 為投料的厚度，優(yōu)選為〇. 3-0. 5m。
[0012] 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 同時工作，在提升時交替提升，即一根一根提升。
[0013] 進(jìn)一步地，所述電弧爐冶煉過程中平均電流為15000A-25000A。
[0014] 進(jìn)一步地，所述電弧爐冶煉過程中平均電流為18000A-23000A。
[0015] 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)：
[0016] (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%。
[0017] (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：
[0018] 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，排雜中的雜質(zhì)向下遷移會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，為保證產(chǎn) 品質(zhì)量，電弧爐爐體直徑和高度趨近相同。
[0019] 菱鎂礦冶煉過程中產(chǎn)生的大量的二氧化碳?xì)怏w需及時排除，以免造成噴爐。但排 氣時會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能及時排除，避免噴爐的發(fā)生。
[0020] 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。
[0021] 本發(fā)明電極為石墨電極，該電極材質(zhì)能滿足冶煉時間、冶煉強(qiáng)度和負(fù)載功率的要 求。
[0022] 電極提升方式對爐內(nèi)熱量影響明顯，電極直接提升會在電極周圍產(chǎn)生較大散熱通 道，本發(fā)明采用升降交替法提升使冶煉電流相對比較穩(wěn)定。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明：
[0024] 實(shí)施例1
[0025] 本實(shí)施例公開了一種大功率電弧爐生產(chǎn)電烙鎂的方法，包括將菱鎂礦石置于電弧 爐中熔煉得到電熔鎂砂，其中菱鎂礦石粒度為50-70_。
[0026] 本實(shí)施例采用的電弧爐的爐體頸高比為1，爐體頸高比為1能有效平衡熔煉產(chǎn)物 電熔鎂砂的產(chǎn)量與質(zhì)量；本實(shí)施例中電弧爐為大功率電弧爐，具體功率為4000KVA，該電弧 爐能快速融化物料，在節(jié)能環(huán)保的同時，還提高了成品率；所述電弧爐的電極采用高功率石 墨電極，商功率石墨電極可承載較商的電流電壓；物理機(jī)械性能優(yōu)于石墨電極，電導(dǎo)率低、 體積密度大、機(jī)械強(qiáng)度高、熱膨脹系數(shù)小，有良好的抗熱震性能。高功率石墨電極能滿足冶 煉時間、冶煉強(qiáng)度和負(fù)載功率的要求。所述電弧爐電極提升采用升降交替法提升，避免在電 極周圍產(chǎn)生較大散熱通道。本實(shí)施例中冶煉采用三根電極，在提升時交替提升，即一根一根 提升。電弧爐冶煉過程中平均電流為20000A。
[0027] 菱鎂礦石的進(jìn)料方式為電弧爐邊式進(jìn)料，輔以電弧爐頂式進(jìn)料；邊式進(jìn)料和頂式 進(jìn)料的物料質(zhì)量比為8:1。菱鎂礦石的投料深度為0.3m。本實(shí)施例公開了特定的原礦粒 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能及時排除，避免造成噴爐。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] 本實(shí)施例公開了一種大功率電弧爐生產(chǎn)電烙鎂的方法，包括將菱鎂礦粉球團(tuán)置于 電弧爐中熔煉得到電熔鎂砂，其中菱鎂礦粉球團(tuán)粒度為70-80mm。
[0030] 本實(shí)施例采用的電弧爐的爐體頸高比為0. 9,能有效平衡熔煉產(chǎn)物電熔鎂砂的產(chǎn) 量與質(zhì)量；本實(shí)施例中電弧爐為大功率電弧爐，具體功率為5000KVA，該電弧爐能快速融化 物料，在節(jié)能環(huán)保的同時，還提高了成品率；所述電弧爐的電極采用高功率石墨電極，以滿 足冶煉時間、冶煉強(qiáng)度和負(fù)載功率的要求。所述電弧爐電極提升采用升降交替法提升，避免 在電極周圍產(chǎn)生較大散熱通道。本實(shí)施例中冶煉采用三根電極，在提升時交替提升，即一根 一根提升。電弧爐冶煉過程中平均電流為15000A。
[0031] 菱鎂礦石的進(jìn)料方式為電弧爐邊式進(jìn)料，輔以電弧爐頂式進(jìn)料；邊式進(jìn)料和頂式 進(jìn)料的物料質(zhì)量比為7:1。菱鎂礦石的投料深度為0.8m。本實(shí)施例公開了特定的原礦粒 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能及時排除，避免造成噴爐。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] 本實(shí)施例公開了一種大功率電弧爐生產(chǎn)電烙鎂的方法，包括將菱鎂礦粉球團(tuán)置于 電弧爐中熔煉得到電熔鎂砂，其中菱鎂礦粉球團(tuán)粒度為60-70mm。
[0034] 本實(shí)施例采用的電弧爐的爐體頸高比為1. 1，能有效平衡熔煉產(chǎn)物電熔鎂砂的產(chǎn) 量與質(zhì)量；本實(shí)施例中電弧爐為大功率電弧爐，具體功率為3000KVA，該電弧爐能快速融化 物料，在節(jié)能環(huán)保的同時，還提高了成品率；所述電弧爐的電極采用高功率石墨電極，以滿 足冶煉時間、冶煉強(qiáng)度和負(fù)載功率的要求。所述電弧爐電極提升采用升降交替法提升，避免 在電極周圍產(chǎn)生較大散熱通道。電弧爐冶煉過程中平均電流為25000A。
[0035] 菱鎂礦石的進(jìn)料方式為電弧爐邊式進(jìn)料，輔以電弧爐頂式進(jìn)料；邊式進(jìn)料和頂式 進(jìn)料的物料質(zhì)量比為9:1。菱鎂礦石的投料深度為0.5m。本實(shí)施例公開了特定的原礦粒 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能及時排除，避免造成噴爐。
[0036] 本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例所記載的大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其中電弧 爐的爐體頸高比的改變，進(jìn)料方式的改變，電弧爐功率的改變均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。 [0037] 最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其 依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技 術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，包括將菱鎂礦石或菱鎂礦粉球 團(tuán)置于電弧爐中熔得到電熔鎂砂煉，所述電弧爐的爐體頸高比為0. 8-1. 2,所述電弧爐功率 大于等于3000KVA ;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。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述電弧爐爐 體頸高比為〇. 9-1. 1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述邊式進(jìn)料 和頂式進(jìn)料的物料質(zhì)量比為7?9 :1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述菱鎂礦石 或菱鎂礦粉球團(tuán)粒度為50-80mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述電弧爐的 電極采用高功率石墨電極。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述菱鎂礦石 或菱鎂礦粉球團(tuán)的投料深度為〇. 3-0. 8m。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述升降交替 法提升為將電極逐根提升。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述電弧爐冶 煉過程中平均電流為15000A-25000A。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述大功率電弧爐生產(chǎn)電熔鎂的方法，其特征在于，所述電弧爐冶 煉過程中平均電流為18000A-23000A。
【文檔編號】C01F5/06GK104192874SQ201410405934
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】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 申請人:營口東吉科技（集團(tuán)）有限公司