Плавильные производства ферросилиция: энергоснабжение и сырье

Источник питания перед печью

Ферросилиций обычно производится непрерывным способом в электродуговой печи. Ток, подаваемый трансформатором, поступает в печь, заполненную шихтой, через электрод. В течение всего процесса плавки электрод всегда глубоко и устойчиво вставляется в шихту, не выставляя дугу. Процесс плавки опирается на тепло дуги и тепло сопротивления, возникающие при прохождении тока через электрод и шихту.

Работа должна осуществляться в строгом соответствии с системой электропитания электропечи. Перед подачей питания электрод должен быть правильно поднят. Трехфазный амперметр должен быть сбалансирован, а колебания тока не должны превышать 25%. Напряжение и ток, используемые при нормальной плавке в электропечах различной мощности, составляют около 84 В для электропечей 1800 кВ-А и около 96 В для электропечей 3200 кВ-А.

Потребление электроэнергии в час при нормальной плавке должно составлять не менее 5 % от нагрузки.

Распределение сырья

В процессе выплавки ферросилиция в печи образуется большое количество горячего печного газа. Для того чтобы полностью использовать энергию горячего печного газа, поддерживать хорошую воздухопроницаемость сырья, ускорить химическую реакцию в печи, повысить температуру печи и расширить «тигель», поверхность материала должна быть распределена в виде широкого и плоского конуса.

Контроль соответствующей высоты поверхности сырья, особенно контроль высоты большой поверхности сырья и поддержание широкого и плоского конуса, является проблемой, на которую необходимо часто обращать внимание в процессе эксплуатации. Если поверхность сырья слишком высока, то не только кремнезем в сырье печи легко скатывается на дно конуса, но и окружающее сырье будет иметь плохую воздухопроницаемость, глубина вставки электродов уменьшится, зона высокой температуры переместится вверх, потери тепла резко возрастут, температура дна печи снизится, «тигель» уменьшится, удаление шлака будет затруднено, а состояние печи ухудшится. Когда поверхность материала слишком низкая, а поверхность сырья в сердцевине печи плоская и вогнутая, с одной стороны, высококонцентрированное тепло в сердцевине печи не может быть полностью использовано, и большое количество тепла будет рассеиваться и пропадать; с другой стороны, поверхность печи сильно уменьшается из-за высокой температуры, сопротивление сырья сильно уменьшается, глубина вставки электрода значительно уменьшается, «тигель» уменьшается, состояние печи ухудшается, и условия эксплуатации плохие. Как видно из вышесказанного, слишком высокая или слишком низкая поверхность сырья не способствует проведению плавки. Поэтому необходимо контролировать соответствующую высоту поверхности сырья. Как правило, высота поверхности материала должна быть близка к верхнему краю устья печи, а высота конуса составляет 200-300 мм.

Проницаемость шихты

Проницаемость шихты - очень важный фактор, влияющий на размер «тигля» в печи. Когда проницаемость печи хорошая, она может не только полностью использовать тепловую энергию высокотемпературного печного газа для предварительного нагрева шихты и снижения потерь кремния при улетучивании, но и помочь уменьшить градиент температуры в печи, улучшить распределение тока, обеспечить глубокое и стабильное введение электрода, тем самым расширяя «тигель». Однако на самом деле в процессе выплавки ферросилиция трудно поддерживать хорошую проницаемость в печи от начала до конца. Например, шихта, находящаяся далеко от электрода, легко проницаема.

Чтобы устранить явление недостаточного количества восстановителя, необходимо стабилизировать электрод, расширить конус, часто пробивать глазок и тщательно пробивать печь. При обжиге печи следует добавлять определенное количество кокса в соответствии с фактической ситуацией и увеличивать количество кокса в партии.

Чтобы устранить явление избытка восстановителя, следует уменьшить количество кокса в партии и усилить управление работой устья печи. Если восстановитель сильно избыточен, вокруг электрода можно добавить соответствующее количество кремнезема. Когда в печи образуется карбид кремния, можно добавить немного железных опилок для его разрушения.

Избыток или недостаток восстановителя уменьшит «тигель» электропечи, ухудшит состояние печи, увеличит потребление электроэнергии электропечью и снизит скорость восстановления кремния. Поэтому необходимо поддерживать соответствующее содержание углерода.