淺析硅鈣合金冶煉的工藝改進措施

王建軍

（陜西有色盛華冶化有限公司，陜西　漢中　723000）

淺析硅鈣合金冶煉的工藝改進措施

王建軍

（陜西有色盛華冶化有限公司，陜西漢中723000）

近些年為了適應經濟的發展，自然資源被大量開采，再加上缺少科學的開采管理制度，存在許多胡亂開采現象，因此自然資源的存儲量逐年減少。為了實現國家可持續發展戰略，必須制定合理的礦產資源開發方法，并且對開采出來的礦產資源合理利用，改進礦產資源的冶煉方法，提高其利用率。本文簡單介紹了硅鈣合金的冶煉工藝，并且分析了工藝中存在的難點和問題，提出了一些措施改進工藝，提高工藝效率和資源利用率。

硅鈣合金；冶煉；工藝；改進措施

1　硅鈣合金概述

硅和鈣都是自然界中廣泛存在的元素，尤其是鈣的儲量非常豐富，自然界中大量存在的巖石中都含有大量的碳酸鈣，因此利用低成本的硅和鈣合成性能好、用途廣泛的硅鈣合金具有十分重大的經濟價值。硅鈣合金就是在高溫條件下通過碳質還原劑處理硅石和石灰石得到的產品。硅鈣合金具有廣泛的應用，可以用來脫除鋼液中的氧、硫和一些氣體。當把硅鈣合金加入到鋼液中時會放出大量的熱，這些熱可以把鈣變為鈣蒸汽，鈣蒸汽在鋼液中穿過，可以對鋼液起到攪拌作用，并且鈣蒸汽可以夾帶著鋼液中的非金屬夾雜上升，有利于這些非金屬上浮，同時鈣蒸汽還會影響這些非金屬夾雜的性質和形貌。有些企業需要用到含有低碳、低硫和低氧的優質鋼材，有時候只需要用到低氧和低硫的特質鋼材，通過在鋼液中加入硅鈣合金，控制硅鈣合金的量等，可以達到鋼含量中低碳、低硫和低氧的目的。目前國內的鋼鐵工業境況不是很好，普通鋼的產能過剩，而優質鋼和特種鋼的生產能力太低，因此硅鈣合金可以對目前的國內鋼鐵行業困境產生良好幫助，因此研究硅鈣合金有很大的現實意義。

2　目前硅鈣合金研究的困難

盡管硅鈣合金對于鋼鐵工業具有重要意義，但是硅鈣合金研究的時間并不太長，硅鈣合金的冶煉工藝也不完善，所以目前的硅鈣合金的生產中還存在一些問題，主要有下列幾點。

2.1 產量不高

傳統的硅鈣合金冶煉工藝自身具有一定的局限性，冶煉爐不能持續進行冶煉，過一段時間就要停止生產，檢修一下冶煉爐，再接著生產，因此硅鈣合金的生產周期短，產量低。并且冶煉硅鈣合金使用的變壓器的容量小，導致冶煉電爐的容量也小，一爐每天生產的硅鈣合金太少，不能夠大規模持續生產。

2.2 鈣合金的質量不好

傳統硅鈣合金工藝生產出的硅鈣合金中鈣的含量較低，只有30%不到，硅的含量在50%多，并且合金中還含有碳和硫等雜質，硅鈣合金在鋼鐵工業中起主要作用的組分是鈣，而傳統工藝制造的硅鈣合金中鈣含量太低，在鋼鐵工業中不能充分發揮作用。

2.3 能源消耗過大

傳統的硅鈣合金生產工藝的電能消耗十分巨大。因為冶煉爐的變壓器容量小，所以在實際生產中電力并沒有充分利用，不但電能消耗巨大，而且利用率不高。

2.4 污染嚴重

傳統硅鈣合金冶煉工藝產生的煙和粉塵等都直接排放到空氣中，對環境造成嚴重污染。并且傳統工藝的原料配比不合適，冶煉廢渣需要回爐重煉，而最終的爐渣不能充分利用，也會污染環境。

2.5 工人消耗大

因為傳統硅鈣合金冶煉工藝使用的電爐規模小，不能實現自動化生產，需要靠人工操作，工人的勞動強度非常大。并且冶煉溫度較高，工人長期在高溫環境下工作，對工人身體造成巨大負荷，生產成本提高。

2.6 熱量利用率低

傳統硅鈣合金冶煉工藝中產生的煙氣中含有大量的熱量，約占全部熱能的三成到四成，這些熱量都白白浪費在了空氣中。硅鈣合金生產成本中消耗最多的就是能源，占總成本的七成左右。傳統冶煉工藝的爐型小，余熱浪費嚴重，能源浪費嚴重，造成成本太高，經濟效益小。

3　改進傳統工藝措施

針對傳統冶煉工藝中存在的問題，經過長期的研究試驗，創新出了一些改進措施改變傳統工藝，提高工藝質量。

3.1 改進硅鈣合金原料配比

傳統的硅鈣合金原料配比不合理，導致爐渣需要多次回爐重煉，不但消耗了大量能源，而且使成本大量提升。傳統冶煉原料中碳含量太高形成的一些含碳化合物的熔點太高，不能熔化，形成爐渣積在冶煉爐底部，容易堵塞出口。可以適當降低原料中碳含量，盡量減少生成的高熔點化合物，適當調整電爐參數，增加電爐溫度，并且對生成的爐渣做好回收工作，回爐重新煉化。在原料中使用石灰石代替石灰，使生成的煙氣溫度減少，減少煙氣中余熱浪費，并且可以有效減少碳排放。高熔點含碳化合物含量的降低可以使冶煉周期增長，并且產品質量更高。實踐證明，采用合理的原料配比可以使鈣含量增加到30%以上，硅含量到60%以上，并且可以有效降低雜質含量。

3.2 改用大型電爐

由于傳統工藝中的小型電爐規模導致生產規模小，能量利用率低。因此可以想辦法增大電爐規模。冶煉出口的溫度很高，通常達到兩千攝氏度，但是生成的含碳化合物的熔點更高，因此含碳化合物和硅酸鹽爐渣由于比重較大會沉積在爐底。經過長期實踐，探索出了一種解決這個問題的方法，就是澆筑硅鈣合金電爐時鐵水直接在地面澆筑。這個方法非常簡單，操作起來也容易，并且有效降低了鐵水在空中澆筑時有可能存在的安全隱患，并且將硅鈣合金與澆筑中的廢渣分離開來，使硅鈣合金可以很好地分離出來，不但保證了澆筑過程的安全，并且大大較少了生產成本，提高了企業經濟效益。

3.3 提高余熱利用

硅鈣合金冶煉過程中電能消耗十分大，而浪費掉的余熱就占據了總熱量的三成以上，所以硅鈣合金的生產企業也一直在想辦法改進冶煉工藝，試圖提高余熱的利用率。煙氣余熱利用已經在其他行業中得到了很好的發展，只是需要吸收其他行業的經驗并且創新改進后應用在硅鈣合金冶煉中。經過長期實踐研究，現在冶煉工藝中采用自動化控制鍋爐壓力損失等，并且通過采用清灰工藝提升鍋爐的換熱效率，減少余熱浪費。

4　結語

綜上所述，硅鈣合金在鋼鐵行業中具有很大的應用，對于提高鋼鐵行業的經濟效益有重要作用。但是傳統的硅鈣合金冶煉工藝不夠完善，存在很多問題，可以采用一些措施對硅鈣合金冶煉工藝進行改進，提高硅鈣合金的產量和質量，為硅鈣合金生產企業快速發展打下良好基礎。

［1］常海青，張燕.工業余熱發電系統的應用及問題分析［J］.節能，2015（9）.

［2］賈強，王雪梅，萬勇.減緩硅鈣電爐堆積技術及電爐優化設計實例［J］.鐵合金，2015（4）.

［3］徐鹿鳴.我國硅鈣合金生產發展史略［J］.鐵合金，2015（1）.

The Improvement Measures of Silicocalcium Smelting Process

Wang Jianjun
（Shanxi Nonferrous Metallurgical Shenghua Co.Ltd.， Hanzhoung 723000，China）

In recent years in order to meet the needs of economic development， and natural resources have been a large number of mining，plus lack scientific exploitation and management system， exist many random exploitation of the phenomenon， so the storage of natural resources reduced year by year.In order to realize the strategy of national sustainable development， we must make a reasonable exploitation of mineral resources， and rationally utilize the mineral resources， improve the smelting method of mineral resources， and improve the utilization of mineral resources.This paper briefy introduced silicocalcium smelting process， and analyzes the problems and diffculties existed in the process， and puts forward some measures for process improvement， improve the process effciency and the utilization rate of resources.

calcium alloy； smelting； technology； improvement measures

王建軍（1974-），男，漢族，陜西漢中人，從事硅鈣合金冶煉工作。