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电炉钢铁料消耗(精炼炉电耗)

电炉钢铁料消耗(精炼炉电耗) 电炉冶炼技术经济指标电炉电耗

电炉冶炼电耗一般占粗铜系统电耗的70% ~ 80%,电炉电耗占粗铜加工成本的55%左右。

表1至表3分别示出了电炉能量的构成、电力消耗的分布以及电炉电力消耗在整个发电过程中的比例。

表1电炉能量构成示例

项目

能源消耗,千克标准煤/吨铜

分配百分比

力量

1009.4

99.9

焦炭

0.7

0.07

木柴

0.3

0.03

总计达

1010.4

100.00

表2电炉电耗分布示例

种类

分配百分比

评论

燃烧耗电量

97.07

熔化炉料和设备照明用电

功率消耗

1.88

压缩风力消耗

0.15

冷却水耗电量

0.90

总计达

100.00

表3电炉电耗在整个生产过程中所占比例示例

生产过程

标准煤耗,千克/吨铜

耗电量,千瓦小时/吨铜

比例,%

准备好材料

0.053

127.20

3.31

电炉熔炼

0.973

2335.20

60.77

转炉吹炼

0.18

432

11.24

火法精炼

0.091

218.4

5.68

电精炼

0.246

590.4

15.36

过程损失

0.058

139.2

3.64

总计达

1.601

3842.4

100.00

电炉的电耗在生产加工成本中大致占65% ~ 75%。1986年叶韵冰铜吨铜加工费的构成见表4。

冶炼不同物料的理论电耗和实际电耗见表5。

冶炼不同物料的单位电耗见表6。

叶韵电炉冶炼电耗见表7。

国外铜电炉冶炼电能消耗实例见表8。

表4电炉每吨铜锍铜加工费构成

项目

元/吨铜锍中铜

分配比率,%

电费账单

133.92

67.64

耗水率

8.41

4.25

折旧费

20.87

10.54

薪水

2.60

1.31

运输费用

8.55

4.32

管理费用

13.84

4.99

材料费用

9.81

4.95

总计达

198.00

100.00

表5冶炼不同物料的理论电耗和实际电耗对照表

物料类型

成分,%

每吨干物质的理论消耗量

实际消费

千瓦小时/吨

GJ/t

千瓦小时/吨

硫化铜精矿

Cu33

S28

1263

351

440

焙烧铜矿石(540℃)

Cu30~33

S16~19

703~740

195~206

285

沉淀铜

Cu92

Fe6

949

264

500

铜镍硫化物精矿

1158

322

名流

注:每吨干料理论消耗量kJ/t数据相当于KW·H/t数据。

表6冶炼不同物料的单位电耗

物料类型

入炉条件

单位功耗,千瓦小时/吨费用

硫化铜精矿

造粒(干燥)

400~450

硫化铜精矿

烤肉

370~400

硫化铜精矿

热焙砂

320~340

硫化铜精矿

湿浓缩物(含水量7%)

460

氧化铜精矿

烤肉

580

铜闪渣

炉渣稀释处理

60~80

表7叶韵电炉冶炼电耗

年龄

电炉功率

千伏安

配料准备

炉渣成分,%

吨电荷功耗

千瓦小时

二氧化硅

氧化亚铁

船用汽油(Marine Gas Oil的缩写)

首席行政官

氧化铝

投产至20世纪60年代末。

16500

湿度为3% ~ 5%干焙烧矿的干精矿球团

39.66

17.16

10.43

19.53

6.74

721

1970 ~ 1977

1978 ~ 1979

16500

三万

球团干燥焙烧矿

36.78

33.15

6.37

10.65

4.72

461

80年代

三万

球团干燥焙烧矿

38.99

37.89

4.09

6.41

5.16

421

1990 ~ 1992

三万

球团干燥焙烧矿

39.11

39.32

2.97

4.51

4.6

436

注:1。1960-1964年原料为含水量3% ~ 5%的干精矿,1965年后为球团干烧矿;2.1960-1964年平均用电量为812.4千瓦小时/吨,1965-1969年平均用电量为598.8千瓦小时/吨;3.1961年,平均电耗达到928千瓦小时/吨材料。

表8国外铜电炉冶炼电能消耗实例

工厂名称

电炉功率

千伏安

电荷特性

炉渣成分,%

功率消耗

千瓦小时/吨负荷

二氧化硅

氧化亚铁

船用汽油(Marine Gas Oil的缩写)

首席行政官

氧化铝

苏希尔马

3000

粗精矿(含水量8%)、石英岩、返料、液态转炉渣

33~36

45~55

620~700

垃圾回收站

12000

60 ~ 700℃焙烧矿50%,干精矿50%。

37~38.5

38~42

2.9

4.1~4.5

8.1

320

布利赫莱克

3000

焙烧矿70.5%,石英岩17%,石灰石8.5%,再生料3%,还原剂焦炭6% ~ 7%。

30~32

40~45

8.10

520~667

金佳

5500

原矿返回(含水量7% ~ 7.5%)富含石英石

36.3

四十九个

3.9

6.5

400~417

皮尔多普

24000

在50-600℃下焙烧矿石,返回物料和液态转炉渣

33~36

50~55

名流

蟒蛇

36000

烘烤+返回

230

Impiresen

51000

干浓缩物(含水量0.1% ~ 0.3%)

300~350

杰卡孜干

5000

回转窑干燥球团

500

马尼拉

36000

回转窑干燥粉末

370~410

影响炉料电耗的主要因素有:

1.炉料化学成分对电耗的影响:炉料中的碳酸钙和碳酸镁在冶炼过程中分解,吸收大量热能。另外,产生的气体与炉料接触时间短,不能与炉料充分换热,并随烟气带走大量热能。只有碳酸盐分解才能省电。计算表明,电炉炉料氧化钙降低1%,电耗降低5 ~ 6kw·h/t;氧化镁下降1%,电耗下降4kW·h/t..

2.当大量耐火材料方向正确时,耗电量会增加。通常,脉石是氧化镁、氧化钙和氧化硅。

生产初期,MgO+CaO含量达到36% ~ 42%。渣温为1340 ~ 1380℃,但低于1320℃不能排出。这种渣不仅出钢温度高,而且其焓值随氧化钙含量的增加而增加。如炉渣含21% Cao,13.37% MgO,243.01% SiO,4.61% Fe,12O310.8%,焓值1884kJ/kg,电耗一般为600 kW·h/t,最高可达928 kW·h/t。

当炉渣中GaO+MgO含量大于40%时,焓值将达到2010 ~ 2093 kJ/kg。高温高焓的炉渣不仅会带走大量的热量,而且会使铜锍过热,放出时带走大量的热量,所以耗电量会明显增加。矿渣中MgO含量与功耗之间关系的实例见图1,矿渣中MgO和CaO含量与功耗之间关系的实例见图2。

图1铜冶炼炉渣中氧化镁含量与耗电量的关系示例

图2铜炉渣中氧化镁和氧化钙的含量与耗电量的关系示例

3.炉料物理性质对电耗的影响:电炉冶炼焙烧矿或粒状矿与生精矿特别是湿精矿相比,电耗较小,炉内1kg水蒸发过热时消耗1 ~ 1 ~ l . 5 kW·h。

云南冶炼厂的实践证明,精心准备炉料可以显著降低电耗。关于炉料的物理特性和功耗之间的关系,见表9。

表9炉料物理性质与电耗关系的实例

电荷特性

电力消耗h/t费用

干燥粉

722

球团焙烧材料

40 ~ 450年(1970年以后)

在600℃下焙烧矿石

440

生精矿

600

多年来,为了降低电耗和提高床能率,叶韵一直采用粒状矿石入炉。熔化粒状矿石有以下优点:

(1)材料斜率可以控制。电极插入渣层深度可达700 ~ 900 mm,炉顶温度低,热效率高。

(2)可以减少烟气量。

(3)生产能力可达6 ~ 8t/m2,单位功率100 ~ 500kV a/m2。

在充电量不变的情况下,充电温度每升高10 ℃,耗电量将减少约3kw·h/t。充电温度与功耗的关系见表10。

表10充电温度与功耗的关系

充电温度,℃

冷料

100

200

300

名流

500

600

700

功耗系数

一个

0.95

0.93

0.87

0.855

0.82

0.78

0.75

(4)操作条件对装料电耗的影响:能否形成料坡,料坡的状况对电耗也有影响。坡度透气性越好,烟气与炉料的热交换越好,烟气温度越低。透气性差、水分高的炉料经常坍塌,产生大量烟尘,炉顶温度上升明显。斜坡高度与炉顶温度的关系见表11。

表11料坡高度与炉顶温度的关系

斜坡高度,毫米

0

100

300

500

炉顶温度,℃

八百

600

名流

大约250

在电炉良好的操作条件下,炉顶温度一般可保持在400℃以下。

(5)炉膛密封程度对电耗的影响:一般密封良好的炉膛,每吨炉料产生约700 ~ 800 m3烟气。当炉膛密封不严,炉料含水量高或碳酸盐矿物含量高时,烟气可达1000 ~ 1800 m3/t物料,从而增加电耗。密封前后的烟气量、烟气温度和电耗见表12。

表12叶韵封炉前后烟气量、烟气温度和电耗示例

时间

烟气温度,℃

烟气量,m3/h

耗电量,千瓦小时/吨材料

前密封件

196

40400

512

密封后

206

24200

408

(6)熔池系统对电耗的影响:合适的电极插入深度可以避免熔渣或铜锍过热,维持熔池内正常的温度分布,促进炉料熔化,是降低操作电耗的主要途径。

(7)电炉容量和单位功率对电耗的影响:对于同一台炉,提高单位功率有利于降低电耗。单位功率增加后,热效率可以提高。

(8)床能率与电耗的关系:在电炉额定功率负荷下,电炉生产能力提高,单位炉料电耗相应降低。参见图3和图4,了解床能率和功耗之间的关系示例。

图3云南冶炼厂电炉床能率与电耗的关系

图4铜电炉熔床能率与电耗的关系

1-熔炼粗精矿(Imatra工厂);2-熔炼和焙烧矿石(罗斯卡工厂)

(9)电炉开工率对电耗的影响:电炉开工率越高,电耗越低。叶韵1986年平均月用电量为426 kW·h/t,除去非生产时间,用电量为391 kW·h/t材料。由于非生产时间的影响,电耗增加了35kW·h/t物料。表13列出了全月的非生产时间及其对用电量增加的影响。

表13非生产时间示例及其对功耗增加的影响

项目

非生产时间

对功耗增加的影响

h

比例,%

累积比例,%

千瓦小时

比例,%

停止保湿

21

35

35

12.5

25.57①

设备事故

14

23

58

8.3

23.21

权力过大

12

26

七十八

7.12

20.34②

常规电源故障

10

16

94

5.93

16.94

其他的

100

1.2

5.44

总计达

60

100

100

35

100

①过程协调障碍;②权力运用不当。

关键词TAG: 有色金属 

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