降服倾倒炉里的“电老虎”———棕刚玉冶炼节能降耗研究

文章来源:中国钢铁新闻网2015-03-03 17:59

棕刚玉是一种人造工业原料,广泛应用于耐火材料工业、各种材质的固结磨具、涂附磨具和研磨膏等,是国家现代化建设中它又是一个不可缺少的工业原料。棕刚玉产业在我国起步较晚,是1951年由当时的沈阳苏家屯砂轮厂研制成功,至今已经走过60多年的里程。半个世纪以来,我国的棕刚玉产业从无到有,从小到大。 内-容-来-自;中_国_碳_0排放¥交-易=网 t an pa i fa ng . c om

在上世纪80年代之前,我国只有中国第一砂轮厂、第二砂轮厂、第三砂轮厂、第四砂轮厂、第七砂轮厂等几家大的国营企业生产棕刚玉,当时的产量也不过十几万吨。自从我国改革开放以来,棕刚玉生产像雨后春笋般蓬勃发展起来,到目前为止,全国的棕刚玉生产能力已经突破300万吨,成为世界棕刚玉生产第一大国。但是棕刚玉的生产是非常消耗能源的,当今,节能减排不仅是国家政策所趋,也是降低成本、提倡低碳经济所需,所以现在笔者就棕刚玉节能措施的研究展开论述。

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降低冶炼成本 本+文`内/容/来/自:中-国-碳-排-放-网-tan pai fang . com

棕刚玉倾倒炉在生产过程中大量消耗电能,是名副其实的“电老虎”。在如何降低耗电量方面,我们经过不断实践,主要从以下三方面进行改进:

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铝矾土是生产棕刚玉的主要原材料,但它也是铝工业、耐火材料工业和石油工业的主要原材料。随着国家工业化进程的不断提速以及铝工业、耐火材料工业、石油工业的飞速发展,高品位的铝矾土矿已踪迹难觅,棕刚玉生产对铝矾土矿的要求与铝工业、耐火材料工业不同,后者要求铝矾土矿的品位较低。

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我国的棕刚玉生产起初都是用固定炉进行生产的,上世纪70年代出现了倾倒炉生产工艺,目前我国棕刚玉生产使用固定炉和倾倒炉的比例大约为3∶4。不论是固定炉也好或是倾倒炉生产也罢,其生产工艺基本相似,都是以铝矾土为主要原材料,再配以其它辅助材料在矿热炉中经高温熔化,经一系列的物理化学反应而制得的,是一种能耗比较高的产品,其能耗费用占生产成本的2/5~1/2,因此铝矾土品质的好坏决定了能耗的高低。上世纪80年代之前,生产棕刚玉所用的铝矾土其Al2O3含量均为80%左右,铝硅比为20∶1。用这种高品铝矾土生产棕刚玉时,固定炉的单位耗电为2600千瓦时左右,倾倒炉单位耗电为2500千瓦时左右。

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目前在我国境内Al2O3含量达到85%的铝矾土矿奇缺,或者说已经枯竭。现在生产棕刚玉所用的铝矾土其Al2O3的含量多在70%~80%之间,SiO2含量在5%~15%之间。铝矾土中SiO2含量的高低对单位耗电的影响显著,有资料表明,SiO2在铝矾土中的含量每增加2%时其单位耗电可增加8%~16%。因此,目前各棕刚玉生产企业单位耗电都居高不下,固定炉单位耗电达到2800千瓦时左右,倾倒炉单位耗电达到2700千瓦时左右,有些甚至更高,加之电力和原材料价格不断上涨,使生产成本长期在高位运行,企业生产成本压力很大,同时也给节能减排带来了巨大的困难。 禸*嫆唻@洎:狆國湠棑倣茭昜蛧 τāńpāīfāńɡ.cōm

目前,生产棕刚玉所用铝矾土的Al2O3含量为70%~75%的矿居多,用这样的铝矾土矿去冶炼棕刚玉时单位耗电已在3000千瓦时以上,按当前的电价计算,能耗费用要占生产成本的2/5以上,生产企业已基本上无利可图。由于诸多基础工业及刚玉制造业的快速发展,铝矾土需求量迅猛增长。由于铝矾土资源的匮乏,再加上有的矾土供应商和中间环节的不规范行为,棕刚玉冶炼所用的熟铝矾土数量难以得到保证,而且质量严重下滑,棕刚玉冶炼成本更是节节攀升。因此严格控制原材料入厂标准,不仅是降低生产能耗的要求,更是企业生存的需要。

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改进冶炼设备 本`文内.容.来.自:中`国`碳`排*放*交*易^网 t a npai fan g.com

缩短短网的长度。缩短短网的具体措施有以下几个:电炉变压器要在满足安全距离和操作间距的情况下尽量靠近炉体,在变压器下加支持底座,使各段短网处于同一水平面上,变压器低压出线的中部位置与短网的水平面的高度相等,这样就省略了从变压器出线至短网水平面这一段。

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减少接触电阻。为了减少短网电阻,短网各部分连接方式应尽量采用焊接,或减少接头或增大接触面积,并有足够的接触压力,以减少短网各部分的接触电阻。 内/容/来/自:中-国-碳-排-放*交…易-网-tan pai fang . com

倾倒炉短网的接头较多,而通过短网的电流很大。连接不良,就会使接触电阻增大,不但会增大短网的功率损耗,还可能烧毁接头。因此应尽量减少接头,对不拆卸的接头应采用焊接的方法或增大接触面积,接触面应保持清洁平整,使之有足够的压力。 本+文+内.容.来.自:中`国`碳`排*放*交*易^网 t a np ai fan g.com

此外,可采取的改进措施还包括降低短网温度、改进电极把持器、减少附加电阻、改进循环水冷却方式等等,方式众多,在此不一一赘述。

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