电炉炼铁简要说明  电炉炼铁是以电能为供热能源的非高炉炼铁方法。由于炼焦煤的缺乏及水电资源的开发，自 20世纪初一些国家开始研究和使用电炉炼铁，1908年第 一座炼铁电炉在瑞典投入工业生产。至今在一些水电资源丰富的国家(如挪威)，以及具有高炉难以处理的特殊资源(如钒钛铁矿、砂铁、钛铁矿)的国家(如南非、新西兰)电炉炼铁仍得到应用和发展。一．原理及工艺特点原料经配料加入炉内，炉料经加热、分解、还原、熔化、造渣及渣铁反应等过程生成生铁和炉渣，渣、铁定期从渣口、铁口放出。电炉炼铁有以下特点:(1)炉内所有反应所需热量不是由燃料燃烧提供，而是由外部输入的电能提供。电流通过自焙电极引入炉内，电流通过料层、熔体的电阻及料层内熔体上部的电弧，将电能转化为热能。电热转换不带入其他物质，不产生气体、故对炉内气氛、对炉料及熔体不产生影响，且热量集中，易于获得高温，炉内温度易于控制。(2)电炉炼铁过程中的炉料的还原主要是直接还原(占总还原量的80%~90%)，由煤气产生的间接还原仅占10%~20%，其原因是电炉炼铁不鼓风，下部还原及分解产生的气体量仅约650m/t铁，炉料800~1000℃的间接还原区甚窄，炉料通过这一区域时间甚短、虽然下部上升煤气CO含量高达60%~75%，但间接还原数量较小。(3)炉料入炉后经下部上升的热煤气及自身电阻热的加热，经预热、分解、部分还原后在电弧下及附近的高温区迅速熔化，在很短时间内完成造渣、熔化、渣铁分离等过程，并在渣铁流经炉缸内赤热的焦层时进行终还原、渗碳及脱硫反应，zui终聚集在炉缸形成铁水层和炉渣层，渣铁定期从铁口、渣口放出，冶炼周期比高炉炼铁要短，仅0.5~1.5h。(4)料柱短、对料柱的透气性要求低，因而对原料的强度要求比较宽松，可以使用强度低的原料和还原剂，如无烟煤、劣质焦。二．设备炼铁电炉有高炉身电炉，低炉身电炉，敞开式电阻炉等多种型式，使用zui普遍的是低炉身电炉，这种电炉与铁合金生产用封闭式埋弧还原电炉极为相似。图中使用的即为典型的蒂斯兰德-霍尔(Tysland-Hole)低身电炉。炉膛呈圆形或矩形、椭圆形，电极在圆形炉内呈三角形配置，在矩形、椭圆形炉内则在长轴方向成一线配置。以33000kW的圆形电炉为例，炉壳外径12.0m、高3.5~5.0m，采用自焙电极，电极直径1.5m，炉衬外层用黏土砖砌筑，内层为沥青镁砂捣固层或用碳质耐火材料砌筑或用碳质材料捣固，炉衬寿命3~7年，炉盖一般用水冷钢结构内衬黏土砖构成。炉缸可设一个渣铁口，渣、铁从同一口中放出，或设一个出铁口，一个出渣口分别放出铁水、炉渣。中小型电炉可采用倾动式。电流经炉用变压器、母线、电极把持器、自焙电极导入炉内。电流负荷由升降电极和切换电压控制，通常变压器次级电压为80~250V，多级可调，一般均为自动控制。多数炼铁电炉采用三台单相变压器组成供电变压系统，为改善功率因数，通常还应有相应功率的效率补偿电容器。三．产品及技术经济指标电炉冶炼普通铁矿获得的生铁的典型成分为:C 3.6%~4.2%，Si 1.0%~3.0%，Mn 0.1%~0.2%，P 0.02%~0.30%，S<0.05%;炉渣成分为CaO 40%~45%，SiO2 25%~30%，Al2O3 15%~25%;炼铁电炉煤气成分为CO 60%~75%，CO2 15%~20%，H2 5%~8%，CH4 0~3%，热值可达10000kJ/m，回收可做燃料使用，但煤气中含有极细的粉尘，脱尘净化困难。炼铁电炉冶炼钒钛铁矿(经回转窑预热预还原)生产的典型含V生铁成分为C 3.2%~4.0%，V 0.45%~0.55%，Ti 0.10%~0.20%，Si 0.15%~0.30%，S 0.05%~0.07%;炉渣成分为TiO2 38%~60%，SiO2 15%~35%，Al2O3 8%~15%，CaO 5%~30%，当TiO2含量达到一定水平时，炉渣可做钛工业原料使用，含钒生铁经氧化处理可获得钒工业原料-钒渣。炼铁电炉冶炼普通矿的电耗为2000~2500kW·h/t铁水，电耗数量随原料的含铁品位升高而降低，当使用预热预还原原料时电耗可大幅度下降，可降到1000~1500kW·h/t铁水，还原剂消耗无烟煤或劣质焦为400~450kg/t铁水，电极糊耗量与电极糊质量及炼铁原料质量相关，为10~15kg/t铁水，当使用预热预还原炉料时电极糊消耗可降到5.0kg/t铁。电能供热占热总收入98%以上，热支出中，水分蒸发分解，化合水及碳酸盐分解占10%~12%，氧化物还原占38%~42%，铁水，炉渣、炉气及炉尘带走显热占30%~32%，热损失占23%~26%。四．发展展望(1)电炉炼铁技术是成熟的，已有大型(63000kW)电炉在生产，日产生铁可达800~1000t。在特定的资源条件下是一种生产生铁的有效途径。但由于世界范围内电能供应并不充裕，以及高品位精矿的出现和直接还原技术、熔融还原技术的发展，电炉炼铁已逐步被其他钢铁生产工艺所取代，许多大型电炉炼铁厂已改造成电炉炼钢厂。只有在矿石资源特殊，其他工艺无法合理经济利用时，电炉炼铁仍是一种可选择和利用的成熟工艺。在南非、新西兰、挪威的电炉炼铁厂均用以处理特殊矿(钒钛铁矿、砂铁、钛铁矿)。(2)炼铁电炉使用预热预还原炉料可以大幅度降低冶炼电耗，改善操作条件和冶炼经济技术指标，提高经济效益，回转窑预热预还原-电炉炼铁联合流程已成为电炉炼铁的基本形式。(3)中国攀西地区蕴藏有大量钒钛磁铁矿，西南地区有丰富的水力资源，预热预还原-电炉炼铁工艺是实施钒钛磁铁矿铁、钒、钛综合利用zui有前途的工艺之一，有良好的发展前景。 

传统技术与绿色无碳冶炼技术对比表技术对比项目名称电硅热法冶炼低碳锰铁合金绿色无碳分解法冶炼低碳锰铁合金原理还原法  焦炭 硅锰合金分解法  不用焦炭（不用还原剂）物料1.原料：锰矿（锰≥45.0%；硅锰合金（锰≥65%）。2.辅料：焦炭、硅石、熟料。1.原料：锰矿。（锰≥45.0%）2.辅料：助熔剂（非金属矿）、催化剂（少量）。冶炼1.矿热炉冶炼生产硅锰合金。2.精炼炉冶炼；热装硅锰合金熔浆生产锰铁合金。1.精炼炉（直流电弧炉）冶炼，生产低碳锰铁合金（含有硅酸盐）。2.感应炉冶炼；热装锰铁合金熔浆（打渣提纯）生产低碳锰铁合金。产品成分中碳锰铁合金成份：75%Mn、2.5%Si、0.18%P＜0.03%S (GB3795-87)中碳锰铁合金成份：90%Mn＜2.5%SiO2＜0.03%P＜0.03%S （企业标准）耗量生产1吨硅锰合金（锰≥65%）大约需：锰矿1100公斤富锰渣1300公斤白云石、硅石500公斤 生产1吨低碳锰铁合金（锰≥80%）大约需：硅锰合金1200公斤锰矿1100公斤石灰600公斤耗材及人工副产品富锰渣1300公斤（锰≥30%） 价格  1782 200    1782300600生产1吨低碳锰铁合金（锰≥90%）大约需：锰矿（锰≥45%）1000公斤碳酸锰(锰≥30%)2000公斤辅料1500公斤耗材及人工 价格      3240 1800800耗能电 ：4500度焦炭：500公斤27001800电：3600度2520合计：9164合计：8360优缺点生产工艺成熟，但能耗高、碳排放高。生产工艺简单，能耗低、碳排放低、回收率高；新技术没有大规模生产经验。   锰铁市场回顾与展望 前三年锰矿及锰铁价格参照如下（均为含税价）：2018年3月：加蓬矿45度  59元/吨度；锰铁价1.70万/吨。2019年2月：加蓬矿45度  49元/吨度；锰铁价1.55万/吨。2020年6月：加蓬矿45度  43元/吨度；锰铁价1.25万/吨。2021年1月～6月：45度  36元/吨度；锰铁价1.20万/吨。锰铁价格未来市场：2019年市场总值285亿元，预计2026年可增长至319亿元。 

1. 电压闪变为0.5~0.8 2. 电压总谐波畸变率为0.5%~2% 3. 电压不平衡度为1%~3% 4. 各次谐波数值：5次谐波：2.4%，7次谐波：1.4%，11次谐波：4.6%，13次谐波：3.3%，17次谐波：0.35%，19次谐波：0.3%，25次以上谐波：小于0.5%5. 短路容量为45MVA。2026.3.18       

耐热，heat resistance，是指在高温下具有高的抗氧性、抗蠕变性与强度持久的特性。常用材料的**高使用温度来表征。我们都知道，在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度**高、应力**复杂、环境**恶劣的部位而被列为**关键件，并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机**程度的重要标志，在一定意义上，也是一个国家航空工业水平的显著标志。可见，耐高温材料的重要性不言而喻！下面，介绍目前已知的十种**耐热材料。1.碳化钽铪合金 （3990℃）简介：碳化钽铪合金实际是指五碳化四钽铪化合物，是目前已知化合物中熔点**高的物质。它可以被认为是由碳化钽（熔点3983 ℃）和碳化铪（熔点3928℃）这两种二元化合物组成。用途 : 用作火箭、喷气发动机的耐热高强材料以及控制和调节装备的零件等。 2.石墨 （3652 ℃） 简介：石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（排列方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于其特殊结构，具有耐高温，导电、导热性，润滑性，化学稳定性，可塑性等。用途：传统可用作耐火材料、导电材料、耐磨润滑材料以及铸造、翻砂、压模及高温冶金材料，新型用作柔性石墨密封材料，汽车电池，新型复合材料等。3.金刚石 （3550 ℃） 简介：金刚石是原子晶体，石墨是混合型晶体，石墨晶体的熔点却高于金刚石，似乎不可思议，石墨晶体片层内共价键的键长1.42×10-10m，金刚石晶体内共价键的键长是1.55×10-10m。同为共价键，键长越小，键能越大，键越牢固，破坏它也就越难，也就需要提供更多的能量，故而熔点应该更高。 用途：工艺品和工业中的切割工具，如拉丝模、车刀、刻线刀、硬度计压头、地质和石油钻头、砂轮刀、玻璃刀、金刚石笔、修整器刀以及磨料等。4.钨 （3400 ℃） 简介：钨是一种钢灰色或银白色的金属，硬度高，熔点高，常温下不受空气侵蚀。它作为熔点**高的难熔金属（一般熔点高于1650 ℃的金属），有良好的高温强度。用途：主要用作制造灯丝和高速切削合金钢、超硬模具，也用于光学仪器，化学仪器。5.二硼化锆 （3245℃）    简介：二硼化锆（ZrB2）是具有六方晶体结构的高度共价的耐火陶瓷材料，其构成的超高温陶瓷（UHTC）熔点达3246℃，具有高熔点、相对低的密度（约为6.09g / cm3）和良好的高温强度。用途：可用作高温航空应用（如超音速飞行或火箭推进系统）。6.二硼化钛 （3225℃） 简介：

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