Lò hồ quang chìm Silicomanganese 6,3 MVA đến 45 MVA cho quá trình luyện kim

Lò hồ quang chìm silicomanganese 6,3 MVA đến 45 MVA

Silicomanganese là một hợp kim sắt có thành phần chủ yếu là mangan, silicon, sắt và một lượng nhỏ carbon cùng với các nguyên tố khác. Nó là một trong những hợp kim có khối lượng lớn và được sử dụng rộng rãi nhất trong ngành công nghiệp hợp kim sắt. Trong sản xuất thép, hợp kim mangan-silicon đóng vai trò là chất khử oxy hợp chất và cũng được sử dụng làm chất khử trong sản xuất ferromanganese có hàm lượng carbon trung bình và thấp, cũng như trong sản xuất mangan kim loại thông qua quá trình nhiệt silic. Dựa vào hàm lượng nguyên tố mangan, silicon và tạp chất, silicomanganese được phân thành 8 loại, có thành phần hóa học phù hợp với các thông số kỹ thuật nêu trong bảng.

Lò hồ quang chìm hiện đại được thiết kế với kết cấu khép kín hoàn toàn. Thiết bị chính bao gồm một số hệ thống tích hợp: thân lò, tủ hút cấu hình thấp, hệ thống xả, mạng ngắn, cụm điện cực, cơ cấu thủy lực, bộ phận khai thác và loại bỏ xỉ, hệ thống làm mát đáy, máy biến áp, nguồn điện cao áp, hệ thống điều khiển tự động điện áp thấp, thiết bị giám sát, hệ thống trộn và cấp nguyên liệu thô, cơ chế phân phối và định lượng, thu gom bụi miệng lò, hệ thống thu hồi và khử khí trong quá trình khô.

1. Nguyên tắc làm việc

Lò silico-mangan hoạt động theo nguyên lý lò hồ quang chìm. Các điện cực tạo ra nhiệt hồ quang và nhiệt điện trở từ điện tích để khử các oxit trong quặng mangan và silic thành hợp kim silico-mangan. Phản ứng bên trong lò chủ yếu dựa trên quá trình khử cacbon nhiệt. Sản phẩm khử oxy chính là MnSiO₃ và MnSiO₄, có nhiệt độ nóng chảy lần lượt là 1270°C và 1327°C. Những sản phẩm này tạo thành các hạt lớn dễ dàng nổi lên, dẫn đến hiệu quả khử oxy đáng kể.

2. Quy trình và vận hành

Chuẩn bị nguyên liệu: Quặng mangan, xỉ giàu mangan, silic, than cốc được trộn theo yêu cầu công thức. Hàm lượng carbon cố định của than cốc phải ≥84%.

Nạp và gia nhiệt: Nguyên liệu thô được đưa vào lò hồ quang chìm nửa kín thông qua phễu. Một nguồn điện 35 kV được đưa vào lò thông qua các điện cực ba pha, được đưa vào điện tích để tạo ra nhiệt hồ quang.

Kiểm soát quá trình nấu chảy: Điện tích được trộn đều, mức điện tích được duy trì, các điện cực được cắm sâu và đều. Khí lò được giữ ở áp suất âm nhẹ, với O₂ < 2%, H₂ < 8% và nhiệt độ lò dưới 600°C.

Khai thác sắt và xỉ: Hợp kim nóng chảy và xỉ tách ra một cách tự nhiên. Lỗ vòi có thể mở và đóng trơn tru. Cả kim loại nóng và xỉ đều có tính lưu động tốt và dễ tách rời, cuối cùng được đúc thành thỏi.

3. Thông số kỹ thuật và tình trạng lò

Độ kiềm nhị phân của xỉ (CaO/SiO₂) được kiểm soát trong khoảng từ 0,5 đến 0,7, với MnO trong xỉ <10%.

Chiều dài làm việc của các điện cực là 1700–2000 mm, điện áp khoảng 143 V, dòng điện làm việc ổn định và mức tiêu thụ điện cực đồng đều.

Điều kiện bình thường của lò được đặc trưng bởi tính thấm tốt của bề mặt điện tích, độ chìm đồng đều của điện tích và sự khai thác mịn của sắt và xỉ.

4. Lớp và thành phần hóa học

Silicomanganese được chia thành tám loại dựa trên hàm lượng nguyên tố mangan, silicon và tạp chất. Thành phần hóa học của nó phải tuân theo quy định tại Bảng 1.

Bảng 1 – Thành phần hóa học

Lưu ý: Hàm lượng phốt pho được quy định theo 3 cấp (I, II, III) theo giới hạn tối đa khác nhau.

5. Ứng dụng và ưu điểm

Hợp kim được sản xuất bởi lò nung silico-mangan được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép, làm giảm đáng kể tỷ lệ hao hụt khi đốt (tỷ lệ hao hụt khi đốt trong quá trình khử oxy của hợp kim silico-mangan là khoảng 29%, thấp hơn so với chỉ sử dụng mangan hoặc silicon). Ngoài ra, hợp kim silico-mangan có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn và chống gỉ của thép, phù hợp với môi trường ngoài trời hoặc ẩm ướt. Lò silico-mangan tương tự như lò ferrosilicon, nhưng nó được dành riêng để sản xuất hợp kim silico-mangan và không thể được sử dụng để sản xuất ferromanganese carbon cao trừ khi sử dụng lò nhỏ (ví dụ: 6000 kVA) để tránh hư hỏng vật liệu chịu lửa.

Tóm lại, lò silico-mangan là thiết bị không thể thiếu trong sản xuất thép. Bằng cách kiểm soát chính xác các thông số như thành phần điện tích, nhiệt độ, điện cực và xỉ, nó cho phép sản xuất hợp kim silico-mangan hiệu quả và ổn định, đảm bảo chất lượng và hiệu suất của thép.