中华人民共和国住房和城乡建设部
公 告
第1218号
关于发布国家标准《铁合金工艺及设备设计规范》的公告
现批准《铁合金工艺及设备设计规范》为国家标准,编号为GB50735-2011,
自2012年6月1日起实施。其中,第3.1.18、3.2.13、4.1.7、4.6.1、6.0.5、
6.0.7、6.0.8条为强制性条文,必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
二〇一一年十二月五日
前 言
本规范是根据住房和城乡建设部建标函[2009]88号文件《关于印发“2009年工程建设标准规范制定、修订计划”的通知》的要求,由中钢集团工程设计研究院有限公司组织本行业的一些单位共同参与编写的。是经调查研究,在广泛征求意见的基础上完成的。
本规范主要技术内容是:总则、术语、电炉法工艺、炉外法工艺、辅助设施和安全与环保共六部分。其内容是依照两种不同的生产工艺分别作出规定。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文进行解释,由中钢集团工程设计研究院有限公司负责具体技术内容的解释。在执行本规范过程中,如有意见或建议,请反馈给中钢集团工程设计研究院有限公司(地址:北京海淀大街8号,邮编100080,E-mail: yuxin@sinosteel.com),以便今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位和主要起草人: 主 编 单 位:中钢集团工程设计研究院有限公司 参 编 单 位:中冶东方工程技术有限公司 中钢集团吉林铁合金股份有限公司 中钢集团吉林机电设备有限公司
主要起草人:李玉亭 郭飞宇 李艳芬 李静 郁昕 赵琪琳 丛佩森 王刚 本规范主要审查人员:
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目 次
1 总 则 .................................................................................................................... (1) 2 术 语 .................................................................................................................... (2) 3 电炉法工艺及设备 ............................................................................................ (3)
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
一般规定 ............................................................................... (3) 工 艺 .................................................................................. (8) 设 备 ................................................................................ (13) 原 料 ................................................................................ (15) 车间布置及厂房 .................................................................. (18) 炉渣处理及利用 .................................................................. (20)
4 炉外法工艺及设备 .......................................................................................... (22)
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
一般规定 ............................................................................. (22) 工 艺 ................................................................................ (22) 设 备 ................................................................................ (23) 原 料 ................................................................................ (25) 工艺布置及厂房 .................................................................. (26) 炉渣处理及利用 .................................................................. (26)
5 辅助设施 ............................................................................................................... (27)
5.1
供 水 ................................................................................ (27)
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5.2 5.3
供电及自动化仪表 ............................................................... (28) 建 筑 ................................................................................ (29)
6 安全与环保 .......................................................................................................... (30) 本规范用词说明 ....................................................................................................... (32) 附:条文说明 ............................................................................................................ (32)
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Contents
1 General provisions ..................................................................... (1) 2 Terms ........................................................................................... (2) 3 Process and equipment of pyrometallurgy .............................. (3)
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6
General requirement .............................................................. (3) Process.................................................................................. (8) Equipment .......................................................................... (13) Raw material ....................................................................... (15) Workshop layout ................................................................. (18) Slag treatment and utilization ............................................... (20)
4 Process and equipment of hydrometallurgy .......................... (22)
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
General requirement ............................................................ (22) Process................................................................................ (22) Equipment .......................................................................... (23) Raw material ....................................................................... (25) Workshop layout ................................................................. (26) Slag treatment and utilization ............................................... (26)
5 Auxiliary ................................................................................... (27)
5.1
Water supply ....................................................................... (27)
3
5.2 5.3
Power supply and instrument ............................................... (28) Civil work ........................................................................... (29)
6 Safety and environment protection ........................................ (30) Explanation of wording in this code............................................. (30) Additional explanation .................................................................. (32)
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1 总 则
1.0.1 为能在铁合金工艺及配套设备设计中更好的贯彻国家的经济政策和技术政策,确保铁合金工程建设做到技术先进、经济合理、安全适用、节能、环保等而制定本规范。
1.0.2 本规范适用于新建电炉法和炉外法铁合金项目。旧有企业的改、扩建工程也应执行本规范。
1.0.3 本规范主要用于指导铁合金工艺及设备设计。设计单位、设备制造单位、生产单位均应遵守。
1.0.4 在铁合金工程设计中,除应执行本规范外,还应遵守国家现行有关标准、规范。
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2 术 语
2.0.1 电极压放 electrode slipping
冶炼过程中,需要每隔一定时间或根据炉况将电极向下压放一定的长度,以维持电极工作端长度。 2.0.2 电极倒拔 electrode hoist
当将电极通过抱闸整体向上提起时,称为电极倒拔。 2.0.3 转化率 oxidation rate
氧化焙烧过程中,元素由低价转化成高价的百分比。 2
3 电炉法工艺及设备
3.1
一般规定
3.1.1 新建和改扩建铁合金项目必须符合《铁合金行业准入条件(2008年修订)》。
3.1.2 铁合金还原电炉应向大型化、封闭型和计算机控制方向发展。 3.1.3 车间各工序选用的设备及辅助生产设施与公用系统应配套完善,工艺过程流畅。
3.1.4 新设计冶炼车间应提高机械化和自动化水平、改善劳动条件。 3.1.5 选择机械设备时,应综合考虑,除实用,还应方便操作。在安全可靠的前提下,应优先选用自动化水平高的设备。 3.1.6 必须设置的辅助设施应统一考虑配备。
3.1.7 上下抱闸安装后其中心线与电极中心线的同轴度公差值在抱闸总高度范围内不得大于2mm。上抱闸处于任何位置时,上下抱闸的平行度公差值不得大于1‰。
3.1.8 电极压放的上下抱闸,应联锁。
3.1.9 电极升降、压放和把持器油缸在安装前必须进行压力试验,并应将同类油缸空载动作压力相近的油缸组成一组,安装在同一根电极上。其垂直公差值不得大于0.50mm/m。
3.1.10 两节电极壳互相连接时,筋片上下必须对齐,其垂直度公差值应不大于2?。采用连续焊接,外表面焊缝焊后磨平。 3.1.11 电炉短网应达到下列要求:
1 必须具备足够的断面尺寸及载流能力,并有短时过载能力; 2 变压器二次出线端应跳相;
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3 对地应有良好的绝缘性能; 4 应有良好的机械强度;
5 短网吊挂及穿墙器应采用隔磁材料并绝缘。
3.1.12 应减少短网电阻及自身的感抗,三相阻抗不平衡度应小于5% 3.1.13 安装烟罩或炉盖时,其中心应与电炉中心重合,其同轴度公差值不得大于5mm。
3.1.14 烟罩或炉盖安装完毕必须进行绝缘检查,其他单体部件要求逐件检查,其绝缘电阻应不小于1.50MΩ,整体部件总绝缘电阻应不小于0.15 MΩ,三相电极对地绝缘用电焊机检测时不能有明显起弧。
3.1.15 压缩空气系统安装完必须进行试压。试验压力为正常工作时的使用压力的1.25倍,持续30分钟不得有渗漏。 3.1.16 冷却水系统应满足下列要求: 1 软管长度应能满足电极最大行程的要求; 2 管路安装完毕,应进行清洗; 3 管路安装完毕,应进行水压试验。
3.1.17 冷却水系统应能满足电炉各冷却部位的冷却要求。供水压力应保持在0.3MPa~0.4MPa,进水总管应设有温度、压力测量装置。回水各支管可设温度流量检测。
3.1.18 冷却水管管径,应依据被冷却部件的要求确定。每根回水管在回水槽处都应设置标记。
3.1.19 每根冷却供水管上,都应设置压缩空气管。
3.1.20 短网、铜瓦、水冷套、压力环和进入烟罩内的料管需用软化水冷却,炉盖骨架和盖板可用工业水冷却。
3.1.21 变压器的冷却,宜设置一个独立的冷却系统。 3.1.22 冷却水循环率必须达到95%。 3.1.23 水淬渣浊环水循环率应达到90%。 3.1.24 炉底工字钢应符合下列规定:
1 铺设炉底工字钢排架时,应与预埋在混凝土基础上的工字梁相互垂直,也可按车间的主导风向将工字梁与基础沟的交叉角在45°~90°范围内
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调整;
2 工字钢在安装前必须矫直,其凹凸不平度及挠度,每米不得超过2mm,在其全长内挠度值应不大于长度的2‰,扭曲变形的材料不得使用;
3 相邻的两根排架梁的高低差应小于1.50mm。 3.1.25 车间各跨间的总体布置应依照如下要求:
1 车间各工序应布置紧凑,并考虑消防与安全。原料间、烟气净化系统应靠近冶炼间。
2 煤气回收系统及煤气柜应设置在远离明火的地方。 3 冲水渣设施宜设置在浇注间一侧或在浇注间端头。
3.1.26 矿热炉应依据冶炼品种和炉渣碱度要求,选择不同的炉衬。矿热炉宜采用碳质或镁质炉衬,精炼电炉宜采用镁质炉衬。
3.1.27 电炉烟气必须进行收集净化。净化后的烟气含尘量必须符合国家的排放要求。
3.1.28 烟气余热应得到利用。
3.1.29 电炉产生的烟尘,宜采用袋式除尘器。
3.1.30 块状物料的下料管内径应不小于350mm,倾斜角度应不小于50°。 3.1.31 浇铸间必须采用铸造起重机。
3.1.32 大中型铁合金矿热电炉铁水宜采用浇铸机浇注。
3.1.33 烧穿母线之间的连接应采取焊接,表面不得有污垢及金属氧化物。 3.1.34 对放置时间超过一年的设备,安装前应进行拆洗、上油。对已锈蚀的管道和焊接件应除锈、刷漆。 3.1.35 液压系统
1 液压系统管路须进行二次安装,一次安装完毕后拆下,用20%硫酸溶液清洗,用10%的苏打水中和,再用温水清洗、烘干,管路内不得存有杂物;
2 安装高压软管时,应能满足电极最大行程的要求,不得有扭曲; 3 排气阀应安装在管路系统的最上方;
4 液压系统安装完毕应进行试压。试验压力为正常操作压力的1.3~1.5倍,持续15分钟~20分钟不得有渗漏。
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5 液压系统的涂漆要求按Q/ZB77-73和GB7231-2003规定; 6 液压系统安装要求依据是《冶金机械设备安装工程施工及验收规范》(YBJ207-85)。
3.1.36 应保持液压油的清洁,每月应更换一次。油温控制在-200C~+700C。
3.1.37 原料和成品应按表3.1.37-1和表3.1.37-2要求进行分析检验:
表3.1.37-1 原料分析检验内容
名称 分析检验项目 分析次数 备注 硅石 全分析:SiO2、CaO、Al2O3、 首次使用及发现问题时进行 每批一次 FeO、MgO、P 上料硅石:SiO2 每天一次 取平均样 铬矿 全分析:Cr2O3、FeO、Al2O3、首次使用及发现问题时进行 每批一次 CaO、MgO、SiO2、P、S 上料铬矿:Cr2O3、H2O 每班一次 取平均样 锰矿 全分析:Mn、SiO2、FeO、首次使用及发现问题等需要每批一次 Al2O3、CaO、MgO、P、S 时 上料锰矿:Mn、H2O 每班一次 取平均样 焦炭(包括全分析:固定碳、挥发分、每月一次 每批一次 木炭、电极灰分、SiO2、Al2O3、CaO、糊、原煤MgO、FeO、P、S、水分 等) 上料焦炭:H2O、固定碳 每班一次 取平均样 石灰 全分析:有效CaO、SiO2、每10天一次 每一产地 MgO、P 上料石灰:CaO、P 每天一次 —
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续表3.1.37-1
钢屑 全分析:Fe、C、Mn、P、S、每月一次 - Cu 粒化铬铁 全分析:Cr、Fe、Si、C、P、每月一次 - S 表 3.1.37-2 成品分析检验内容
产品 铁合金产品 炉渣 名称 分析检验项目 次数 分析检验项目 次数 出炉分析:Si、Al、每炉一次 Ca 全分析:SiO硅铁 全分析:Si、Mn、Cr、2、Al2O3、CaO、每10天MgO、FeO、SiC、P、S 一次 C、Al、Fe、Ca、P、每月一次 S 出炉分析: Mn、C、— — 每炉一次 Si、S、P — — 高碳锰铁 全分析:Mn、C、Si、全分析:Mn、SiO每月一次 2、CaO、每天一Fe、P、S MgO、Al2O3、P、FeO 次 出炉分析: Mn、Si、— — 每炉一次 C、P、S — — 锰硅合金 全分析:Mn、Si、C、全分析:Mn、SiO每月一次 2、CaO、每天一P 、Fe、S MgO、Al2O3、P、FeO、 次 出炉分析:Mn、C、— — 每炉一次 中低碳锰Si、S、P — — 铁 全分析:Mn、C、Si、全分析:Mn、SiO每月一次 2、CaO、每天一P 、Fe、S MgO、Al2O3、P、FeO、 次
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续表3.1.37-2
出炉分析:Cr、C、Si、每炉一次 — — P、S 高碳铬铁 Cr2O3、SiO2、、CaO、MgO、Al2O3、每天全分析:Cr、C、Si、每月一次 FeO、S、P、 一次 P、S 、Fe — — 出炉分析:Cr、C、Si、每炉一次 — - P、S 硅铬合金 全分析:Si、Cr、C、每天一每月一次 Cr2O3、、FeO、Al2O3、CaO、MgO、 P、S 、Fe 次 全分析:Cr2O3、SiO2、、CaO、每天一出炉分析:Cr、C、Si、中低碳铬每炉一次 MgO、Al2O3、FeO、P 次 P、S 铁及微碳— 一 铬铁 全分析:Cr、C、Si、每月一次 — — S 、P、Fe 每炉一— — WO3 次 钨铁 全分析:W、Mn、Cu、全分析:WO3、、FeO、CaO、每天一S、P、C、Fe、Si、 As、每天一次 MgO、Al2O3、SiO2、、S、P 次 Sn、Pb、Sb、Bi 3.2
工 艺
3.2.1 车间组成:
1 矿热电炉车间生产系统包括原料间(包括配料系统)、冶炼间(包括变压器间及仪表间)、浇铸间、精整破碎间和炉渣处理系统等。电炉由电极系统、烟罩(炉盖)、炉壳、液压系统、冷却水系统、压缩空气系统及加料等系统组成。
2 精炼电炉车间生产系统包括原料间、冶炼间(包括变压器间及仪表
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间)、浇铸间和精整破碎间等。
3 真空电阻炉车间生产系统包括变压器间、控制间、电阻炉间(含真空系统)、原料加工间等。
3.2.2 矿热电炉日生产能力按下式计算:
Q=P·K1·K2·cosφ·T/W (3.2.2) 式中: Q—-电炉生产能力(t/d);
P—-变压器容量(kVA);
K1—-变压器功率利用系数,取0.95~1.00; K2—-电网电压波动系数,取0.95~1.00;
cosφ—-功率因数,补偿后取0.85~0.93; T—-电炉日生产时间,取24h; W—-产品单位电耗(kW?h/t)。
注:式中K1和K2,容量25000KVA以上的电炉按0.95考虑,年工作日330d~335d。
3.2.3 矿热电炉变压器容量按下式计算: ??Q?W24Tcos?K (3.2.3)
1?K2式中:ρ—-需要变压器的额定容量(kVA);
Q—-年需要产量(t/a);
K1—-变压器功率利用系数,取0.95~1.00; K2—-电网电压波动系数,取0.95~1.00;
cosφ—-功率因数,补偿后取0.85~0.93; W—-产品单位电耗(kW?h/t)。 T—-电炉年工作天数,取330d~335d。
3.2.4 电炉变压器应采用有载调压。
3.2.5 矿热电炉年工作日不得少于330天,精炼电炉不得小于300天。 3.2.6 配料、电极控制和除尘系统应采用PLC控制。
3.2.7 采用计算机配料时,应将不同的原料分层铺设在皮带机上,重量误差应控制在1%之内,对前后批料误差要进行补偿。
3.2.8 矿热电炉低压侧短网应采用水冷铜管和水冷电缆的结构形式。
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3.2.9 电极和铜瓦之间的压强应控制在0.04MPa~0.06 MPa。
3.2.10 冶炼不同产品时的电极截面电流密度应按如下要求确定:半封闭电炉冶炼硅铁时为5.50A/cm2~6.00A/cm2;冶炼硅钙合金时为7.00A/cm2~8.00A/cm2;半封闭或封闭电炉冶炼高碳锰铁或锰硅合金时为5.80A/cm2~6.20A/cm2;冶炼高碳铬铁及硅铬合金时为6.00A/cm2~6.50A/cm2。 3.2.11 导电铜管的电流密度应按3A/mm2考虑。
3.2.12 电极压放应采取程序控制并采取勤压少压的原则,每次压放量不得大于25mm, 电极压放时间及压放量应有记录。停炉后再启动,如果电极功率没有恢复到满负荷时,不得压放。
3.2.13 需要倒拔电极时,必须先松开铜瓦,不得带电操作。
3.2.14 封闭电炉炉盖上必须设置温度、压力测量计、防爆孔,烟道上设置氢气测量仪及报警装置。各操作平台应设置一氧化碳检测仪及报警装置。 3.2.15 封闭电炉的炉内压力应控制在±20Pa,炉气中氢含量应低于2%. 3.2.16 封闭电炉炉气中含氧量应控制在0.20%~0.30%。当含氧量接近1%时,应停炉检查密封。
3.2.17 炉底应设置不少于三个温度测量点, 测量范围00C~9000C。 3.2.18 生产中低碳锰铁、电炉金属锰和中低微碳铬铁时,必须采用热装热兑工艺。
3.2.19 真空电阻炉所用真空泵机组,宜选用两级真空泵。 3.2.20 向真空电阻炉电极输电,宜采用水冷式输电管及输电夹头。 3.2.21 选用炉体旋转式矿热电炉时,应符合下列要求: 1 采用变频电机,可绕垂直轴线360o旋转或1200往复; 2 宜采用齿轮传动加销齿传动的大减数比传动方式; 3 旋转驱动装置宜设置在0.00米以下。
3.2.22 生产镍铁应采用热装,原料宜采用回转窑预处理工艺。烧结温度宜控制在500℃~750℃。
3.2.23 冶炼镍铁应采用高碱度渣、微亏碳工艺。
3.2.24 必须降低能耗和原材料消耗。矿热炉生产主要产品电耗应不高于表3.2.24要求。
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表3.2.24 产品的原材料消耗指标
产品 名称 消耗 指标 冶炼电耗kW?h/t 8500 2600 硅石kg/t 1900 - 碳素还原剂kg/t 1000 500 钢屑/铁磷kg/t 230/330 - 锰矿kg/t - 3000 富锰渣kg/t - - 白云石石灰kg/t kg/t - - - 500 铬矿kg/t - - 粒化碳素备注 铬铁kg/t - - 于38% Cr2O3不小于- 矿石含Mn不小75%硅铁 碳素锰铁 碳素铬铁 3200 100 450 - - - 800 Mn不- - 1900 - 46% 要求矿石含Mn锰硅合金 硅铬合金 纯净硅铁 硅钙合金 4200 4800 11000 11000 300 950 2000 2000 550 430 1000 焦炭1100- 60 306铁磷 - 2000 小于36% - - - - - - 锰硅合金100 - - - - 10 - 1000 - - - - - 不小于34% 560 - - - - Ca28,Si60 木炭170 中低碳锰铁 580(热装) - - - 1600 1050 - 1000 - - Mn不小于36% 11
续表3.2.24 高硅锰电炉金属锰 1750 - - - 硅650 中低碳铬铁 1800 - - 焦炭450木高硅锰硅 6000 700 炭550 - - Mn45% - - - 1700含- 60 - - - - 1400 1800 - 2000 石 硅铬合金1500 620 - 180萤- 小于45% 富锰渣含Mn不12
3.2.25 冶炼不同产品时其元素回收率不得低于表3.2.26指标:
表3.2.25 不同产品元素回收率
产品名称 75%硅铁 工业硅 电炉锰铁 硅锰合金 高碳铬铁 硅铬合金 中低碳锰铁 电炉金属锰 中低碳铬铁 硅钙合金 高炉锰铁 元素回收率% Si≮92 Si≮85 Mn≮78 Mn≮82 Cr≮92 Cr≮94 Mn≮80 Mn≮83 Cr≮80 Si≮65,Ca≮35 Mn≮82 备注 - - - - - - - - - Ca28Si60 - 3.3
3.3.1 矿热电炉应向大型化、机械化、自动化方向发展。
1 新建铁合金企业应根据产品品种和规模选择合理的电炉容量和成熟的炉型。目前国内较成熟的大、中型电炉有25000kVA、30000kVA和48000kVA。精炼电炉有3500kVA、5000kVA和6300kVA。
2 矿热电炉车间的主要设备选型应包括:电炉容量及炉型、变压器供电方式、电极系统、电控方式、原料及配料上料设备、炉顶加料设备、出铁设备、浇铸设备等。
3 精炼电炉车间主要设备选型应包括:变压器、电炉系统、加料设备、出铁设备和浇铸设备等。
4 真空电阻炉车间主要设备选型应包括:变压器、控制监测系统、炉体、电极把持器及输电系统、真空系统(含油质、反应气体净化和气体排放)、水冷系统、托盘、运料车等。
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设 备
3.3.2 封闭炉炉盖的净空高度应不小于其电极直径的1.10倍~1.20倍。 3.3.3 半封闭电炉烟罩高度及炉门开启尺寸应能满足如下要求:
1 应能储存烟气顺时高峰量。 2 出现电极断裂时,能拉出电极; 3 需要时,应符合操作加料捣炉机的要求。
3.3.4 大型电炉铜瓦宜采用锻造并使用含99.5%的特种铜,其厚度不应小于70mm。
3.3.5 组合把持器的接触元件和压放单元应具有互换性。 3.3.6 铜瓦内表面应成组加工,确保与电极有良好的接触面。
3.3.7 矿热电炉电极升降速度应控制在0.50m/min,精炼电炉控制在0.40m/min~1.50m/min。
3.3.8 电极的压放量应能在0mm~100mm范围内任意调整。
3.3.9 电极升降位置检测装置应由电极位置指示及二次显示仪表组成。 3.3.10 电炉烟罩、炉盖的水冷骨架和水冷盖板制造完毕后需进行水压试验和水通路试验。试验压力为0.6MPa,延续30分钟不得有泄漏,每条水通路应通畅。 3.3.11 炉盖、烟罩水冷骨架靠近电极处及电极周围的水冷盖板应采用防磁不锈钢材料制造。水冷盖板下面应采用喷涂或预制耐火混凝土材料隔热,其厚度不应小于50mm。
3.3.12 烟罩对地、上下把持筒之间必须有良好绝缘。 3.3.13 烟罩、炉盖与把持器、料管之间要有良好密封。
3.3.14 炉壳侧壁焊接完毕应使炉壳保持圆柱形,其轴向偏差不得大于25mm,炉片之间的拼接焊缝的错边量不得大于4mm。焊接后需进行密封性检验。 3.3.15 导电铜管与铜瓦的连接宜采用压合式锥形插口结构形式, 铜管壁厚应不小于10mm。
3.3.16 导电管宜分两段制造,一段与水冷电缆相连,另一段与铜瓦相连。两段间应采用焊接,连接处的间隙应用307银铜焊条焊接填缝。
3.3.17 电炉液压系统安装完毕需进行试压,试验压力为12MPa~16 MPa,持续15min~20min,不得有渗漏。
3.3.18 电炉液压系统宜采用水乙二醇非燃介质。
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3.3.19 出现停电事故时,蓄能器应能将电极提升一定高度。
3.4
3.4.1 原料必须符合如下冶炼要求:
1 入炉品位应符合冶炼不同品种的要求,不得混入泥土和污物; 2 化学成分应稳定; 3 水分含量应小于8%; 4 还原剂电阻系数高;
5 硅石要有较好的热稳定性,入炉后不得出现爆裂; 6 入炉块矿和粉矿要有稳定的配比。 3.4.2 铁质材料需符合如下要求:
1 钢屑应为碳素材质,清洁,含铁量大于95%,不得混入有色金属、生铁屑或油污,入炉长度应小于100mm;
2 铁鳞(氧化铁皮)要求含全铁不小于65%,粒度宜为3mm~5mm; 3 铁矿球团含全铁应大于65%,含硫应小于0.01%。粒度应为8mm~30mm。
3.4.3 进入原料储存库的原料应是合格品,不宜在原料库内再进行加工。 3.4.4 封闭炉冶炼锰、铬合金时,应采用块矿。小于5mm的应小于10%;冶炼精制铬铁时,铬矿中不得夹杂炭质材料和硅石等杂物。
3.4.5 应选用活性石灰,其成分应符合《冶金石灰》YB/T042—2004的规定。
3.4.6 矿石及熔剂应符合表3.4.6要求。
原 料
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表3.4.6 矿石及熔剂的主要技术条件
化学成分% 种类 SiO2 CaO CaCO3 Mn Mn/Fe Cr2O3 Cr2O3/FeO Fe2O3 Al2O3 不大于 20~80, 硅石 锰矿 富锰渣 铬矿 石灰石 石灰 白云石 98 - - - - - - 0.20 - - - - 85 - - - - 95 - - 35 35~44 - - - - - 5~9 - - - - - - - - 45 - - - - - - 3 - - - 0.05 - 3 - - - 1.20 0.30~1.00 - - - - - 0.85 - - 0.02 P/Mn S P2O5 粒度(mm) 不小于 小于20的不大于5% 0.002 - - - - - - - 10~80 10~60 10~60 20~80 20~60 20~60 - 0.02 - 0.1 - - 0.1 0.02 - - MgCO3>40 55~60 16
3.4.7 碳质还原剂应符合表3.4.7要求。
表3.4.7 碳质还原剂的主要技术条件
种类 化学成分/% 固定碳 冶金焦 82~84 挥发分 <2 灰分 <15 硫 <0.60 常温电阻率/(μΩ·m) >2000 5~25,小于 5的不大于5% 蓝炭或气煤焦 石油焦 烟煤 木炭 90~95 >60 >75 5~10 20~30 15~20 0.15~0.50 5~8 2~3 - <0.40 - - - - 5~20 8~20 20~100 >80 2~4 <10 <0.60 >2500 5~20 粒度/mm 注:碳质还原剂还应符合下列要求:固定碳含量高、灰分低、水分波动小、电阻率高、气孔率高、反应
性能好,并有一定的强度。
3.4.8 各种原材料的储存时间应符合表3.4.8的要求。
表3.4.8 原材料的储存天数
原料供应地 本省内 外省 进口 石灰 注:不同地区及不同原料来原可进行调整。
储存天数(天) 15 30 90~180 3(可依据各地湿度调整) 3.4.9 电极糊的理化指标应符合表3.4.9要求。
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表 3.4.9 电极糊的理化指标
种类 密闭糊 标准电极糊 化工电极糊 内容 灰分% 4.00 不大于 挥发份% 抗压强度(MPa) 不小于 电阻率(μΩ·m) 不小于 体积密度(g/cm) 不小于 延伸5~20 率% 5~20 5~30 15~40 15~40 5~25 31号 2号 1号 2号 3号 6.00 12.00~15.50 7.00 9.50~13.50 9.00 11.50~15.50 11.00 11.50~11.00 12.00~15.50 11.00~15.50 15.50 18.00 17.00 22.00 21.00 20.00 18.00 65 75 80 85 90 90 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 1.38 3.5
车间布置及厂房
3.5.1 矿热电炉车间主厂房宜采用多跨横向相连的布置形式,并依次由电炉间(包括变压器间)、浇铸间和精整成品间组成。
3.5.2 精炼电炉车间的电炉大多用来生产中、低碳锰铁,中、低碳铬铁及金属锰等产品。主要由原料、电炉、浇铸及成品精整工序组成。依据电炉的容量及场地的实际情况,可单跨布置,也可多跨布置。
3.5.3 矿热电炉间,包含生产过程中的上料、布料、下料、电极操作系统及电
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极糊的提升装置,直至出铁。
3.5.4 矿热电炉间可设计成四层大平台,即炉口操作平台、变压器平台、电极升降平台和炉顶布料平台。每层平台根据需要还可设置小平台。其厂房跨度、炉间距及各层平台的标高,依据电炉的容量确定。
3.5.5 车间的工艺布置,应做到工艺顺行,物料走向互不交叉,各工序作业互不干扰。
3.5.6 设计变压器间时,除应考虑变压器安装和检修方便,还应考虑接地及泄油管道及事故油坑。
3.5.7 有吊车的跨间两侧应设置贯通的安全走台,两端墙应设置检修平台。检修平台宽1.50m,荷载4.0KN/m2,安全走台宽1.00m,荷载2.0KN/m2。冶炼和浇铸间屋面应设置天窗。
3.5.8 各跨间门洞尺寸应满足车间内大型设备的进出。 3.5.9 有吊车的跨间,厂房屋架上应设置吊车检修设施。
3.5.10 电炉车间主厂房屋面应能承受风、雨、雪、灰等动静荷载,并应有好的清灰条件。
3.5.11 矿热电炉车间依据容量和炉型的不同,其厂房的主要设计参数应符合表3.5.11的要求。
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表 3.5.11 电炉车间各跨间参数
内容 电炉容量kVA 12500 18~21 10 10 21~24 24 6~7 16500~25000 21~27 10 11 24~27 24~30 7~8 30000~50000 27~30 10 12 27~30 30~36 9~10 备注 - - - - - 电炉中心至变压器二次端子 跨度(m) 原料间 抓斗起重机吨位(t) 轨面标高(m) 跨度(m) 电炉中心距(m) 电炉中心距变压器(m) 炉口操作平台标高(m) 变压器平台标高(m) 电炉间 电极升降平台标高(m) 4.50~5.50 5.50~6.50 5~7.5 10.5~12.0 7~10 13~14 - - 14~17 15~18 18~23 - 炉顶布料平台标高(m) 吊电极糊起重机轨面标高(m) 起重机(电葫芦)吨位(t) 跨度(m) 浇铸间 轨面标高(m) 跨度(m) 精整成起重机轨面标高(m) 品间 起重机吨位(t) 19~22 25~28 20~23 26~29 23~29 29~35 - - 5 15~18 10~11 18 10 16/10 5 18~24 11~14 21 10 16/10 5 24~27 13~16 24 11 16/10 - — 3.5.12 电炉中心距端墙不得小于炉壳直径的2倍。 3.5.13 冲渣池应距离厂房不得小于6米。
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3.6 炉渣处理及利用
3.6.1 炉渣应充分得到利用。不同的炉渣应采取不同的处理方法,渣中含有残留金属较多的,冷却后应返回利用, 残留金属较少的可直接水淬处理,处理 后的炉渣应回收渣中金属。
3.6.2 除尘回收的粉尘要返回利用。
3.6.3 炉渣可用于修路,水淬渣可用做水泥添加剂。21
4 炉外法工艺及设备
4.1 一般规定
4.1.1 生产过程中产生的腐蚀性蒸汽、水和浸出渣严禁排入车间内。设备及厂房柱、梁、平台等要求防腐处理,地面必须做防渗处理。
4.1.2 严禁跑、冒、滴、漏发生,漏出的液体必须回收利用,不得排放。各工序洗涤水必须循环使用。
4.1.3 车间内的管道应进行二次安装。第一次预安装后拆下用20%硫酸溶液清洗,再用10%的苏打水清洗,最后用温水清洗,干燥后进行二次安装。 4.1.4 冶炼金属铬混料时,严防有火花产生,炉料混合好后应立即进行冶炼。 4.1.5 铝粉生产车间是易燃易爆场所,设计雾化室时必须考虑卸压面积。
4.2 工 艺
4.2.1 回转窑的生产能力按下式计算:
G???r????D24kg/h (4.2.1)
式中: G――回转窑的生产能力(kg/h); υ――物料在窑内的移动速度 (m/h); γ――物料的堆比重(kg/m3);
ε――物料在窑中的充满系数,取 0.05~0.12; D――窑的直径(m)。
4.2.2 铬矿氧化焙烧时,物料温度应控制在1100℃~1150℃,其惰性附加物应选用白云石。
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4.2.3 铬酸钠的浸出温度应大于900C。
4.2.4 生成氢氧化铬时,铬酸钠溶液浓度应控制在250g/L~350g/L,不应低于200g/L。
4.2.5 生成氢氧化铬的反应温度应控制在950C以上。
4.2.6 洗涤氢氧化铬时,应采用逆流洗涤,最终洗涤液中含硫代硫酸钠应小于1g/L。
4.2.7 禁止采用反射炉分解氢氧化铬或煅烧三氧化二铬。 4.2.8 冶炼金属铬时,单位炉料的反应热应控制在3150kJ/kg。 4.2.9 铬浸出残渣内含可溶性六价铬不得大于0.80%。
4.2.10 用回转窑焙烧钒渣时,其焙烧温度应控制在800℃~900℃ 4.2.11 五氧化二钒的熔化温度应控制在900℃~1000℃
4.2.12 经水浸出后的钒残渣,应进行二次焙烧。酸浸后的残渣含钒应小于0.80%。
4.2.13 电硅热法冶炼钒铁时,炉渣碱度(CaO/SiO2)应控制在2.0~2.2。冶炼温度控制在1600℃~1650℃为宜。
4.3 设 备
4.3.1 在确定回转窑的设计参数之前,所要焙烧的物料应经过焙烧试验,确定物料需要的焙烧温度及在窑内的停留时间等参数。 4.3.2 设计回转窑时,参数应按如下要求确定:
1 窑体的倾斜角度为3%~5%,短窑可取6°;
2 窑的转数应控制在0.50r/min~2.00r/min,并要求能在±25%范围内波动; 3 物料的充填系数为0.05~0.12,当物料易焙烧时取上限,不易焙烧时取下限;
4 窑体钢板厚度为窑体内径的0.007倍~0.01倍。 4.3.3 窑衬耐火材料每米重量按下式计算:
Q=?· D·b·r (4.3.3) 式中: Q――每米窑衬耐火材料重(t);
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D――窑衬平均直径(m); b――窑衬厚度(m);
r――窑衬耐火材料比重(t/m3)。 4.3.4 焊接回转窑时,应符合如下要求。
1 每节不应超过4个纵向焊缝和1个横向焊缝;
2 每节圆筒在焊接前应先调整椭圆度,其椭圆度公差应小于5mm。每节的中心线都应垂直,圆筒的边线凹凸不平度不应大于1mm;
3 当筒体钢板厚度大于15mm时,采用V形或X形焊缝,其间隙应控制在3.5mm~4mm,其焊缝强度系数不得小于0.90;
4 每节圆筒长度公差应小于5mm,椭圆度公差应不大于±0.002倍的窑体内径;
5 每节的长度公差,应在总长度的1/3000范围内; 6 两节互相铆接时,其平接缝间隙不得大于0.50mm; 7 两节直径误差及偏心率不得大于3mm。 4.3.5 安装回转窑时,应达到如下要求。
1 大齿轮与小齿轮的节圆线之间要有3mm~4mm的间隙; 2 大齿轮中心、托圈中心与窑体中心应为同一圆心;
3 安装托圈时,应保持径向间隙相等,其偏差应小于2mm,轴向振摆应小于2mm;
4 托轮安装就位后,其斜面应按要求进行校正,使全部托轮的斜面保持相同。
4.3.6 回转窑的制造和安装应符合《机械设备安装工程施工及验收通用规范》(GB50231-2009)的要求。
4.3.7 回转窑的砌筑应按照如下要求。
1 新窑应待窑体安装完毕,经过2~3昼夜空转并进行调整,合格后方可开始砌砖;
2 所有耐火材料,从化学成分至外形尺寸必须符合设计要求,检验部门应出示检验合格报告,否则不得使用;
3 窑衬砌好并烘干后,需进行二次空转,并进行调整,在不同转数下运转
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36小时,合格后再进行升温烘窑;
4 窑在空负荷下运转48小时,一切正常时方可投料使用。
4.3.8 压力容器设备的设计,必须要由具备压力容器设计资格证书的人员进行,设备制造单位也必须具备相应的资格。
4.3.9 压力容器的设计和制造必须符合《固定式压力容器》(GB150.1—150.4—2010)的要求。
4.3.10 输送溶液的管道直径应按最大瞬时流量确定。
4.4 原 料
4.4.1 生产金属铬所用的原料应符合下列要求。
1 铬矿含Cr2O3应不小于45%,Cr/Fe不小于2.50;
2 中间产品Cr2O3含量不小于94%,S小于0.01%,SiO2小于0.60%,Fe2O3小于0.20%,Al不大于0.0054%,粒度小于3mm;
3 铝粉含Al大于98.5%,Si小于0.20%,Fe2O3小于0.25%,Pb小于0.0005%,As小于0.0005%,粒度0.10~1.00mm的应大于90%,1mm~3mm小于10%;
4 硝石含NaNO3大于98.5%,水分小于2%,不得受潮,使用时应烘干。 4.4.2 粉磨铬矿时,进球磨机的铬矿粒度宜控制在30mm左右,球磨机的粉磨粒度宜控制在80%通过170目。
4.4.3 钒渣的粉磨粒度宜控制在80%通过120目。 4.4.4 钒渣经磁选后含铁应小于5%。
4.4.5 铝热法生产钒铁其原料应符合如下要求。
1 V2O5大于95%,P小于0.05%,S小于0.035%,C小于0.05%; 2 铝粉含Al大于98.5%,Si不大于0.20%,粒度小于3mm; 3 钢屑含C小于0.50%,P小于0.03%,粒度为10mm~15mm; 4 石灰含CaO大于85%,P小于0.015%,粒度为5mm。 4.4.6 电硅热法生产钒铁其原料应符合如下`要求:
1 V2O5大于80%,P小于0.01%,S小于1.0%,呈片狀,厚度3mm~6mm,块度100mm;
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2 硅铁含Si大于72%,P小于0.05%,粒度20mm~40mm; 3 粒狀铝含Al大于92%,粒度20mm;
4 石灰含Ca大于85%,P小于0.015%,粒度30mm~50mm; 5 钢屑含C小于0.5%,P小于0.03%,粒度20mm~50mm。
4.5 工艺布置及厂房
4.5.1 炉外法生产车间的厂房宜采用多跨纵向布置形式,并依次由原料间(包括破碎、配料和混料)、焙烧间、浸出间、沉淀洗涤间、熔化煅烧间及冶炼间组成。
4.5.2 浸出间及沉淀洗涤间需考虑厂房防腐,地面防渗。厂房柱梁宜采用钢结构。
4.5.3 炉外法车间的工艺布置应考虑流程顺行,减少管道的输送距离和弯曲。 4.5.4 在布置车间管道时,输送易燃物质的管道应布置在其他管道的上方,输送有腐蚀性物质的管道应布置在其他管道的下方,并符合《工业金属管道设计规范》(GB50316-2000)的要求。
4.5.5 在总图布置上,铝粉车间的厂房位置应远离其他建筑物。
4.6 炉渣处理及利用
4.6.1 含六价铬的浸出渣必须进行还原处理方可堆放。
4.6.2 含六价铬渣可做为熔剂加入烧结矿中通过冶炼进行还原处理。 4.6.3 炉外法生产金属铬的冶炼渣可用做打结炉衬。
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5 辅助设施
5.1
供 水
5.1.1 铁合金车间各部位用水宜按表5.1.1-1、表5.1.1-2、表5.1.1-3、表5.1.1-4和表5.1.1-5的要求。
表5.1.1-1 工业用水
水质硬度 悬浮物含量 PH 进水温度 出水温度 水压 <100mg/L(含CaO) <100mg/L 6~8 <35°C <43°C 0.30MPa 表5.1.1-2 电炉冷却软化水
进水温度 出水温度 温差 水压 <50°C <65°C ≯15°C 0.30MPa 表5.1.1-3 变压器用低温冷却水
进水温度 水压 <35°C 不得高于0.15Mpa 表5.1.1-4 二次侧母线用水
进水温度 出水温度 <30°C 不大于38°C
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表5.1.1-5 冷却用软化水技术条件
序号 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 硬度/dH°(德国度) 悬浮物含量/(mg/l) PH值(25°C) 氯离子(Cl-)/(mg/l) 硫酸离子(SO4)/(mg/l) M碱度(CaCO3计)/(mg/l) 总含盐量/(mg/l) 含铁量(Fe计)/(mg/l) 硅酸盐(SiO2计)/(mg/l) 油脂/(mg/l) 电导率(25°C)/(μS/cm) 部位与数据 电炉冷却软水 <3 <50 6~8 <50 <50 <60 <400 <2 <6 2~5 <500 管式短网直流变压器冷却软水 除盐水 <1 <20 7~8.5 <5 <5 <5 少量 少量 少量 <1 <20 <0.1 微量 7~9 1 - 1 微量 微量 0.1 <1 <10
5.1.2 生产循环冷却水用量,除按各用水点用水量的总和计算外,应留有余量。电炉冷却水系统应考虑有30分钟的事故供水能力,其供水量应不小于正常用水量的1/3。
5.1.3 电炉安全供水,宜采取双回路供水。
5.2
供电及自动化仪表
5.2.1 电炉变压器应为有载调压,变压器各相应能单独调节,补偿后的功率因数应不低于0.90。
5.2.2 电炉变压器 间内墙与变压器外部轮廓的最小距离应符合如下要求。.
1 前墙(靠电炉):0.80 m; 2 侧墙和后墙:1.20 m。
5.2.3 除应满足正常供电,一类负荷还应设置安保电源。 5.2.4 计算机过程控制系统必须设置应急电源。
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5.2.5 电炉的供水设施应双回路供电。 5.2.6 电炉车间应靠近中央变电所。
5.2.7 炉外法生产工艺,原料处理及运输工序,电气设备应进行连锁。 5.2.8 回转窑的驱动装置应采用双回路供电。
5.3
建 筑
5.3.1 矿热炉炉口操作平台的炉子周围均载应按20kN/m2设计,其余平台按8kN/m2 设计。如果烟罩或炉盖压在平台上或设置捣炉机时,应按实际荷载考虑。 5.3.2 电炉变压器间的短网出线开孔,应采取绝缘和防电磁感应措施,范围应不小于800mm。
5.3.3 车间内,凡易受到铁水、渣热辐射影响的平台、梁、柱及其他建筑物,均应设置隔热保护措施。
5.3.4 原料间需设置料坑时,必须做防水(渗)处理,料坑侧壁及底部必须有防碰撞措施。
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6
6.0.1 铁合金厂厂址距离水源地、自然保护区、风景名胜区、居民区等不得小于1公里。
6.0.2 安全与环保设施,必须与建设项目同时设计、同时施工、同时投产使用。 6.0.3 封闭电炉煤气回收系统必须设置防爆装置。煤气易泄漏处必须安装监控装置。
6.0.4 煤气回收系统附近不得设置与该系统无关的建筑物。
6.0.5 烧出铁口时用的氧气瓶,应远离出铁口,不得碰到飞溅的铁水或熔渣。 6.0.6 用氧气烧封闭电炉出铁口时,氧气严禁吹入炉内。 6.0.7 锭模及出铁坑内不得有水。
6.0.8 冶炼金属铬用的硝酸钠储库,必须设在远离可能产生火花的地方。 6.0.9 铝粉生产车间是易燃易爆场所,严禁使用可能产生火花的设备和工具。其防火防爆应符合《建筑设计防火规范》的规定。 6.0.10 制取锰铁粉和硅铁粉时,必须采取防爆措施。
6.0.11 凡有腐蚀性气体产生的工序,设备应密闭,废气不得排入车间。排出的废水必须要经过无害化处理。并符合《钢铁工业水污染物排放标准》(铁合金)(GB13456-92)的要求。
6.0.12 采用胶带机或料车等设备运料时,卸料端必须有除尘设施。
6.0.13 对产生噪音的设备应加装隔音设施,并符合《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ87-85)的要求。
6.0.14 设备的运转部位、电器导电部位应设置安全防护罩。并符合《机械安全—防护装置—固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求》(GB/T8196-2003)的要求。
6.0.15 地下沟、管、坑、井必须加装牢固的盖板。
安全与环保
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6.0.16 手动控制台或控制室必须设置警告标志,如‘禁止开关’等。 6.0.17 生产中产生的固体废弃物应分类堆放。 6.0.18 靠近大电流的区域,必须用木制拦杆隔开。
6.0.19 焙烧使用煤气做燃料时,应遵守GB6222—2005《工业企业煤气安全规程》的规定。当煤气压力低于500Pa时,应报警并自动切断煤气和供风。 6.0.20 铁合金烟气的排放标准应符合《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)。
6.0.21 污水排放标准应符合《钢铁工业水污染排放标准》(GB13456-92)(铁合金)。
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本规范用词说明
1 为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2) 表示严格,在正常情况均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 本规范中指明应按其他有关标准、规范执行的写法为:“应符合??的规定”或“应按??执行”。
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中华人民共和国国家标准
铁合金工艺及设备设计规范
GB××××-2010
条 文 说 明
目 次
1 总 则························································································ (35) 3 电炉法工艺及设备 ··································································· (36)
3.1 一般规定 ·············································································· 3.2 工 艺 ··················································································· 3.3 设 备 ··················································································· 3.4 原 料 ··················································································· 3.5 车间布置及厂房 ···································································· 4 炉外法工艺及设备 ··································································· 4.1 一般规定 ·············································································· 4.2 工 艺 ··················································································· 4.3 设 备 ··················································································· 4.4 原 料 ··················································································· 4.5 车间布置及厂房 ···································································· 4.6 炉渣处理及利用 ···································································· 6 安全与环保 ···············································································
36) 37) 38) 38) 39)
40)
40) 40) 41) 41) 41) 42)
43)
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(((((((((((((
1 总 则
1.0.2 新建铁合金车间,可按本规范要求进行设计。旧有车间改建或扩建如果难以完全执行本规范,应根据具体条件执行,凡具备条件的都应执行本规范。 1.0.4 铁合金工程设计除执行本规范规定的内容以外,还应执行涉及到的其他规范,如有关环保、安全、防火、节能等国家标准规范。
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3 电炉法工艺及设备
3.1 一般规定
3.1.1 为提高劳动生产率及机械化和自动化水平,依据国家发改委的规定,如果没有特定要求,今后不得新建容量小于25000kVA的矿热炉,并做为新建铁合金项目的准入条件(中西部具有独立运行的小水电及矿产资源优势的国家和省定扶贫开发工作重点县,单台矿热电炉容量可选用12500kVA)。
3.1.4 铁合金冶炼车间属于高温、多烟尘区域,劳动强度较大,提高机械化水平、改善劳动条件更为重要。
3.1.6 为避免遗漏或重复设置,一些公用辅助设施应统一考虑设置。
3.1.8 上下抱闸联锁,可防止因误操作使上下抱闸同时松开,造成电极下滑。 3.1.9 油缸在安装前试压,可检查油缸是否漏油。将空载动作相近油缸组成一组,可做到提升高度相同。
3.1.14 烟罩或炉盖安装完毕,必须进行绝缘检查,防止造成漏电损失或其它安全事故。
3.1.15 压缩空气系统安装完毕必须试压,避免生产时出现卸漏或其它安全事故。
3.1.18 每根冷却水的回水管都应设置标记,可依据出水温的变化,很快确定哪个被冷却部件出了问题,以便维修。
3.1.22 为节能,冷却水必须循环使用。依据‘铁合金行业准入条件’的要求,循环率还必须达到95%。
3.1.27 电炉烟气含尘量较高,必须要净化处理,最终要达到国家规定的环保要求。
3.1.29 电炉烟尘电阻系数较大,用电除尘效果并不好,且建设费用及运行费用较
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高。
3.1.31 浇铸间的起重机作业率高,启动频繁,必须要选用重型工作制起重机。 3.1.32 大中型铁合金电炉铁水采用浇铸机浇铸不但提高了机械化水平, 而且浇铸出的金属块均衡,减少了破碎工序及损失。
3.1.33 为减少供电线路中因电阻而增大的电流损耗,线路之间的连接应采用焊接,制作也简单。
3.2 工 艺
3.2.7 影响冶炼电耗指标的因素较多,配料准确、混料均匀非常重要。配料时炉料在皮带机上分层铺设,是混料均匀的关键。
3.2.9 电极和铜瓦之间的压强控制在0.04MPa~0.06MPa可确保电极与铜瓦之间有良好的电流通过。如果压力过小,易造成铜瓦与电极之间打火。压力过大易将电极壳压瘪变形。
3.2.12 压放电极时,应采取“少压勤压”的办法,每次压放量不得大于25mm。如果压放量过大,电极没有烧结好易产生软断。如果电极功率没有恢复到满负荷就压放也会造成电极断裂。
3.2.13 如果铜瓦没有松开而带电倒拔电极,可造成铜瓦磨损,电极和铜瓦之间打火烧坏铜瓦。
3.2.14 封闭电炉必须要对烟气中的氢和一氧化碳进行检测。炉气中含氢量正常情况约1%,如果超过此值,一是说明入炉原料水分过高,二可能炉内漏水。 3.2.15 封闭电炉炉内压力应控制在±20Pa。如果炉内正压过大,煤气易溢出,压力过小,冷空气进入炉内过多易引起爆炸事故。
3.2.16 当封闭电炉炉气中含氧量大于0.3%时,表示密封不好。 含氧量达到1%之前,就要停炉检查密封。当含氧量超过2%时,可能会产生爆炸。
3.2.17 炉底装设热电偶,可以显示出炉子在加热阶段炉衬的温升和炉底的腐蚀情况。
3.2.18 生产中、低碳锰铁、电炉金属锰和中、低碳铬铁是在矿热炉、精炼炉和摇包中完成的,此种生产工艺可充分利用从矿热炉和精炼炉中带入的热能。同时
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也是‘铁合金行业准入条件。’
3.2.21 采用变频电机可任意调节炉体的旋转速度;齿轮动传加销齿动传可实现大减速比;旋转炉体的传动装置布置在0.00米以下可降低厂房高度。
3.2.22 镍铁矿大多含水分较高,粉矿率高。经回转窑烧结成块,可去掉附着水和结晶水,入炉冶炼,降低电耗。
3.2.23 生产镍铁采用高碱度渣,可增加镍的还原反应活性,并可控制硫进入金属。
3.3 设 备
3.3.2 封闭电炉要求控制炉盖的最低高度,是为了检修和处理电极事故有一定的空间。
3.3.6 铜瓦成组一起加工,可以做到铜瓦与电极接触的弧面弧度保持一致,与电极接触面相同。
3.3.11 电极周围的水冷骨架和水冷盖板采用防磁不锈钢材料制造,是为了避免产生涡流,防止设备因涡流而过热。
3.3.12 烟罩对地和上下把持筒之间要求良好绝缘可避免造成安全事故。 3.3.16 导电铜管分成两段制造比较容易,更换方便。采用锥形插口结构形式连接方便,间隙用307银铜焊条焊接填缝可减少电阻损失。 3.3.18 水乙二醇为非燃介质,不易老化,使用安全。
3.4 原 料
3.4.2 要求钢屑为碳素材质,是为了避免有色金属进入合金并带到钢中,而改变了钢的性能。
3.4.3 进入原料库的原料应为合格料,如果在原料库中再进一步加工,不但需要增加设备,破碎下的不合格物料还要再运出,又增加了运输量。
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3.5 车间布置及厂房
3.5.6 设计变压器间时,除要考虑变压器安装、检修方便,还应考虑当变压器发生事故时,能很快将变压器油泄出并排出。
3.5.9 设置有吊车的跨间,屋架上应设置吊挂装置,以供检修吊车时,吊挂起重设备。
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4 炉外法工艺及设备
4.1 一般规定
4.1.1 生产中产生的腐蚀性蒸汽或水如果不处理直接排入车间不但会对人的健康造成损害,对厂房也会造成腐蚀。
4.1.2 漏出的溶液都有一定的浓度,必须回收利用。否则不但会造成金属元素的流失,同时也会对地下水造成污染。
4.1.4 炉外法冶炼金属铬时的混合料中,混有铝粉和硝酸钠,如遇明火会造成燃烧。混合料放置时间过长,铝粉和硝酸钠吸潮后会生成氢氧化铝和氢氧化钠从而降低了发热值并造成损失。
4.1.5 铝粉生产车间,铝的粉尘遇到火花会引起爆炸,设计雾化室时,要考虑爆炸时的泄压面积。
4.2 工 艺
4.2.2 焙烧温度过高会造成炉料烧结而粘窑,降低了转化率。若用石灰石做惰性附加物,焙烧料中钙含量高易生成难浸的铬酸钙。碳酸钙和碳酸镁的分解温度不同,若用石灰石会造成窑内后期焙烧料透气性差。
4.2.4 铬酸钠溶液浓度过高或过低,会在生成氢氧化铬过程中产生胶体,造成过滤困难。
4.2.5 生成氢氧化铬时的反应温度较低,生成的氢氧化铬含水分会较高,分子体积大,同时也易形成胶体。
4.2.7 为了减少污染,国家发改委对铁合金行业准入条件中,已明确规定了不得使用反射炉煅烧物料。
4.2.8 如果反应热过高,冶炼时就要多配加发热剂。相应又要多配加铝粉,并易造成喷溅。
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4.2.13 炉渣碱度低会使硅的还原度下降,碱度高了易生成钒酸钙(2CaO·V2O5),增加了硅还原V2O5的难度。
4.3 设 备
4.3.1 回转窑设计参数的确定,是依据所要焙烧的特定物料决定的。事先必须要确定物料需要的焙烧温度及达到某种温度需要的时间,从而确定物料需要在窑内的停留时间、产量等,最终确定窑的各个参数。
4.3.5 回转窑在运行过程中,大齿轮由于受热产生膨胀,安装时与小齿轮要留有3mm~4mm的膨胀间隙。
4.3.8 依据住房和城乡建设部的要求,压力容器的设计和制造,必须要由经过专门培训并取得证书的人员来完成。
4.4 原 料
4.4.2 用球磨机磨矿时,应严格控制进出球磨机的粒度。如果进球磨机的粒度过大,而出球磨机的粒度过细,超过限度,不但会增加球磨机的粉磨强度,同时会使球磨机的粉磨效率迅速降低。
4.4.4 经磁选后的钒渣如果含铁较高,焙烧时由于铁的氧化而放热,使物料局部过热而结窑。
4.5 车间布置及厂房
4.5.2 有腐蚀性气体溢出的车间,厂房柱、梁等采用钢结构,做防腐处理简单,持续时间长。
4.5.4 将输送易燃物质的管道布置在其他管道的上方,将输送腐蚀性物质的管道布置在其他管道的下方是考虑如果上述两种管道出现泄漏不会对其他管道造成损伤。
4.5.5 铝粉制造车间是易燃易爆场所,在总图布置上应考虑与其他的建筑物有
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足够的安全距离。
4.6 炉渣处理及利用
4.6.1 六价铬会对环境造成很大的危害,而且渗透力很强,必须经过还原处理方可堆放。
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6 安全与环保
6.0.3 封闭电炉产生的CO泄露出,会对人身安全造成伤害,严重时会引起爆炸。
6.0.6 封闭电炉用氧气烧出铁口时,如果将氧气吹入炉内,氧气遇到炉内的CO会造成燃烧爆炸。
6.0.7 如果锭模没有烘干,地坑内有积水,铁水盖在上面会产生蒸汽,严重时会引起爆炸。
6.0.8 冶炼金属铬用的硝酸钠,是易燃易爆物品,应远离可能产生火花的地方。 6.0.9 铝粉是易燃易爆物质,尤其铝的粉尘遇到火花会燃烧爆炸。 6.0.12 物料卸料点粉尘大,是严重的污染区域,必须有除尘措施。
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