Полное введение
Дуговая печь на основе карбида кальция. Стандартное название отрасли — печь с погружной дугой (SAF), широко известная как дуговая печь на основе карбида кальция. В этой печи можно плавить четыре основных продукта: карбид, ферросилиций, силикомарганец и феррохром. Это основное оборудование для электротермического восстановления как в металлургической, так и в химической промышленности.
二,Общее представление оборудования
1. Принцип работы
Технология электротермического карботермического восстановления: три самообжигающихся электрода вставляются в шихту печи, образуя погруженную электрическую дугу. Тепло поступает из двух источников:
- Высокотемпературная электрическая дуга (1600–2500 ℃) между кончиком электрода и сырьем.
- Тепло сопротивления, выделяющееся при прохождении большого тока через твердую шихту печи.
Кокс/антрацит действует как восстановитель, восстанавливая оксиды металлов в руде до расплавленного сплава или карбида кальция. Непрерывная подача + прерывистый выпуск для круглосуточного непрерывного производства.
2. Состав основного оборудования
- Основной корпус печи
Корпус печи (стальная конструкция с водяным охлаждением), футеровка из углеродно-магниевого огнеупора, колпак печи, выпускной канал, выпуск шлака, платформа печи. Классифицируется как открытая, полузакрытая и полностью закрытая печь (полностью закрытая для рекуперации дымовых газов и защиты окружающей среды).
- Система электропитания
Высоковольтный трансформатор, токопроводящая система с короткой цепью, шкаф компенсации реактивной мощности и фильтрации гармоник, электрощитовой пост ПЛК. Поддерживает модели низкой/высокой/сверхвысокой мощности (3300–81 000 кВА).
- Подъем электрода и гидравлическая система
Гидроцилиндр, электрододержатели, прижимное кольцо, устройство подачи электродной пасты; автоматическая регулировка подъема для стабилизации сопротивления дуги.
- Система дозирования и подачи сырья
Силосы для сырья, автоматический весовой дозатор, ленточный конвейер, герметичный верхний загрузочный желоб, пыленепроницаемый механизм подачи.
- Вспомогательная система циркуляции и окружающей среды
Циркуляционная установка с полным водяным охлаждением, рекуперация тепла дымовых газов, система пылеудаления, трубопровод для сбора CO, установка десульфурации и денитрификации.
- Интеллектуальная система мониторинга
Онлайн-мониторинг температуры, тока, напряжения, давления в печи и дымовых газов в режиме реального времени, автоматическая сигнализация и регулировка нагрузки.
3. Преимущества оборудования
- Совместимость нескольких продуктов:Одна печь переключается между карбидом кальция, ферросилицием, силикомарганцем, феррохромом путем корректировки формулы сырья, гибкой компоновки производственной линии.
- Высокая тепловая эффективность:Электроды, заглубленные в шихту, снижают потери тепла на излучение, энергопотребление на 8–15% ниже, чем в открытых дуговых печах.
- Низкая стоимость эксплуатации:Самообжигающиеся электроды экономят расход графита; полностью закрытая печь перерабатывает дымовые газы CO для производства электроэнергии или отопления.
- Стабильное качество сплава:Точный контроль электроэнергии обеспечивает стабильный химический состав, высокую степень восстановления металла ≥92%.
- Автоматическая и низкая трудоемкость:Автоматическое дозирование, подъем электродов, вспомогательное оборудование для нарезания резьбы, центральное управление ПЛК.
- Зеленое экологическое соответствие:Полное герметичное удаление пыли + рекуперация отходящего тепла, соответствует национальным стандартам промышленных выбросов.
4. Справочная таблица технических параметров
| Плавильный продукт |
Основное сырье |
Температура печи |
Потребляемая мощность (кВтч/т) |
| Карбид кальция |
Негашеная известь + Кокс |
1900–2200 ℃ |
2900–3300 |
| Ферросилиций (FeSi75) |
Кварц + Кокс + Железный лом |
1700–1900 ℃ |
4800–5600 |
| Силикомарганец |
Марганцевая руда + Кварц + Кокс + Известь |
1350–1600 ℃ |
3600–4200 |
| Высокоуглеродистый феррохром |
Хромитовая руда + Кокс + Известь |
1650–1800 ℃ |
3800–4500 |
三, Подробное описание четырех основных плавильных продуктов.
1. Карбид кальция (CaC₂).
Формула производства
CaO + 3C = CaC₂ + CO ↑ (электротермическая реакция 2000 ℃)
Класс и применение
- Стандартный класс: выход газа 295 л/кг, 300 л/кг, 315 л/кг.
- Основное использование:
- Производство газа ацетилена для резки/сварки металла, сырья из ПВХ-пластика.
- Десульфуризатор и раскислитель стали в металлургии
- Сырье для химического синтеза пестицидов, цианамида кальция
2. Ферросилиций (основные марки FeSi45/FeSi75)
Сырье: Кварцевый песок высокой чистоты, металлургический кокс, стальной лом, известь.
Состав ядра (FeSi75): Si 72–80%, остальное Fe, мало примесей Al/C/P.
Промышленные приложения
- Первичный раскислитель при выплавке углеродистой и нержавеющей стали; удалить кислород из расплавленной стали для улучшения механических характеристик
- Легирующая добавка: повышает прочность на разрыв, износостойкость стали.
- Модификатор для литейной промышленности: очищает графитовое зерно, уменьшает дефекты литья
- Производство кремний-марганцевых, кремний-кальциевых композиционных сплавов.
3. Силикомарганцевый сплав (основное направление FeMn68Si18)
Сырье: марганцевая руда, кремнезем, кокс, флюсовая известь.
Типичный состав: Mn 65–70 %, Si 16–22 %, C ≤2,0 %.
Преимущества и использование
Двойной раскислитель и легирующий агент, более низкая стоимость, чем комбинированное использование чистого ферромарганца + ферросилиция:
- Основная добавка для низколегированной стали, судового листа, строительной стали, трубопроводной стали.
- Одновременное снижение содержания кислорода и серы, улучшение ударной вязкости и свариваемости стали.
- Сырье для низкоуглеродистого рафинирования ферромарганца
4. Феррохром (высокоуглеродистый/среднеуглеродистый/низкоуглеродистый феррохром)
Сырье: хромитовая руда, кокс, известь, кремнезем.
Основные сорта и использование
- Высокоуглеродистый феррохром (C 4–8%): сырье для нержавеющей стали, износостойкого чугуна.
- Средне/низкоуглеродистый феррохром: производство коррозионностойкой нержавеющей стали, легированной инструментальной стали.
- Основная функция: добавление элемента хрома для образования пассивной антикоррозийной пленки, улучшения твердости и устойчивости стали к окислению.
四, Полный производственный процесс
Дробление и сушка сырья → Автоматическое порционное смешивание → Герметичная загрузка в SAF → Высокотемпературное восстановление под флюсом → Выпуск расплавленного сплава/карбида → Удаление шлака из ковша → Разливка и охлаждение → Дробление и сортировка → Хранение и отгрузка готовой продукции
五,Области применения печи
- Завод ферросплавов: Серийное производство ферросилиция, силикомарганца, феррохрома для сталелитейных заводов
- Химический завод карбида кальция: производство химического сырья ацетилена
- Интегрированное металлургически-химическое предприятие: гибкое переключение на несколько продуктов для компенсации колебаний рыночных цен на сплавы и карбид кальция.