套的两台国内最大的 大型镍铁矿热炉，炉型为矩形炉长宽。二期工程配套两台 大型镍铁矿热炉，炉型为圆形。主要研究依据 青山控股集团有限公司与四川大学签定的研究合同。 青山控股集团有限公司提交相关工程技术资料。 四川大学已撑握的矿热炉工程关键技术资料。 主要研究内容 甲方筹建的大型镍铁矿热炉工程国内外技术现状调研 分析。 大型镍铁矿热炉节能型变压器及二次侧电压等技术参数的选 择及生产厂家考察比选。 大型镍铁矿热炉电极直径极心圆直径炉膛直径炉膛深度 炉壳内径与高度等工艺技术参数比选。 大型镍铁矿热炉把持器关键技术选择。 大型镍铁矿热炉炉体长寿关键技术选择。 大型镍铁矿热炉配料物料平衡能量平衡冶炼电耗等分析计 算与预测。 主要研究结论要点 由于镍铁矿热炉，在国内属于最大的利用红土矿生产 镍铁的矿热炉由于国内红土矿资源稀少，对镍铁矿热炉相关研究很少，可 供参考借鉴的大型镍铁矿热炉工程数据较少。本工程关键技术方案，如矿热 炉二次侧电压电极直径与材质极心圆直径炉膛直径与深度炉壳内直 与高度电极把持器形式炉体内衬结构与耐火材料选取等均存在定的技 术和工程上的风险。 本工程项目建成后，采用红土矿进厂，不锈钢坯出厂，全程热装 热送的工艺流程。生产环节少，流程极短，可有效降低冶炼镍铁的冶炼电耗，以期达到节能减排，节约生产成本的目的。工艺流程在国内外尚属首次采用， 具有先进实用的特点。 二期工程配套两台大型镍铁矿热炉，炉型为三相三电 极圆形炉。矿热炉变压器由三台单相壳式变压器 组合而成，满足长期超载。冶炼镍铁时，二次侧采用连接，矿热炉 二次电压范围，全部电压要求恒功率输出。考虑到以后可 能转炼高碳铬铁，将二次侧采用连接，二次电压范围。电 压级数共级，采用有载电动调压。次电压，。 大型镍铁矿热炉投产初期的年内，电极把持器采 用压力环把持器，电极为石墨电极。待所有生产设备调试运行正常， 同时生产操作人员对设备都能控制自如时，从节约生产成本出发，并根据 期工程投产情况，决定是否将压力环把持器更换为组合把持器， 电极改为直径自焙电极。 通过对比国内外相似的冶炼红土矿或铜镍精矿的大型矿热炉进行 比较，最终确定本工程项目大型镍铁矿热炉工艺技术参数为石 墨电极直径极心圆直径超负荷时炉底功率密度 炉壳内径炉壳高度炉膛内径 炉膛深度。 通过综合比较，电炉变压器建议选用节能型壳式变压器，因其具有 明显的优势，例如机械强度高，抗短路能力强冷却效果好，过载能力强 噪音小，损耗低结构紧凑，体积小重量轻，便于运输安装等。 长寿矿热炉不仅直接减少昂贵的大中修费用，而且可以避免由于 停产所引起的巨大经济损失。为了尽可能地延长本工程项目大型 镍铁矿热炉使用寿命，对矿热炉的炉底及炉墙采用了大型高炉炉底炉缸耐火 材料内衬的砌筑方案。 炉底的耐火材料内衬采用工作层和导热性永久层型式的内衬。炉底下部的永久层由高度为的高铝质浇注料高度为的碳化硅质自流 浇注料和高度的石墨碳砖与高度的镁碳砖构成。石墨碳砖与 炉底钢板之间设置有冷拔无缝钢管工字钢组成的炉底冷却装置。 炉底上部的工作层由层高度为的镁铝砖层高度为 的镁铬砖构成。炉底的石墨碳砖采用的大块碳砖砌 筑，其余层均采用具有双向错台外形特征的特异型大块砖砌筑，以获得持续 的稳定密封效果。 炉墙仍然采用永久层和工作层的砌体结构方式。侧壁中下部的反应区 熔池区的工作层由具有凹凸镶嵌形状的镁铬大块制品构成，侧壁上部砌筑标 普型镁砖，电极直径，炉型为六电 极矩形炉。电极采用卷扬机升降，用钢带吊挂人工下放，导电系统用软电缆， 电极孔基本没有采用密封。投产时花了四个月的时间才使炉况基本稳定下 来，初期生产很不正常，前三年的每吨炉料电耗指标均在以上。 年投产的金川熔炼镍精矿焙砂的号矿热电炉，也是 六电极矩形电炉，采用台单相变压器供电，炉料经皮带运输机 箕斗圆盘给料机上料刮板运输机送入料仓，炉料进入矿热电炉进行冶炼。炉体和云冶电炉基本相同，电极则是采用液压结构。投产虽较顺利，但初期 生产也不稳定，多次发生漏炉断电极漏油着火等重大事故，前三年的每 吨焙砂电耗也都在以上，此期间的最高供电功率为左 右，日处理能力不过物料。云冶和金川经过长期生产实践，已逐步掌握 了电炉熔炼技术，并对电炉进行了多方面的改造，使电炉生产能力大大提高， 基本杜绝了重大事故的发生，单位电耗显著下降。当时云冶电炉电耗已下降 到料以下，金川电炉电耗曾也降到了焙砂。 二十世纪七十年代建设的磐石镍矿熔炼镍精矿干燥球团的 的矿热电炉，由台三相变压器供电，为三电极矩形电炉。该电炉吸取云冶 金川的经验，革新了炉体结构，虽然电极也用卷扬升降，但改为直流电动机 传动，而且用可控硅自动控制另外用软铜带导电系统代替了原来的软电缆 导电系统，设计了防磁的电极孔密封装置。该电炉年已顺利投产，未 发生任何事故，生产稳定，开始就取得了电耗干料的指标。 可以看出，我国铜镍矿热电炉冶炼技术从二十世纪八十年来已有了很大 的发展，备料操作设备电气等方面都取得了不少进步。但目前基本上 仍处于这时期的装备水平，主要是因为闪速炉冶炼技术的发展，使得矿热 炉技术几经边缘化，近二十年来几乎没有任何重大的改进。如云铜公司 年引进投产了艾萨炉炼铜技术，矿热炉只是作为艾萨炉停产时的备用生产设 备。金川集团公司也引进了闪速炉冶炼冰镍，随后矿热炉就基本停产，近年 来为了实现做大做强的目标，才又重开矿热炉，用以冶炼铜精矿。 国内目前各厂基本上均系人工凭经验配料与加料。只有磐石镍矿曾在 年，为改善电炉技术经济指标和加料操作条件，取消手动闸板阀，采用 了自行开发的炼镍矿热炉电振自动密封加料方法，效果较好。它是由电磁振 动给料机下料管处设置的活动弧形密封板和控制箱盘控制线路元件组成， 分别安装在电极之间的炉顶两侧。左右分别各设计组，有单独的控制盘和 控制箱及操作室。表为国内大型矿热炉主要结构参数及技术经济指标，表为国外大型矿热炉主要结构参数及技术经济指标。 表国内大型矿热炉主要结构参数及技术经济指标 名称云南冶炼厂 号炉 云南冶炼厂 号炉 金川集团 处理物料铜镍矿铜镍矿铜镍精矿 处理炉料量 炉子内部尺寸 长宽高 炉底面积 电极中心距或 分布圆直径 电极直径 电极数量根 电炉的额定 容量 变压器二次侧 电压 变压器二次侧 最大电流 炉底单位面积 功率 熔池深度 锍层厚度 锍放出口数量 锍放出口距炉底 高度 放渣口数量 渣放出口距炉底 高度 电极电流密度 单位能耗 电极糊单耗 每日电极压放 长度 电极插入深度表国外大型矿热炉主要结构参数及技术经济指标 名称北镍公司彼阡克诺林公司汤姆逊瓦特范尔今贾恩施皮雷森 处理物料铜镍矿铜镍精矿铜镍精矿铜镍精矿铜镍精矿铜镍精矿铜精矿铜精矿 炉子内部尺寸 长宽高或直径 炉底面积 分布圆直径 电极直径 电极数量根 电炉的额定容量 变压器二次侧电压 变压器二次侧 最大电流 炉底单位面积功率 熔池深度 锍层厚度 锍放出口数量 放渣口数量 放渣口距炉底高度 电极电流密度 吨料单位能耗 吨料电极糊单耗 吨料烟气量 吨料耗水量 每日电极压放长度 目录 总论 项目背景 主要研究依据 主要研究内容 主要研究结论要点 国内外镍铁矿热炉技术现状 国内外铜镍精矿矿热炉技术现状 国外氧化镍矿红土矿生产镍铁的矿热炉技术现状 电炉变压器技术参数的选择 矿热炉变压器的技术要求 国外冶炼红土矿的镍铁矿热炉变压器二次电压选择 国内外铜镍精矿矿热炉变压器二次电压选择 镍铁矿热炉变压器参数 镍铁矿热炉变压器选择 镍铁矿热炉工艺技术参数比选 国外冶炼红土矿的镍铁矿热炉工艺技术参数 矿热炉工艺技术参数 电极把持器关键技术选择 电极把持器的基本结构 电极把持器的基本结构 电极把持器的种类 存在的问题及原因 核准通过，归档资料。 未经允许，请勿外传,电极把持器的选择 镍铁电炉炉体长寿关键技术选择 矿热炉炉体 矿热炉炉底 矿热炉炉墙结构 各层砖衬理化性能 炉底镍铁水凝固等温线位置 该技术方案的特点 镍铁电炉物料与能量平衡分析 物料平衡计算 热平衡计算 热装法冶炼镍铁节能计算总论 项目背景 青山控股集团有限公司