25500kVA镍铁矿热炉工程项目可行性建议书

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。

工作层镁铬砖与立式冷却水套冷却壁之间，顶紧冷却水套砌筑小块微孔碳砖。

小块微孔碳砖与镁铬砖设宽度的填料缝，缝中填充高性能碳素捣打料。

综上得出炉底厚度为，炉墙厚度则炉壳内径炉壳高度。

物料需求与煤气发生量全部使用拉兹红土矿红土矿冶炼镍铁需红土矿焙砂，红土矿干矿，红土矿湿矿焦炭石灰。

矿热炉每小时产生的炉气量为。

冶炼电耗估算全部使用红土矿红土矿冶炼镍铁需红土矿焙砂，红土矿干矿，红土矿湿矿焦炭。

矿热炉每小时产生的炉气量为。

全部使用拉兹红土矿红土矿进行冶炼，冶炼镍铁所需红土矿焙砂冷料为，此时冶炼镍铁的理论冶炼电耗为镍铁。

若采用热装法冶炼镍铁时，冶炼镍铁理论上节约电能镍铁。

故用热装法冶炼镍铁，红土矿预还原焙砂温度达以上，其冶炼理论电耗镍铁。

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目前，国内外采用矿热炉熔炼硫化铜镍精矿的冶炼厂主要有中国的金川磐石吉林镍业公司云南冶炼厂前苏联的北镍贝辰加诺里斯克，加拿大的汤普森鹰桥南非的瓦特瓦尔恩施皮雷森杰兹卡兹干皮尔多普等厂。

般来说，加拿大南非等国家的矿热炉机械化自动化程度均较高，前苏联次之，我国基本上是停滞不前。

主要是因为年以后我国有色冶金重点放在发展闪速炉冶炼技术，关于矿热炉技术的工程化研究，文献报道不多，可资利用的工程数据及设计资料十分有限。

我国用大型矿热电炉熔炼铜镍精矿已经年多的历史了。

先后建成六台大型矿热电炉，总容量达，在我国的铜镍生产中发挥了重要的作用，创造了可观的经济效益。

曾经的云南冶炼厂先后建设两台电炉是当时我国建设的第台大型炼铜矿热电炉，熔炼制粒焙烧铜精矿。

该电炉年月投产，当时是根据原苏联五十年代的技术设计建造，炉用变压器由台单相变压器组成，总容量为，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。

表物料平衡表收入支出项目质量质量分数项目质量质量分数红土矿焙砂镍铁水炉渣焦炭挥发分炉气含水分计算误差为热平衡计算根据盖斯定律，把矿热炉冶炼镍铁合金的过程作为绝热过程考虑，并作以下假设所以得反应物和生成物均按纯物质考虑首先在进行还原反应，生成纯等，铁水在熔点温度下溶解，然后升温到各氧化物直接还原，还原耗碳由焦炭提供④焦炭焓变按纯焦炭计算焦炭及烧结矿中的灰分水分及挥发分忽略不计熔解热按溶解计算。

矿热炉冶炼过程是电热过程，可认为所用的能量均由电能提供，焦炭只作为加热体和还原剂。

电能提供的能量部分用于加热炉料，另部分用于直接还原的吸热。

炉料在时发生反应，反应热效应为，所有反应产物和未反应物从升温升温到，其热效应为，则。

如图所示。

图镍铁合金理论电耗计算示意图其中，需考虑热损失炉壁等和把持器炉盖炉底等冷却水，炉底砖层带走热。

计算所需原始数据有原料及产物温度反应热效应主要元素和化合物的热力学数据等，见表和表。

表原料及产物温度入炉物料产物红土矿焙砂焦炭石灰镍铁水炉渣炉气表溶入铁中的元素对铁熔点的降低值元素含时使铁熔点的降低值元素含时使铁熔点的降低值假