硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展回顧與冶煉新工藝研究

王堯斌

（陜西有色盛華冶化有限公司，陜西　漢中　723300）

硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展回顧與冶煉新工藝研究

王堯斌

（陜西有色盛華冶化有限公司，陜西漢中723300）

隨著社會不斷進步，經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，我國硅鈣合金行業(yè)已經(jīng)進入嶄新的發(fā)展階段。硅鈣合金是冶煉高質(zhì)量鋼的一種理想化脫氧劑、去硫劑，可以有效改變鋼中殘留夾雜物性態(tài)，減少其含量，進一步提高鋼材力學性能，是生產(chǎn)高純凈鋼的重要凈化劑。因此，本文客觀地分析了硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展過程，介紹了其冶煉新工藝。

硅鈣合金；生產(chǎn)發(fā)展；冶煉新工藝

1　硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展回顧

1.1 以分層加料法工藝為核心的中、小電爐硅鈣生產(chǎn)階段

根據(jù)電爐具體容量，冶煉工藝動態(tài)變化情況，我國硅鈣合金發(fā)展歷程可以分為兩個階段。在二十世紀五十年代末期，原吉林鐵合金廠在0.4MVA電爐作用下，冶煉硅鈣合金，原上海鐵合金廠在1960年的時候開始冶煉硅鈣合金，次年投入工業(yè)生產(chǎn)中，電爐容量主要為1.8MVA、3.2MVA。原北京鐵合金廠在1964年初的時候開始適用容量為0.4MVA的電爐，并開始采用多種工藝生產(chǎn)硅鈣合金。更為重要的是，隨后，成功研制出“分層加料法”冶煉硅鈣合金的工藝，是一種全新的工藝，是硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展中的重要里程碑，還在一定程度上降低了冶煉的電耗量，延長了硅鈣合金冶煉周期。在此基礎(chǔ)上，研究該課題的相關(guān)人員全面、客觀地總結(jié)了“分層加料法”工藝理論與實踐，國家給予了一定的獎勵。隨后，新工藝推廣學習班在我國開展起來，各種新工藝應運而生，逐漸被應用到各鐵合金廠中，其應用推廣范圍迅速擴大。在2010年末，以陜西府谷為核心的“分層加料法”小電爐的應用日漸增多，使用臺數(shù)已經(jīng)超過130臺。短短25年的時間，我國硅鈣合金年產(chǎn)量已有20萬噸左右，2/3以上都屬于“分層加料法”工藝生產(chǎn)，更別說現(xiàn)在。

1.2 大型電爐硅鈣合金生產(chǎn)階段

在2009年，我國第一臺大型硅鈣電爐應運而生，其容量為30MVA，其投產(chǎn)地在陜西洋縣，還通過了技術(shù)鑒定。隨后，我國硅鈣生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝水平有了質(zhì)的提高，已經(jīng)達到世界領(lǐng)先水平，位于前列。在大型電爐硅鈣合金生產(chǎn)過程中，我國老輩鐵合金專家在這方面做出的貢獻是不可忽視的。具體來說，在1991年，原冶金部積極組織國內(nèi)專家前往國外這方面知名公司，比如，巴西的T.B.M公司，意大利的O.E.T公司，學習他們的硅鈣合金生產(chǎn)技術(shù)等。在1992年，還和意大利的O.E.T公司簽約，建立合作關(guān)系，甚至購買了該公司在硅鈣合金方面的冶煉、相關(guān)工藝等技術(shù)合同，為了進一步完善我國硅鈣生產(chǎn)指標，促使我國硅鈣合金生產(chǎn)具有較好的節(jié)能效果。此外，原冶金部還讓北京黑冶設(shè)計研究總院負責相關(guān)設(shè)計，安排原吉林合金廠在湖北的葛洲壩組建新的硅鈣生產(chǎn)廠，優(yōu)化利用葛洲壩優(yōu)勢，減少硅鈣生產(chǎn)成本。其籌建工作就長達三年，但最后卻因為缺乏足夠的資金并沒有如愿建設(shè)成，而購買的進口設(shè)備也因為沒有做好維護、保養(yǎng)工作大都報廢了，無法再投入到使用中，其各方面的資料被保存在原來的黑冶總院。很多年之后，陜西洋縣民營企業(yè)家及其相關(guān)公司，在米君臣幫助下，有效組織了該地區(qū)冶金機電公司技術(shù)人員，借助意大利的O.E.T公司提供的相關(guān)材料，構(gòu)建了我國歷史上第一臺容量為30MVA大型硅鈣電爐，2009年已經(jīng)通過投產(chǎn)鑒定。換句話說，這也是我國硅鈣冶金生產(chǎn)發(fā)展史上又一重要的里程碑，標志著我國中、小電爐硅鈣生產(chǎn)時代已經(jīng)結(jié)束，而我國硅鈣生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝水平在世界范圍內(nèi)也處于重要位置。在2013年，我國容量為30MVA大型硅鈣電爐投入生產(chǎn)的地區(qū)不止一個，比如，寧夏中衛(wèi)，內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)，應用范圍逐漸擴大，應用數(shù)量也在持續(xù)增加。

2　硅鈣合金冶煉新工藝

就硅鈣合金冶煉來說，其新工藝特別多，體現(xiàn)在不同方面，比如，電硅熱法工藝、大型電爐高溫混合法工藝。以“中小型電爐混合法工藝”為例，中小型電爐混合法工藝又被叫做一步法，將稱好、均勻混合且干燥度較高的石灰、硅石等放入埋弧電爐中，進行一系列的操作，比如，振爐、燜燒，生產(chǎn)出全新的硅鈣合金，其中有55%-65%的Si，28%-31%的Ca。從化學熱力學角度來說，相關(guān)反應一定存在，但必須在高溫進行。在實際生產(chǎn)過程中，加入電爐內(nèi)的是一種混合爐料，即CaO、SiO2，在反應之后會有渣生成，熔點較低，量較多。就該硅酸鹽渣來說，想要分解它，溫度必須在2300攝氏度以上，相關(guān)的成渣反應可以在一定程度上降低氧化鈣等物質(zhì)的活度，形成熔點較低的渣，還在一定程度上降低了電爐內(nèi)反應區(qū)域的溫度，所生成的CaSi很難再發(fā)生反應。想要冶煉硅鈣核心反應能夠順利進行，提高電爐溫度是關(guān)鍵所在。隨之，爐渣的熔點也會有所提高，可以在爐料中加入適量的碳，提高爐內(nèi)溫度，使其達到冶煉硅鈣合金所需的溫度，確保相關(guān)反應順利進行。在冶煉過程中，中小型電爐混合法工藝的應用非常重要，可以有效克服所生成渣沉積在底部，避免爐內(nèi)底部迅速升高，減少爐底清理工作量，避免周期間斷停爐進行清洗，影響硅鈣合金生產(chǎn)。在該工藝作用下，冶煉周期大大延長，便于長時間生產(chǎn)。

3　結(jié)語

總而言之，在社會市場經(jīng)濟背景下，我國硅鈣合金生產(chǎn)發(fā)展經(jīng)過了質(zhì)的變化，經(jīng)過重要的兩個階段，特別是容量為30MVA大型電熱爐的出現(xiàn)，是我國硅鈣合金冶煉史上重大的飛躍。在此基礎(chǔ)上，需要結(jié)合硅鈣合金生產(chǎn)特點，大力研究各類硅鈣合金冶煉新工藝，不斷應用到硅鈣合金生產(chǎn)中，還要優(yōu)化硅鈣合金冶煉設(shè)備，減少生產(chǎn)成本，減少生產(chǎn)人員工作量，促使硅鈣冶金生產(chǎn)企業(yè)獲取更多的利潤。以此，不斷促進新時期我國冶金行業(yè)持續(xù)向前發(fā)展，加快我國現(xiàn)代化建設(shè)步伐，促進我國社會經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。

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［3］張寄東.高碳硬線冶煉新工藝及性能優(yōu)化研究［D］.內(nèi)蒙古科技大學，2011.

［4］張勇.鑄造硅鈣合金行業(yè)新的里程碑［N］.中國冶金報，2010-12-23C01.

Review and Research Development of New Technology for the Production of Silicon Calcium Alloy Smelting

Wang Yaobin
（Shanxi Nonferrous Metallurgical Shenghua Co.Ltd.， Hanzhoung，723000，China）

With the development of society， economy and sustainable development， the development stage of China's industry has a new calcium alloy.Silicocalcium smelting high quality steel of an idealized deoxidizing agent， desulfurizing agent can effectively change the steel residue in inclusions of state， to reduce the content， to further improve the mechanical properties of steel， is important for production of high purity steel purifying agent.Therefore， the author objectively analyzes the development process of the production of silicon calcium alloy， this paper introduces a new technology of smelting.

calcium alloy； production development； new smelting process

王堯斌，男，漢族，陜西洋縣人，主要從事硅鈣合金冶煉工作。