铬渣冶炼特种铬铁的炉型选择及设计

摘要

铬盐、金属铬以及含铬合金在国民经济中起着十分重要的作用，并且广泛应用于化工、冶金、染色等行业中。随着市场对含铬产品需求量的增大，随之产生大量有毒性的铬渣。随意堆放的铬渣既是工业废渣，也是可以冶炼特种铬铁的原料，从而能够实现资源化利用。甘肃西部某化工厂在利用无钙焙烧法生产红矾钠的过程中产生大量铬渣，本课题是对利用该铬渣生产特种铬铁合金工艺的炉型选择与炉体尺寸、二次电压等参数的设计。目前，采用电弧炉和矿热炉冶炼均有成功的范例，因此对该公司计划新增的6300kVA电炉进行合适炉型的选择和参数设计，以保证其高效、节能的运行就显得十分必要。 首先，本文对该厂正在运行的3500kVA电弧炉工艺、炉体电气设备及几何尺寸等进行分析，通过统计分析电炉生产时的数据，绘制其10kV/265V时该电炉的特性曲线，发现该电弧炉工作电压、操作电阻高，电效率η、功率因数cosφ高，但热效率低，最终导致该电炉电耗较高等问题。由电炉的特性曲线可知，二次电压升高可以提高电效率，但不能有效降低电炉能耗。 其次，采用焦炭粒在直流电下进行模拟电炉热效率实验，研究二次电压、炉料粒度及电极直径对电炉热效率的影响。通过实验得出热效率随着二次电压、炉料粒度及电极直径的增大而减小；经过单相等效电路分析，推导出电效率与热效率之和的表达式。综合实际情况及其他影响因素，选定电炉炉型为矿热炉。 最后，通过对该矿热炉物料平衡和热平衡的计算，得出电耗为5400kW·h/吨，对6300kVA矿热炉炉体和电气参数进行设计计算，选择自焙电极直径740mm，二次额定电压120V，二次额定电流30kA等参数；对短网、铜瓦尺寸进行了简单计算，对短网、矿热炉布置进行了设计。

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铬渣冶炼特种铬铁的炉型选择及设计

摘要

1绪论

1.1铬渣的治理和利用方法概述

1.2铬铁的牌号及用途

1.3高碳铬铁生产方法及工艺技术新发展

1.3.1电炉（矿热炉）法

1.3.2高炉法

1.3.3等离子炉法

1.4.2电炉冶炼含铬生铁工艺

1.4.3电炉冶炼设备概述

1.5国内外电炉设计理论和模拟研究

1.5.2国内电弧炉矿热炉研究现状

1.6课题的提出

1.6.2课题的研究内容

2 现有3500kVA冶炼工艺及设备运行分析

2.1 3500kVA电炉冶炼铬铁工艺

2.1.3 冶炼操作

2.2.1 3500kVA电炉炉体参数及改造情况

2.2.2 3500kVA电炉电气设备

2.3 3500kVA电弧炉存在的问题

2.4 3500kVA电炉特性曲线绘制及分析

2.5对3500kVA电弧冶炼的建议

2.6本章小结

3 热效率模拟实验及炉型选择

3.1.3实验内容及步骤

3.1.4实验结果及分析

3.1.5实验结论

3.2.1 电炉电路分析

3.2.2 电效率和热效率公式推导

3.3炉型的选择

3.4本章小结

4. 6300kVA电炉设备参数的设计

4.1物料平衡和能量平衡

4.1.1物料平衡计算

4.1.2能量平衡计算

4.2 经验程序计算电炉炉体参数

4.2.1变压器参数计算

4.2.2电极参数计算

4.2.3炉膛尺寸计算

4.2.4经验程序计算结果

4.3短网的设计与布置

4.4 6300kVA冶炼特种铬铁矿热炉布置图

4.5本章小结

5.结论

参考文献

致 谢

附录：硕士研究生期间发表论文