連續(xù)精煉爐培訓(xùn)課件

連續(xù)精煉爐培訓(xùn)課件第一頁，共53頁。

連續(xù)精煉爐操作維護(hù)手冊

主講人：楊惠兄2014年7月24日第二頁，共53頁。大綱一、設(shè)備概述二、設(shè)備組成三、工藝說明四、正常操作參數(shù)五、正常操作維護(hù)六、開車及停車操作七、安全要求第三頁，共53頁。一、設(shè)備概述連續(xù)精煉爐(CRF)用于澆鑄之前金屬的凈化處理，以最大程度減少金屬鑄件中的夾雜量。為了達(dá)到這一目的，連續(xù)精煉爐被設(shè)計(jì)為臥式沉降器，雜質(zhì)(主要是金屬間化合物和含鐵顆粒)沉降到爐底。連續(xù)精煉爐還可以對金屬和電解質(zhì)進(jìn)行良好的分離。由于來自電解車間的金屬受到電解質(zhì)的污染，因此有必要設(shè)置一個(gè)沉降器來最大地減少澆鑄過程的含鹽量。第四頁，共53頁。連續(xù)精煉爐分為六個(gè)部分，也稱為“室”。第一室只有熔融電解質(zhì)，而其它室含有熔融電解質(zhì)(底層)和鎂(頂層)。電解質(zhì)位于爐底；因?yàn)楦魇抑g的隔墻不是一直連到爐底，所以電解質(zhì)可以從一室自由地進(jìn)入另一室。鎂液從金屬送抬包車或感應(yīng)爐進(jìn)入精煉爐的第二室，并通過隔墻上的開孔(擋板)流入第六室，也就是最后一室。最后，從第六室將鎂液泵到澆鑄機(jī)。每臺爐子內(nèi)裝10噸電解質(zhì)和35噸熔融鎂，精煉能力為8-10t/h。即使金屬鎂液受到電解質(zhì)和密閉良好的爐蓋的充分保護(hù)，仍需在第六室(澆鑄室)引入保護(hù)氣體，確保澆鑄前良好的金屬質(zhì)量。第五頁，共53頁。每臺連續(xù)精煉爐由六(6)對交流電極連接到六(6)個(gè)有載交流加熱干式變壓器，以提供熱量并將金屬和電解質(zhì)保持在熔融狀態(tài)。交流加熱變壓器產(chǎn)生的交流電經(jīng)由母線系統(tǒng)和兩個(gè)用鉬/不銹鋼/鋁制作的交流電極流過電解質(zhì)。為冷卻交流電極的外部(避免過熱及電解質(zhì)通過耐火材料和爐殼泄露)，在每個(gè)電極的外部進(jìn)行吹風(fēng)(在爐殼外部)。鑄造工序共有24臺連續(xù)精煉爐交流加熱變壓器。第六頁，共53頁。二、設(shè)備組成1.連續(xù)精煉爐爐殼2.六（6）個(gè)爐蓋，包括安裝在精煉爐上的不同設(shè)備和儀表的接口適配器3.耐火材料，包括五（5）面隔墻4.十二（12）個(gè)交流電極5.十二（12）臺交流電極空氣冷卻器6.三十（30）個(gè)熱電偶7.電氣隔離塊第七頁，共53頁。1.連續(xù)精煉爐爐殼爐殼外部尺寸為3576㎜（寬）×7926㎜（長）×3127㎜（高），由不同鋼材料和不銹鋼制成。爐殼每側(cè)均開有三（3）個(gè)交流電極孔，總計(jì)十二個(gè)（12）交流電極孔爐殼一個(gè)長邊面開有六(6)個(gè)熱電偶。第八頁，共53頁。第九頁，共53頁。第十頁，共53頁。連續(xù)精煉爐底部有四（4）個(gè)開口，這些開口是開車（預(yù)熱和前期運(yùn)行）過程中抽真空吸出液體（耐火材料和火泥中的水分）的連接點(diǎn)，抽真空連接點(diǎn)開口如下圖所示。第十一頁，共53頁。2.六（6）爐蓋連續(xù)精煉爐有六（6）個(gè)單獨(dú)爐蓋，爐蓋上配有精煉爐上安裝的不同設(shè)備和儀表的接口適配器。爐蓋由耐高溫碳鋼、不銹鋼和耐火材料制作。第十二頁，共53頁。第十三頁，共53頁。3.耐火材料耐火材料的選型應(yīng)可承受連續(xù)精煉爐的高溫腐蝕性環(huán)境。耐火材料包括硅鋁耐火材料（耐火磚、火泥、可澆鑄耐火材料和絕熱材料）、熔鑄氧化鋁耐火磚、粘土磚等。第十四頁，共53頁。4.交流電極交流加熱電極（每臺連續(xù)精煉爐十二（12）個(gè)電極）設(shè)計(jì)用于利用電解質(zhì)的電阻產(chǎn)生熱量并維持連續(xù)精煉爐的溫度。交流電極由鉬、不銹鋼、鈦和鋁加工而成。第十五頁，共53頁。電極在精煉爐內(nèi)的分布情況如下：#1爐室：三個(gè)（3）電極，全部位于精煉爐側(cè)。#2爐室：無。#3爐室：兩個(gè)（2）電極，每側(cè)墻一（1）個(gè)。#4爐室：兩個(gè)（2）電極，每側(cè)墻一（1）個(gè)。#5爐室：兩個(gè)（2）電極，每側(cè)墻一（1）個(gè)。#6爐室：三個(gè)（3）電極，全部位于精煉爐側(cè)。第十六頁，共53頁。5.交流電極空氣冷卻器當(dāng)電極溫度顯示較高時(shí)，就手動啟動電極周圍的空氣冷卻器（連接至工廠干燥空氣系統(tǒng)）?？諝饫鋮s管由不銹鋼制成。第十七頁，共53頁。6.熱電偶每臺連續(xù)精煉爐總計(jì)有三十（30）個(gè)熱電偶，用于監(jiān)視設(shè)備的不同溫度點(diǎn)。連續(xù)精煉爐爐室內(nèi)有六（6）個(gè)熱電偶（每個(gè)爐室一個(gè)）。熱電偶用于測量各個(gè)爐室內(nèi)的熔體溫度，并用以控制交流變壓器的熱量供應(yīng)，維持連續(xù)精煉爐的溫度。下圖顯示了熱電偶在連續(xù)精煉爐內(nèi)的位置。第十八頁，共53頁。耐火材料中有十二（12）個(gè)熱電偶，位于交流電極上方，每個(gè)電極上方有一個(gè)熱電偶，這些熱電偶用于保證交流電極周圍的耐火材料不會過熱而造成電解質(zhì)/熔融金屬的泄漏。當(dāng)溫度過高時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)操作人員會收到報(bào)警信號。最后十二（12）個(gè)熱電偶位于交流電極內(nèi)部，每個(gè)電極有一個(gè)熱電偶，由于空氣冷卻夾套不是始終處于開啟狀態(tài)，因此，必須配備電極熱電偶。一旦測出電極處于高溫狀態(tài)，空氣冷卻夾套就會開啟。這是防止電極周圍耐火材料過熱的第一步。第十九頁，共53頁。第二十頁，共53頁。7.電氣隔離塊為了將連續(xù)精煉爐與地面電氣隔離，在精煉爐支撐與爐殼之間布置了電氣隔離塊。隔離塊材料為電氣級的玻璃纖維增強(qiáng)聚酯板。第二十一頁，共53頁。三、工藝說明CRF,即連續(xù)精煉爐，用以提純金屬，從而最大程度低降低金屬鑄錠中的雜質(zhì)含量，為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，連續(xù)精煉爐被設(shè)計(jì)成一個(gè)水平沉降槽，雜質(zhì)（主要是金屬化合物和鐵粒子）在精煉爐中將沉降至爐底。連續(xù)精煉爐還可將金屬與電解質(zhì)（鹽類）很好的分離，由于來自電解車間的金屬被電解質(zhì)污染，為了最大程度的減少鑄錠中鹽類物質(zhì)的數(shù)量，必須配備此沉降槽。第二十二頁，共53頁。3.1設(shè)備功能連續(xù)精煉爐有六個(gè)隔間，稱為“爐室”。第一個(gè)爐室僅含有熔融鹽類物質(zhì)，而其他的爐室內(nèi)則含有熔融金屬和熔融鹽類物質(zhì)。進(jìn)料從第二個(gè)爐室的頂部引入，從第六個(gè)爐室排出。第二十三頁，共53頁。#2、#3、#4、#5、#6爐室的隔墻上有金屬孔，使得熔融金屬可從一個(gè)爐室流到另一個(gè)爐室，熔融鹽通過隔離墻下方開放式拱門在各個(gè)爐室間流動。第二十四頁，共53頁。3.2工藝設(shè)計(jì)參數(shù)為了獲得良好的沉降效果，連續(xù)精煉爐對兩個(gè)分離的液相進(jìn)行操作。底層也想為熔融鹽，其進(jìn)料濃度與電解槽內(nèi)的電解質(zhì)濃度相同。上層液相為熔融金屬鎂（或熔融合金）。連續(xù)精煉爐設(shè)計(jì)為6個(gè)帶有擋板的沉降室，這使得金屬可以從一個(gè)爐室流向其他的爐室。精煉爐底部連通，使得熔融鹽可在整個(gè)精煉爐中流動。這也有利于保持連續(xù)精煉爐的液位，鹽類組成及便于對精煉爐執(zhí)行抓泥操作，連續(xù)精煉爐系統(tǒng)中的金屬鎂層相對較薄，這是為了盡量減少雜質(zhì)的沉降時(shí)間，從而防止鑄錠金屬被污染。第二十五頁，共53頁。3.3金屬流熔融金屬在第二個(gè)爐室注入連續(xù)精煉爐，通過抬包車或者來自感應(yīng)爐，熔融金屬穿過金屬孔，流到第六個(gè)即最后一個(gè)爐室，金屬停留時(shí)間由金屬液面和鑄錠速度的函數(shù)關(guān)系決定，大約為兩個(gè)小時(shí)，第一個(gè)爐室是操作人員可利用該鹽類爐室清洗工具、預(yù)熱設(shè)備以及便于清楚污泥操作，第二個(gè)爐室與第六個(gè)爐室間的平均溫差約為5℃。該溫差有兩個(gè)作用：沉淀含鐵粒子和盡量較少對流以改善氧化物雜質(zhì)的沉降。盡管電解質(zhì)及爐蓋的良好密封性已經(jīng)為熔融金屬提供了充分保護(hù)，還是在第六個(gè)爐室中引入保護(hù)氣體，以保證鑄錠前良好的金屬質(zhì)量，各種合金的保護(hù)氣體流速和溫度設(shè)定值在下面章節(jié)提供，無論鑄錠速度如何，每小時(shí)都從鑄錠站進(jìn)行取樣進(jìn)行化學(xué)分析，因此約每生產(chǎn)4/5個(gè)托盤的鎂錠就記性一次化學(xué)分析。第二十六頁，共53頁。3.4沉淀物去除污泥在精煉爐底部沉積，為解決這個(gè)問題，生產(chǎn)合金產(chǎn)品時(shí)將一周清洗兩次精煉爐，生產(chǎn)純鎂產(chǎn)品時(shí)則一周清理一次精煉爐。由于精煉爐為間歇進(jìn)料，連續(xù)出料設(shè)計(jì)，因此其設(shè)計(jì)可接受大幅度金屬液位和流量變化，抓泥操作將清除精煉爐中的電解質(zhì)，進(jìn)而減少鹽層厚度。為此，需要在抓泥前后測量熔融鹽液面的高度，使熔融鹽層維持在合理的液位水平，對熔融鹽液面高度的監(jiān)控可減少最終產(chǎn)品受氯化物污染。第二十七頁，共53頁。3.5電力輸入如前所述，連續(xù)精煉爐是通過交流電極加熱的，各電極均以成對方式工作，1、3、4、5、6爐室都配有電極，3、4、5爐室中各配有一對電極，有三對電極在精煉爐長邊方向形成回路，將1爐室和6爐室連在一起。各電極對與一臺75KW變壓器連接，整個(gè)精煉爐正常運(yùn)行所需電力約為170KW。第二十八頁，共53頁。四、正常操作參數(shù)4.1電解質(zhì)液位為測量電解質(zhì)液位，需將一根干凈的金屬棒插入精煉爐的底部，停留15到20秒，然后快速取出金屬棒，將其放置在精煉爐的頂部。金屬棒和電解質(zhì)接觸過的一段外觀和與熔融金屬接觸的一段外觀會不同?？梢杂贸哒闪拷饘侔艉碗娊赓|(zhì)接觸過的這一段長度。丈量讀數(shù)精確到±0.5㎝。從爐底到電解質(zhì)液面的設(shè)定值為80㎝。液面高度應(yīng)維持在77㎝到84㎝之間。第二十九頁，共53頁。4.2金屬液位金屬液面的高度應(yīng)保持在距離爐蓋頂部128㎝—60㎝之間的距離范圍內(nèi)。第三十頁，共53頁。4.3溫度設(shè)定值爐室 鑄錠溫度設(shè)定值（℃）1

7123

6904-5

6856

685（670-705）

可于685開始鑄錠。第三十一頁，共53頁。4.4保護(hù)氣體目前，博壽公司提出保護(hù)氣體方案：干燥空氣+R134a＋CO2(備用)，具體用量及配比，博壽公司目前還未提供。第三十二頁，共53頁。五、正常操作維護(hù)5.1金屬孔疏通（氬氣發(fā)泡）當(dāng)連續(xù)精煉爐（金屬孔）擋板容易被“夾片金屬”堵塞，“夾片金屬”由覆蓋MgO薄膜的金屬鎂滴組成，它比電解質(zhì)輕，但卻比金屬重，因此，易在金屬-電解質(zhì)界面即擋板處聚積。當(dāng)兩（2）個(gè)爐室間存在液位差時(shí)，即可看見被堵塞的擋板。同樣，為了解連續(xù)精煉爐內(nèi)“夾片金屬”的數(shù)量，需要提取芯樣。為解決金屬孔堵塞問題，采用了穿過金屬進(jìn)行氬氣發(fā)泡的方法。將預(yù)熱后的噴槍插到各個(gè)爐室內(nèi)，使氬氣才拱門高度的熔體內(nèi)發(fā)泡，并維持約十分鐘，在精煉爐內(nèi)噴槍氣泡噴射的高度離爐頂不可低于兩米，否則，將擾動爐底的污泥層，氬氣發(fā)泡完成后，噴槍可在精煉爐的第一個(gè)爐室內(nèi)清洗。第三十三頁，共53頁。5.2電極和工具清理（干燥空氣發(fā)泡）本操作是在電解質(zhì)爐室（1#爐室）內(nèi)完成，目的是加快清洗抓斗和泵等高溫設(shè)備，考慮到需清洗部位的高度，通常需要采用清洗工具（不可直接浸入電解質(zhì)中）。進(jìn)行此項(xiàng)操作，僅可使用干燥空氣（噴槍直接與干燥空氣系統(tǒng)連接），從而保證不會有水份與熔融鹽或金屬接觸。所使用的噴槍必須配備孔板，使壓力將至不高于200Kpa的水平。第三十四頁，共53頁。具體操作步驟：1.使用常壓燃燒器預(yù)熱噴槍；2.微開空氣閥，然后將噴槍緩慢插入電解質(zhì)中，待噴槍浸入電解質(zhì)中，即可將空氣流速調(diào)至所需流速；3.移動噴槍，使氣泡集中在需清洗的設(shè)備部位上；4.使用同一噴槍清理#1爐室內(nèi)的電極，為此，將噴槍在電極下方從一側(cè)移至另一側(cè)。5.將干燥空氣流量將至噴槍進(jìn)入電解質(zhì)時(shí)的水平，然后，將噴槍從熔體中取出。第三十五頁，共53頁。5.3抓泥鑄錠電爐需要定期清除污泥，以保持工作效率，抓泥的目的有兩個(gè)：第一個(gè)目的是恢復(fù)電阻加熱能力，因?yàn)橛倌嗑奂瘯?dǎo)致電阻損失，從而引起加熱能力降低，由于淤泥中的固體和液體比純電解質(zhì)更容易導(dǎo)電，會使電阻降低，根據(jù)歐姆定律（U=R*I），在電壓恒定情況下，電阻下降電流就會增加，造成電極通過更多的電流而過熱，電極局部過熱會引起變壓器跳閘，因此，安裝了熱電偶監(jiān)控電極溫度，當(dāng)溫度低于204℃或高于450℃時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)會發(fā)出警報(bào)，連續(xù)精煉爐內(nèi)電解質(zhì)的電阻應(yīng)高于9mohm/厘米。

第三十六頁，共53頁。第二個(gè)目的是保證各個(gè)爐室內(nèi)具有相同的液面，使電解質(zhì)可正常從一個(gè)爐室流到另一個(gè)爐室，通過清除隔墻下的拱門，可使電介質(zhì)自由流動。機(jī)械抓斗安裝在起重機(jī)的伸縮臂上，這項(xiàng)操作需要相關(guān)人員高度關(guān)注。第三十七頁，共53頁。純鎂生產(chǎn)的抓泥操作下表為抓泥操作時(shí)的溫度調(diào)整設(shè)定值，間隔時(shí)間為調(diào)整到該溫度值后至開始抓泥操作前需停留的時(shí)間。爐室小時(shí)數(shù)抓泥操作溫度1-715℃3-4-56700℃63680℃第三十八頁，共53頁。生產(chǎn)純鎂時(shí)，連續(xù)精煉爐預(yù)計(jì)抓泥所需停工時(shí)間為1.75小時(shí)，抓泥操作由以下步驟組成：1.鎂錠生產(chǎn)線停止作業(yè)（注意抓泥工作表上的時(shí)間。）2.將預(yù)熱后的抓斗浸入1#爐室至少十分鐘以完全預(yù)熱，并對爐室1進(jìn)行抓泥操作（兩次）3.對#6爐室進(jìn)行抓泥操作（兩次）4.對#5爐室進(jìn)行抓泥操作（三次）5.對#4爐室進(jìn)行抓泥操作（三次）6.對#3爐室進(jìn)行抓泥操作（三次）7.對#2爐室進(jìn)行抓泥操作（兩次）8.將精煉爐復(fù)位并重啟鑄錠線。對于純鎂生產(chǎn)，兩爐室間的抓泥時(shí)間間隔約為13分鐘。第三十九頁，共53頁。5.4連續(xù)精煉爐的金屬出料在精煉爐重建或因鑄錠設(shè)備長時(shí)間計(jì)劃停車時(shí)需將精煉爐中的金屬出料，轉(zhuǎn)運(yùn)金屬采用抬包車，在CRF中仍有足夠的空間時(shí)，可利用抬包車將金屬直接送至其他CRF，或者也可以將其轉(zhuǎn)移到感應(yīng)爐內(nèi)，不管采用哪種方式，都需要采取以下步驟：1.將出料管放在第一個(gè)爐室上方5厘米處預(yù)熱約5分鐘。2.用虹吸管吸出電解質(zhì)直至管子變紅。3.將出料管移至第二個(gè)爐室并開始出料。注意不要超過抬包車的裝載量。第四十頁，共53頁。5.5完全排空精煉爐檢查耐火材料、換襯或更換電極時(shí)，可排空連續(xù)精煉爐，執(zhí)行這項(xiàng)操作的步驟如下：1.確認(rèn)熔鹽爐有足夠的空間接收需轉(zhuǎn)移的電解質(zhì)，其他連續(xù)精煉爐有足夠的空間接收熔融金屬。2.增加待清空連續(xù)精煉爐所有爐室的溫度，1爐室升至800℃，其他爐室升至730℃。3.預(yù)熱物料轉(zhuǎn)移所需設(shè)備（出料管和泵），以及精煉爐最后抓泥所需托盤。第四十一頁，共53頁。4.降低液面高度至離爐頂125厘米處。5.當(dāng)熱電偶仍處於浸沒狀態(tài)是，對1、2和3爐室進(jìn)行抓泥操作。6.利用金屬排空泵抽出剩余的金屬和電解質(zhì)。7.抓出剩余的電解質(zhì)和污泥。8.隔離安全區(qū)。9.打開所有爐蓋，使連續(xù)精煉爐冷卻?？墒褂蔑L(fēng)機(jī)加速冷卻。第四十二頁，共53頁。六、開車及停車操作6.1開車前檢查清單和開車順序。6.1.1徹底檢查耐火材料。6.1.2確認(rèn)所需公輔設(shè)施的狀況及其可操作性（保護(hù)氣體和空氣接口）。6.1.3確認(rèn)沒有儀表處于警報(bào)狀態(tài)，且目前的顯示值為正常值。

6.1.4確認(rèn)已安裝所有的爐蓋，并檢查其氣密性。第四十三頁，共53頁。6.1.5開始向連續(xù)精煉爐中注入電解質(zhì)。在浸濕電極前，電解質(zhì)的注入速度應(yīng)較快。當(dāng)浸濕電極后，應(yīng)降低電解質(zhì)注入速度，以保證所有操作的安全性。由于所有開口均處于電極高度附近，因此，電極高度一下發(fā)生泄漏的可能性較小。6.1.6當(dāng)達(dá)到操作液面，且所有儀表和外觀檢驗(yàn)表明系統(tǒng)處于良好狀況時(shí)，開啟保護(hù)氣閥門。6.1.7開始向連續(xù)精煉爐中注入金屬。第四十四頁，共53頁。6.2正常停車程序6.2.1按照精煉鎂液批準(zhǔn)的最低液面高度降低金屬液面（從爐蓋頂部到液面125㎝—128㎝）。6.2.2將#1爐室的溫度升至800℃，其他爐室升至730℃。6.2.3對#1、#2和#3爐室執(zhí)行抓泥操作，盡量減少堵塞輸送泵的風(fēng)險(xiǎn)。6.2.4轉(zhuǎn)移金屬液至具有相同類型的連續(xù)精煉爐，如果沒有可用精煉爐，金屬液可暫時(shí)運(yùn)送至感應(yīng)爐。6.2.5關(guān)閉保護(hù)氣閥門。第四十五頁，共53頁。6.2.6提取剩余的金屬和電解質(zhì)，并利用抬包車運(yùn)送至熔鹽爐。當(dāng)液面接近電極時(shí)，關(guān)閉變壓器電源。當(dāng)液面高于電極但低于熱電偶時(shí)，精煉爐必須置于手動操作模式。

6.2.7使用預(yù)熱過的電解質(zhì)/金屬泵將剩余電解質(zhì)澆鑄到托盤中。

6.2.8拆除所有爐蓋，抓出連續(xù)精煉爐中殘留的電解質(zhì)和污泥。

6.2.9將該區(qū)域隔離，并安裝風(fēng)機(jī)加速耐火材料冷卻。第四十六頁，共53頁。6.3緊急停車程序連續(xù)精煉爐應(yīng)設(shè)置用于緊急停車的緊急停車鍵，如不存在嚴(yán)重的泄漏而需要停車時(shí)，確認(rèn)爐子的所有開口都已封閉，以減少熱損耗。然