硅钙合金生产发展回顾与冶炼新工艺研究

王尧斌

（陕西有色盛华冶化有限公司，陕西　汉中　723300）

硅钙合金生产发展回顾与冶炼新工艺研究

王尧斌

（陕西有色盛华冶化有限公司，陕西汉中723300）

随着社会不断进步，经济持续发展，我国硅钙合金行业已经进入崭新的发展阶段。硅钙合金是冶炼高质量钢的一种理想化脱氧剂、去硫剂，可以有效改变钢中残留夹杂物性态，减少其含量，进一步提高钢材力学性能，是生产高纯净钢的重要净化剂。因此，本文客观地分析了硅钙合金生产发展过程，介绍了其冶炼新工艺。

硅钙合金；生产发展；冶炼新工艺

1　硅钙合金生产发展回顾

1.1 以分层加料法工艺为核心的中、小电炉硅钙生产阶段

根据电炉具体容量，冶炼工艺动态变化情况，我国硅钙合金发展历程可以分为两个阶段。在二十世纪五十年代末期，原吉林铁合金厂在0.4MVA电炉作用下，冶炼硅钙合金，原上海铁合金厂在1960年的时候开始冶炼硅钙合金，次年投入工业生产中，电炉容量主要为1.8MVA、3.2MVA。原北京铁合金厂在1964年初的时候开始适用容量为0.4MVA的电炉，并开始采用多种工艺生产硅钙合金。更为重要的是，随后，成功研制出“分层加料法”冶炼硅钙合金的工艺，是一种全新的工艺，是硅钙合金生产发展中的重要里程碑，还在一定程度上降低了冶炼的电耗量，延长了硅钙合金冶炼周期。在此基础上，研究该课题的相关人员全面、客观地总结了“分层加料法”工艺理论与实践，国家给予了一定的奖励。随后，新工艺推广学习班在我国开展起来，各种新工艺应运而生，逐渐被应用到各铁合金厂中，其应用推广范围迅速扩大。在2010年末，以陕西府谷为核心的“分层加料法”小电炉的应用日渐增多，使用台数已经超过130台。短短25年的时间，我国硅钙合金年产量已有20万吨左右，2/3以上都属于“分层加料法”工艺生产，更别说现在。

1.2 大型电炉硅钙合金生产阶段

在2009年，我国第一台大型硅钙电炉应运而生，其容量为30MVA，其投产地在陕西洋县，还通过了技术鉴定。随后，我国硅钙生产设备、生产工艺水平有了质的提高，已经达到世界领先水平，位于前列。在大型电炉硅钙合金生产过程中，我国老辈铁合金专家在这方面做出的贡献是不可忽视的。具体来说，在1991年，原冶金部积极组织国内专家前往国外这方面知名公司，比如，巴西的T.B.M公司，意大利的O.E.T公司，学习他们的硅钙合金生产技术等。在1992年，还和意大利的O.E.T公司签约，建立合作关系，甚至购买了该公司在硅钙合金方面的冶炼、相关工艺等技术合同，为了进一步完善我国硅钙生产指标，促使我国硅钙合金生产具有较好的节能效果。此外，原冶金部还让北京黑冶设计研究总院负责相关设计，安排原吉林合金厂在湖北的葛洲坝组建新的硅钙生产厂，优化利用葛洲坝优势，减少硅钙生产成本。其筹建工作就长达三年，但最后却因为缺乏足够的资金并没有如愿建设成，而购买的进口设备也因为没有做好维护、保养工作大都报废了，无法再投入到使用中，其各方面的资料被保存在原来的黑冶总院。很多年之后，陕西洋县民营企业家及其相关公司，在米君臣帮助下，有效组织了该地区冶金机电公司技术人员，借助意大利的O.E.T公司提供的相关材料，构建了我国历史上第一台容量为30MVA大型硅钙电炉，2009年已经通过投产鉴定。换句话说，这也是我国硅钙冶金生产发展史上又一重要的里程碑，标志着我国中、小电炉硅钙生产时代已经结束，而我国硅钙生产设备、生产工艺水平在世界范围内也处于重要位置。在2013年，我国容量为30MVA大型硅钙电炉投入生产的地区不止一个，比如，宁夏中卫，内蒙古丰镇，应用范围逐渐扩大，应用数量也在持续增加。

2　硅钙合金冶炼新工艺

就硅钙合金冶炼来说，其新工艺特别多，体现在不同方面，比如，电硅热法工艺、大型电炉高温混合法工艺。以“中小型电炉混合法工艺”为例，中小型电炉混合法工艺又被叫做一步法，将称好、均匀混合且干燥度较高的石灰、硅石等放入埋弧电炉中，进行一系列的操作，比如，振炉、焖烧，生产出全新的硅钙合金，其中有55%-65%的Si，28%-31%的Ca。从化学热力学角度来说，相关反应一定存在，但必须在高温进行。在实际生产过程中，加入电炉内的是一种混合炉料，即CaO、SiO2，在反应之后会有渣生成，熔点较低，量较多。就该硅酸盐渣来说，想要分解它，温度必须在2300摄氏度以上，相关的成渣反应可以在一定程度上降低氧化钙等物质的活度，形成熔点较低的渣，还在一定程度上降低了电炉内反应区域的温度，所生成的CaSi很难再发生反应。想要冶炼硅钙核心反应能够顺利进行，提高电炉温度是关键所在。随之，炉渣的熔点也会有所提高，可以在炉料中加入适量的碳，提高炉内温度，使其达到冶炼硅钙合金所需的温度，确保相关反应顺利进行。在冶炼过程中，中小型电炉混合法工艺的应用非常重要，可以有效克服所生成渣沉积在底部，避免炉内底部迅速升高，减少炉底清理工作量，避免周期间断停炉进行清洗，影响硅钙合金生产。在该工艺作用下，冶炼周期大大延长，便于长时间生产。

3　结语

总而言之，在社会市场经济背景下，我国硅钙合金生产发展经过了质的变化，经过重要的两个阶段，特别是容量为30MVA大型电热炉的出现，是我国硅钙合金冶炼史上重大的飞跃。在此基础上，需要结合硅钙合金生产特点，大力研究各类硅钙合金冶炼新工艺，不断应用到硅钙合金生产中，还要优化硅钙合金冶炼设备，减少生产成本，减少生产人员工作量，促使硅钙冶金生产企业获取更多的利润。以此，不断促进新时期我国冶金行业持续向前发展，加快我国现代化建设步伐，促进我国社会经济持续发展。

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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

王尧斌，男，汉族，陕西洋县人，主要从事硅钙合金冶炼工作。