目前國內(nèi)電熔鎂砂生產(chǎn)工藝落后，能耗高、污染重，電熔鎂產(chǎn)業(yè)亟待戰(zhàn)略升級。通過對典型電熔鎂砂生產(chǎn)工藝現(xiàn)場測試及熱平衡分析，提出了電熔鎂砂生產(chǎn)的節(jié)能途徑。節(jié)能的主要途徑是如何高效回收電熔鎂砣高溫余熱和煙氣余熱，減少爐口輻射熱損失。

      電熔鎂砂是以菱鎂礦或輕燒粉(MgO)為原料，在電弧爐內(nèi)熔煉得到的。它是一種純度高、熔點高、結(jié)構(gòu)致密的堿性耐火材料，被廣泛地應(yīng)用于冶金、建材、玻璃、水泥、國防等領(lǐng)域。我國菱鎂礦資源豐富，目前已探明儲量為35.64億t，占世界總儲量的28.7％，居世界首位。其中遼寧省菱鎂礦保有儲量為30.5億t，約占全國總儲量的85％，占世界總儲量的25％，菱鎂礦資源是我國重要的戰(zhàn)略保護資源。

      目前，國內(nèi)的電熔鎂冶煉水平低，生產(chǎn)設(shè)備簡陋，熱工制度和操作規(guī)程主要憑經(jīng)驗確定，生產(chǎn)過程主要靠人工手動控制，能源浪費、環(huán)境污染嚴重，整個電熔鎂產(chǎn)業(yè)亟待戰(zhàn)略升級。因此。分析研究電熔鎂砂生產(chǎn)的熱工過程，進行工藝過程能量平衡分析，從而找出節(jié)能途徑是十分必要的。

節(jié)能途徑

      根據(jù)能量平衡分析可以看出，目前電熔鎂砂生產(chǎn)由于粗放的生產(chǎn)工藝造成巨大的能量損失。電熔鎂系統(tǒng)節(jié)能的主要途徑是回收電熔鎂砣及煙氣余熱，減少爐體外表面散熱和爐口輻射熱損失，降低電能損失。由此，節(jié)能的途徑可以歸納為以下幾個方面。

2.1對電熔鎂砣余熱回收

      電熔鎂坨出爐中心溫度在2800℃以上，壁面平均溫度在600℃以上，電熔鎂砂有效吸熱都轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)結(jié)束后的電熔鎂砣內(nèi)，總計約占電熔鎂砂生產(chǎn)總能耗的30％。現(xiàn)有生產(chǎn)工藝中把鎂砣放在廠房內(nèi)自然冷卻6～7天，熱能白白散失掉。對電熔鎂砣所含有效熱進行余熱回收是電熔鎂系統(tǒng)節(jié)能的突破點。對電熔鎂砣高溫破碎、高溫余熱回收，直接用于礦料預(yù)熱將是進行科技攻關(guān)的重要的節(jié)能改造工藝。

2.2電熔鎂爐爐體保溫

      電熔鎂生產(chǎn)環(huán)節(jié)爐體散熱損失過大，不利于爐內(nèi)有效熔池的形成，同時也是電熔鎂生產(chǎn)能耗高、產(chǎn)品等級偏低等缺陷產(chǎn)生的主要原因。生產(chǎn)中爐體壁面溫度約為600℃，而經(jīng)過熱工分析可以知道爐體表面溫度保持在350℃左右是電弧爐爐體設(shè)計的較佳選擇。所以優(yōu)化爐體的幾何尺寸、加強保溫、減少爐體熱損失，是爐內(nèi)建立穩(wěn)定熔池的重要因素。

2.3對電熔鎂爐加爐蓋

      測試中爐口敞開生產(chǎn)，致使生產(chǎn)中產(chǎn)生的灰塵散失到廠房內(nèi)，惡化了工人的工作環(huán)境。同時爐口輻射熱使電熔過程中的熱量直接散失到廠房內(nèi)。對電熔鎂爐進行加蓋密封，可有效控制生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的灰塵無序排放造成的能量損失和環(huán)境污染。

2.4煙氣的除塵及余熱回收

      生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣溫度在400℃左右，不僅含有大量灰塵污染環(huán)境，而且含有約12％的熱能。通過對電熔鎂爐加蓋后，煙氣通過煙道進入余熱回收設(shè)備降溫后再送到除塵設(shè)備除塵。實際上廢氣中含有的灰塵大部分都是菱鎂礦礦粉，里面含有豐富的MgO，經(jīng)除塵器后得到的灰塵稍加處理又可以作為原料送到電弧爐內(nèi)熔煉，這樣就實現(xiàn)了余熱及物料的雙重回收利用。

2.5優(yōu)化電系統(tǒng)設(shè)計，實現(xiàn)電極的自動控制

      少電能損失是節(jié)能的直接途徑。合理匹配變壓器與電熔鎂爐，應(yīng)盡量使電爐變壓器工作在“經(jīng)濟運行”狀態(tài)，此時變壓器的效率更高，可顯著節(jié)電節(jié)能。目前電爐的電極升降是靠人工手動控制，由于在熔煉時電極傾斜引起極心圓改變，惡化爐內(nèi)熱量分布，致使局部皮砂過厚，局部熔池連通不好，影響了電熔鎂砂生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。采用自動控制，不僅能節(jié)電節(jié)能，同時提高了成品率，并使工人的勞動條件也得到了改善。