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        磨料生產技術支持

          棕剛玉生產能耗分析及其節能措施研究

          作者 亞龍耐材 來源 本站 瀏覽 發布時間 2014/05/16

            棕剛玉是一種人造工業原料,廣泛應用與耐火材料工業,各種材質的固結磨具、涂附磨具或研磨膏等用于金屬材料的磨削加工。在國家現代化建設中它又是一個不可缺少的行業。棕剛玉在我國起步較晚,是1951年由當時的沈陽蘇家屯砂輪廠研制成功,至今已經走過五十九年的里程,半個世紀以來我國的棕剛玉產業從無到有,從小到大。在上世紀八十年代之前,我國的棕剛玉生產,也只有中國第一砂輪廠、第二砂輪廠、第三砂輪廠、第四砂輪廠、第七砂輪廠等幾家大的國營企業在生產,當時的產量也不過十幾萬噸。自從我國進入改革開放以來,棕剛玉生產像雨后春筍般蓬勃發展起來,到目前為止,全國的棕剛玉生產能力已經突破300萬噸,成為世界上棕剛玉生產第一大國。但是棕剛玉的生產是非常消耗能源的,所以今天我們就棕剛玉的生產能耗分析及其技能措施的研究展開論述

            1、棕剛玉能耗分析

            我國的棕剛玉生產起初都是用固定爐進行生產的,上世紀七十年代出現了傾倒爐生產工藝,目前我國棕剛玉生產使用固定爐和傾倒爐的比例大約為3:4。不論是固定爐也好或是傾倒爐生產也罷,其生產工藝基本相似,都是以鋁礬土為主要原材料,再配以其它輔助材料在礦熱爐中經高溫熔化,經一系列的物理化學反應而制得的,是一種能耗比較高的產品,其能耗費用在生產成本中約占1/2-2/3。因此鋁礬土品質的好壞決定了能耗的高低。上世紀八十年代之前,生產棕剛玉所用的鋁礬土其Al2O3含量均為80%左右,鋁硅比為20:1,用這種高品鋁礬土生產棕剛玉時,固定爐的單位耗電為2600KW H左右,傾倒爐單位耗電為2500KW H左右。鋁礬土中的Al2O3含量與單位耗電的關系如圖:

          棕剛玉單位電耗與氧化鋁含量關系

            目前在我國境內Al2O3含量達到85%的鋁礬土礦奇缺,或者說已經枯竭,F在生產棕剛玉所用的鋁礬土其Al2O3的含量多在70% -80%之間,SiO2含量在5% -15%之間。鋁礬土中SiO2含量的高低對單位耗電的影響顯著,有資料表明,SiO2在鋁礬土中的含量每增加2%時其單位耗電可增加8% -16%。為此目前各棕剛玉生產企業單位耗電都居高小下,固定爐單位耗電達到2800KW H左右,傾倒爐單位耗電達到2700KW H左右,有些甚至更高,加之電力和原材料價格不斷上漲,使生產成本長期在高位運行,企業生產成本壓力很大,同時也給節能減排帶來了巨大的困難。

            2、棕剛玉節能措施研究

            鋁礬土是生產棕剛玉的主要原材料,但它也是鋁工業、耐火材料工業和石油支撐劑工業的主要原材料。隨著國家工業化進程的小斷提速以及鋁工業、耐火材料工業、石油支撐劑工業的飛速發展,高品位的鋁礬土礦已蹤跡難覓。棕剛玉生產對鋁礬土礦的要求與鋁工業、耐火材料工業不同,后者要求鋁礬土礦的品位較低。

            半個世紀以來,棕剛玉生產仍沿用傳統的工藝從未改變。隨著時代的變遷,礦產資源銳減,礦產品的質量不斷下降,原材料和能源價格的不斷提升,節能減排任務日趨繁重,棕剛玉生產已經四面楚歌,如果在技術上沒有新的突破,可以預測十年之后生產棕剛玉的單位能耗及生產成本均會出現驚人的大幅上升,一部分棕剛玉生產企業也會因此而被迫關停。按照目前市場價格為不變價進行測算,屆時棕剛玉的生產成本將會在4500-5000元之間,節能減排將成為不可逾越的難題,鑒于以上各種因素,未來的棕剛玉生產和發展必須在科學發展觀的指導下盡快轉變生產發展方式,走技術創新之路。未來的棕剛玉生產與發展必須從以下幾個方而入手

            (1)鋁礬土中Al2O3的富集可以預見未來的棕剛玉生產所用的鋁礬土礦其Al2O3的含量為70% -75%左右的礦居多,從《棕剛玉生產能耗分析》一文中的圖表上可以看出,用這樣的鋁礬土礦去冶煉棕剛玉時單位耗電已在3000KW H以上,按當前的電價計算能耗費用要占生產成本的2/3以上,生產企業已基本上無利可圖。為此必須把鋁礬土礦中所含的Al2O3富集起來,使其Al2O3含量達到95%左右。要達到Al2O3富集的目的必須采用物理或化學的方法對原礦進行處理,這是一個十分復雜的工藝過程。處理后鋁礬土成本(按現行不變價)會提高15% -25%,但用處理后的鋁礬土生產棕剛玉其單位能耗會大幅度下降。

            (2)對鋁礬土進行脫硅處理,當Al2O3含量為75%左右的鋁礬土礦中SiO2的含量都在10%以上,SiO2含量高勢必在進行棕剛玉冶煉時要增加還原劑和澄清劑的用量,由此會引起單位能耗的大幅飆升,增大企業生產成本,要搞好節能減排,要降低生產成本硅這一過程也是關鍵之舉。脫硅是一個復雜的化學過程,脫硅后的鋁礬土使SiO2含量降到2%以下,用脫硅的鋁礬土進行棕剛玉冶煉時加入的還原劑和澄清劑的量大大減少,可以預測用脫硅后的鋁礬土生產棕剛玉其經濟效益遠大于未脫硅的鋁礬土。

            (3)適當加入添加劑,要能找到一種適合于棕剛玉冶煉所用的添加劑,其目的有二:其一是冶煉棕剛玉時加入添加劑之后能促使物料的熔化速度加快,確切的說這種添加劑就是促熔劑。由于熔化速度的加快使原本8小時(指傾倒爐)左右一爐的冶煉時間可以縮短為6-7個小時,使冶煉時間減少,生產周期加快,使生產能力提高,單位能耗下降。按照目前所使用的生產工藝預計單位能耗可降100-200KW H;其二,由于添加劑的使用,在剛玉的結晶中融入了其它元素,能使棕剛玉起到改性的效果,使棕剛玉的硬度和韌性均有不同程度的提高,為剛玉家族增加一個新的成員。

            以上幾種技術措施實施后,預計棕剛玉單位能耗可從目前的2700KW H降至2000KW H以下,生產效率可提高15%以上,可為棕剛玉生產企業帶來豐厚的經濟效益。

          本文標簽:棕剛玉生產,能耗分析,節能措施

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