CN100354441C - 利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法。它主要解决现采用矿热炉的生产工艺复杂，能耗高，效率低等技术问题。其技术方案要点是：在精炼锰铁电炉冶炼终了出炉时，将中或低碳锰渣液装入特用渣包内，再将特用渣包内的中或低碳锰渣液与硅质还原剂进行热兑倒入其中一个特用铁水包内，热兑结束后，将特用铁水包内的中或低碳锰渣液、硅质还原剂快速倒入另一个特用铁水内，如此反复合倒包2～3个回合，最后将中或低碳锰渣液、硅质还原剂快速倒入摇包内，启动摇包机，摇动摇包3～15分钟，摇包结束后，进行镇静沉淀8～25分钟，扒渣后将渣液倒入一钢质矮圆盘内冷却，翻盘精整即得成品。它工艺简单，能耗和单位成本大为降低，经济和社会效益十分明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法。
背景技术
现有生产低碳低磷硅锰合金主要是采用矿热炉的生产方法，工艺复杂，能耗高，效率低。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单、能耗相对较低、效益更好的利用中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它包括以下步骤：
a)于精炼锰铁电炉出炉前，准备一个特用渣包和两个特用铁水包。其中特用渣包有效容积为摇包有效容积的60％，两个特用铁水包有效容积分别为摇包有效容积的70％。
b)精炼锰铁电炉出炉，形成精炼锰铁铁水和中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)，将中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)装入特用渣包内，装入体积量不少于特用渣包有效容积的80％。中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)的碱度控制为0.8～1.4，炉渣出炉温度控制为1400～1800℃，渣中含锰控制为15～30％。
c)将中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)和硅质还原剂进行热兑，即将特用渣包内的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)与硅质还原剂同时缓慢匀速倒入其中一个特用铁水包内，并且同时倒完；硅质还原剂用袋子装成10～20公斤一袋，采用人工抛袋的方式加入特用铁水包内。
d)将特用铁水包内的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)、硅质还原剂快速倒入另一个特用铁水包内，如此反复倒包2～3个回合，即倒包次数达4～6次。
e)将反复倒包后的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)、硅质还原剂快速倒入摇包内，启动摇包机，摇动摇包3～15分钟，摇包机转速控制为35～65转/分钟。
f)停止摇动，镇静沉淀8～25分钟。
g)扒渣，扒去上部贫渣，将余下的渣与铁倒入一个钢质矮圆盘内。
h)冷却6～12小时，翻盘将低碳低磷高硅硅锰合金精整出来。
所述硅质还原剂包括硅铁粉、结晶硅粉、或其混合物；硅质还原剂加入总量为：65％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)重量的12～30％。或75％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)重量的8～28％。或工业硅、结晶硅粉(含硅不低于97％)，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)重量的5～25％。
本发明的有益效果是：工艺简单，能耗和单位成本大为也降低。下面就原有生产方法与本发明方法生产的成本进行比较。采用原有矿热炉的生产方法的成本核算如下：
| 原材料 | 单价(元/t) | 单耗(t/t) | 单位成本(元/t) |
| 优质锰矿 | 1800 | 1 | 1800 |
| 富锰渣Mn≥40％ | 1600 | 1 | 1600 |
| 焦炭 | 950 | 0.65 | 617.5 |
| 硅石 | 60 | 1 | 60 |
| 产品电耗 | 0.4 | 6000 | 2400 |
| 电杨糊 | 1600 | 0.045 | 72 |
| 铜瓦 | 45000 | 0.0001 | 4.5 |
| 圆钢 | 3500 | 0.0035 | 12.25 |
| 吹氧管 | 3920 | 0.0008 | 3.136 |
| 电机壳 | 7300 | 0.004 | 29.2 |
| 耐火材料 | 555 | 0.015 | 8.325 |
| 锭模类 | 3145 | 0.003 | 9.435 |
| 人工工资 | 130 | ||
| 合计 | 6746.346 | ||
采用本发明的方法的生产成本如下：
| 原材料 | 单价(元/t) | 单耗(t/t) | 单位成本(元/t) |
| 75硅铁 | 6000 | 0.65 | 3900 |
| 中锰渣(18#) | 200 | 4.2 | 840 |
| 耐火材料 | 580 | 0.08 | 46.4 |
| 锭模类 | 3145 | 0.003 | 9.435 |
| 人工工资 | 60 | ||
| 合计 | 4855.835 | ||
从上述列表可以看出：本发明通过采用精铁锰铁冶炼电炉生产中碳锰铁，年产液态中锰渣26000T左右，生产时间按11个月计算，中锰渣利用率为80％，即可利用中锰渣21000T，按4.2T渣可生产1T低磷低碳高硅硅锰计算，则可年产低磷低碳高硅硅锰5000T，每吨可赚2500元，则每年除获得正常中锰生产利润外另可赚1250万元。用这5000吨硅锰又可冶炼出5000吨优质低碳锰铁(如FeMn85CO2)，该种低碳锰铁比正常中碳锰铁的售价高出2000元以上，因此又可赚1000万元，综上所述，利用采用本发明可通过1台3500KVA的精炼锰铁冶炼电炉(生产中锰的情况下)就可每年增加收益2250万元，废物得到充分利用，经济效益十分明显。
采用本发明生产低磷低碳高硅硅锰有以下几点社会意义：
1、解决资源综合利用问题，我国锰矿资源中贫矿居多，富矿极度紧缺，冶炼高硅硅锰基本依靠进口锰矿，采用本发明，经过热兑、反复倒包、摇包之后贫渣含锰在3.5％以下，充分回收渣中锰元素，对于缓解我国锰矿资源短缺的局面有着重要意义。
2、采用本发明充分利用液态渣的物理热和过程反应化学热，无需耗电，充分体现了节能的特点。
3、解决了精铁锰铁冶炼电炉环境治理问题，生产终了的贫渣可用于制造水泥，大量炉渣堆积成山的现象不再存在。
具体实施方式
本发明需要中锰冶炼电炉1台，吊车1台，摇包机1台，摇包3个，精铁锰冶炼电炉优选3500KVA，吊车优选15T吊车，优选10T的摇包机。它主要是通过以下步骤实现的：
a)于精炼锰铁电炉出炉前，准备一个特用渣包和两个特用铁水包。其中特用渣包有效容积为摇包有效容积的60％，两个特用铁水包有效容积分别为摇包有效容积的70％。
b)精炼锰铁电炉出炉，形成精炼锰铁铁水和中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)，将中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)装入特用渣包内，装入体积量不少于特用渣包有效容积的80％。中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)的碱度控制为0.8～1.4，炉渣出炉温度控制为1400～1800℃，渣中含锰控制为15～30％
c)将中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)和硅质还原剂进行热兑，即将特用渣包内的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)与硅质还原剂同时缓慢匀速倒入其中一个特用铁水包内，并且同时倒完；硅质还原剂用袋子装成10～20公斤一袋，采用人工抛袋的方式加入特用铁水包内。
d)将特用铁水包内的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)、硅质还原剂快速倒入另一个特用铁水包内，如此反复倒包2～3个回合，即倒包次数达4～6次。
e)将反复倒包后的中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)、硅质还原剂快速倒入摇包内，启动摇包机，摇动摇包3～15分钟，摇包机转速控制为35～65转/分钟。
f)停止摇动，镇静沉淀8～25分钟。
g)扒渣，扒去上部贫渣，将余下的渣与铁倒入一个钢质矮圆盘内。冷却6～12小时，翻盘将低碳低磷高硅硅锰合金精整出来。
成品合金成分：Mn：55～75％，Si：15～35％，C：0.05～0.2％，P：0.02～0.1％，S：0.003～0.01％，余量为Fe。
或Mn：60～65％，Si：19～24％，C：0.05～0.15％，P：0.02～0.06％，
S：0.003～0.006％，余量为Fe，它属于低磷低碳高硅硅锰。
所述中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)：炉渣终渣碱度为0.8～1.4，炉渣出炉温度为1400～1800℃，渣中含锰为15～30％，
硅质还原剂(硅铁粉或结晶硅粉)加入总量为：
65％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)重量的12～30％，
75％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)的8～28％，
含硅不低于97％的工业硅或结晶硅粉、或其混合物，加入重量为中碳锰铁渣液(或低碳锰铁渣液)重量的5～25％，
摇包高径比为：0.8～1.2，
摇包、特用渣包、特用铁水包的有效容积均是筑好包衬后的实际容积，摇包时间为：5～25分钟，
摇包转速：35～65转/分钟，
镇定时间：8～25分钟，
渣铁冷却时间6～12小时，
矮钢盘的高径比为：0.3～0.7，
摇包的偏心距为80～120毫米。
Claims (4)
1、一种利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法，其特征在于它包括以下步骤：
a)于精炼锰铁电炉出炉前，准备一个特用渣包和两个特用铁水包；其中特用渣包有效容积为摇包有效容积的60％，两个特用铁水包有效容积分别为摇包有效容积的70％；
b)精炼锰铁电炉出炉，形成精炼锰铁铁水和中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液，将中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液装入特用渣包内，装入体积量不少于特用渣包有效容积的80％；中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液的碱度控制为0.8～1.4，炉渣出炉温度控制为1400～1800℃，渣中含锰控制为15～30％；
c)将中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液和硅质还原剂进行热兑，即将特用渣包内的中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液与硅质还原剂同时缓慢匀速倒入其中一个特用铁水包内，并且同时倒完；硅质还原剂用袋子装成10～20公斤一袋，采用人工抛袋的方式加入特用铁水包内；
d)将特用铁水包内的中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液、硅质还原剂快速倒入另一个特用铁水包内，如此反复倒包2～3个回合，即倒包次数达4～6次；
e)将反复倒包后的中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液、硅质还原剂快速倒入摇包内，启动摇包机，摇动摇包3～15分钟，摇包机转速控制为35～65转/分钟；
f)停止摇动，镇静沉淀8～25分钟；
g)扒渣，扒去上部贫渣，将余下的渣与铁倒入一个钢质矮圆盘内；
h)冷却6～12小时，翻盘将低碳低磷高硅硅锰合金精整出来。
2、根据权利要求1所述的利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法，其特征是：所述硅质还原剂包括硅铁粉、结晶硅粉、或其混合物；硅质还原剂加入总量为：65％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液重量的12～30％。
3、根据权利要求1所述的利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法，其特征是：所述硅质合金包括硅铁粉、结晶硅粉、或其混合物；硅质合金加入总量为：75％硅铁，加入重量为中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液重量的8～28％。
4、根据权利要求1所述的利用中锰渣和硅质还原剂生产低碳低磷硅锰合金的方法，其特征是：所述硅质还原剂包括硅铁粉、结晶硅粉、或其混合物；硅质还原剂加入总量为：含硅不低于97％的工业硅或结晶硅粉、或其混合物，加入重量为中碳锰铁渣液或低碳锰铁渣液重量的5～25％。
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