CN102367516A

CN102367516A - 制备高碳锰铁的方法

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Publication number: CN102367516A
Application number: CN2011102965481A
Authority: CN
Inventors: 何兴杰; 杨忠姚; 杨选; 邢涛; 韦祖林; 胡忠奎; 王春林; 汤顺祥; 赵光跃; 杨绍萍; 张定刚; 李培元
Original assignee: WENSHAN DOUNAN MANGANESE INDUSTRY Co Ltd YUNNAN
Current assignee: WENSHAN DOUNAN MANGANESE INDUSTRY Co Ltd YUNNAN
Priority date: 2011-09-29
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2031-09-29
Also published as: CN102367516B

Abstract

本发明提供了一种制备高碳锰铁的方法。所述制备高碳锰铁的方法包括以下步骤：a)将第一混合矿加入电炉中，通过所述电炉顶部的中心料管将第二混合矿加入所述电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400～1600摄氏度下将所述第一混合矿和所述第二混合矿同时进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，其中，在所述第一混合矿中，锰铁重量比为6.55∶1；在所述第二混合矿中，锰铁重量比为10.83∶1；按重量百分比，所述高碳锰铁包含75.5％的锰、14.71％的铁、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。根据本发明的实施例，通过将锰铁重量比较高的第二混合矿加入第一混合矿中进行冶炼，可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

Description

制备高碳锰铁的方法

技术领域

本发明涉及锰铁合金生产领域，具体地，涉及一种制备高碳锰铁的方法。

背景技术

高碳锰铁可广泛地用作钢材生产中的脱氧剂、脱硫剂或合金剂。随着对钢材质量要求的提高，对高碳锰铁的质量要求也越来越高。然而，在生产高碳锰铁的过程中，由于原料的波动导致产品中锰元素含量低于质量要求，即“低标”。通常通过调整原料配比来控制产品质量，然而这种方法需要经过较长时间才能提高合金中锰元素的含量，在此期间会生产出两到三炉不合格产品。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明需要提供一种制备高碳锰铁的方法，所述方法可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量。

根据本发明的一个方面，提供了一种制备高碳锰铁的方法。所述制备高碳锰铁的方法包括以下步骤：a)将第一混合矿加入电炉中，通过所述电炉顶部的中心料管将第二混合矿加入所述电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400～1600摄氏度下将所述第一混合矿和所述第二混合矿同时进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，其中，在所述第一混合矿中，锰铁重量比为6.55∶1；在所述第二混合矿中，锰铁重量比为10.83∶1；按重量百分比，所述高碳锰铁包含75.5％的锰、14.71％的铁、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。

根据本发明的实施例，通过将锰铁重量比较高的第二混合矿加入第一混合矿中进行冶炼，可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

另外，根据本发明上述实施例的制备高碳锰铁的方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述第一混合矿由32.69％的原生矿、31.73％的磁选富锰矿、3.85％的铁矿、9.62％的球团和22.11％的南非矿组成。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比计，所述第二混合矿由30％的原生矿、40％的磁选富锰矿、15％的球团和15％的南非矿组成。通过将锰铁重量比较高的第二混合矿加入第一混合矿中进行冶炼，可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述原生矿包含28.32％的锰、1.67％的铁、0.078％的磷、12.39％的二氧化硅、16％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.8％的氧化铝。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含32.5％的锰、2.5％的铁、0.08％的磷、14.5％的二氧化硅、15.5％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.5％的氧化铝。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述铁矿包含45％的铁、0.2％的磷和10％的二氧化硅。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述球团包含25％的锰、3.5％的铁、0.1％的磷、11.14％的二氧化硅、10.02％的氧化钙、1.91％的氧化镁和0.84％的氧化铝。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述南非矿包含37.5％的锰、5.5％的铁、0.04％的磷、9％的二氧化硅、13％的氧化钙、2％的氧化镁和0.61％的氧化铝。

根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述焦炭包含78～82％的固定碳和15～20％的灰分；所述焦炭的粒度为1～5cm；且所述焦炭的用量为所述第一混合矿或所述第二混合矿的重量的17～20％。由此，能够使上述矿石中的氧化物充分反应。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的制备高碳锰铁的方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1描述上述制备高碳锰铁的方法。

参考图1，根据本发明的实施例，制备高碳锰铁的方法包括以下步骤。

首先，如图1所示，将第一混合矿加入电炉中，通过所述电炉顶部的中心料管将第二混合矿加入所述电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400～1600摄氏度下将所述第一混合矿和所述第二混合矿同时进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述第一混合矿由32.69％的原生矿、31.73％的磁选富锰矿、3.85％的铁矿、9.62％的球团和22.11％的南非矿组成，且在所述第一混合矿中，锰铁重量比为6.55∶1。

根据本发明的实施例，按重量百分比计，所述第二混合矿由30％的原生矿、40％的磁选富锰矿、15％的球团和15％的南非矿组成，且在所述第二混合矿中，锰铁重量比为10.83∶1。通过将锰铁重量比较高的第二混合矿加入第一混合矿中进行冶炼，可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

需要说明的是，在本发明中，术语“当日合格”指的是当天内生产的六批高碳锰铁(每4小时生产一批高碳锰铁)的平均质量合格，具体地指的是当天内生产的六批高碳锰铁中锰元素的含量平均大于75重量％。

根据本发明的实施例，按重量百分比，按重量百分比，所述原生矿包含28.32％的锰、1.67％的铁、0.078％的磷、12.39％的二氧化硅、16％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.8％的氧化铝。

根据本发明的实施例，按重量百分比，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含32.5％的锰、2.5％的铁、0.08％的磷、14.5％的二氧化硅、15.5％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.5％的氧化铝。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述铁矿包含45％的铁、0.2％的磷和10％的二氧化硅。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述球团包含25％的锰、3.5％的铁、0.1％的磷、11.14％的二氧化硅、10.02％的氧化钙、1.91％的氧化镁和0.84％的氧化铝。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述南非矿包含37.5％的锰、5.5％的铁、0.04％的磷、9％的二氧化硅、13％的氧化钙、2％的氧化镁和0.61％的氧化铝。

在电炉中，以焦炭为还原剂，在高温电热状态(1400～1600摄氏度)下还原上述矿石中的锰的氧化物和铁的氧化物，并按一定比例形成高碳锰铁。在电炉中，主要还原反应的化学方程式为：

MnO_x+xC＝Mn+xCO↑

Fe_yO_z+zC＝yFe+zCO↑

其中，x为1或2，y为1或2，z为1或3。也就是说，在上述矿石中，锰的氧化物为一氧化锰MnO和/或二氧化锰MnO₂，铁的氧化物为FeO和/或Fe₂O₃。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述焦炭包含78～82％的固定碳和15～20％的灰分，且所述焦炭的粒度为1～5cm。根据本发明的实施例，焦炭的用量为所述第一混合矿或所述第二混合矿的重量的17～20％。由此，能够使上述矿石中的氧化物充分反应。

根据本发明的实施例，电炉的类型不受特别限制，只要能够保证上述还原反应顺利进行即可。根据本发明的一个具体示例，电炉为25000KVA矿热电炉。在电炉中，采用从贵州变压器厂商购的4200KVA单相变压器，一次侧电压为35KV，二次侧电压为134～170V，电极直径为1050mm，极心圆直径为2600mm，炉膛直径为6000mm，炉膛深度为2400mm。

根据本发明的实施例，第二混合矿的加料方式不受特别限制。根据本发明的一个具体示例，将第二混合矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中。中心料管位于三个电极中间。本发明的发明人经过大量实验发现，将第二混合矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中，可以快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

在电炉冶炼之后，如图1所示，对所述含有高碳锰铁的熔浆进行分离，以得到高碳锰铁。

根据本发明的实施例，按重量百分比，所述高碳锰铁包含75.5％的锰、14.71％的铁、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。根据国家标准，按重量百分比，牌号为FeMn78C8的高碳锰铁包含75～82％的锰、不大于8％的碳、不大于2.5％的硅、不大于0.33％的磷和0.03％的硫。因此，采用本发明实施例的方法制备的高碳锰铁满足国家标准中对于牌号为FeMn78C8的高碳锰铁的品级率要求。

具体地，根据本发明的一个实施例，将上述含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。

需要说明的是，上述制备高碳锰铁的方法为连续生产方法，每4小时出炉一次。出炉和铸造后，对铸锭的成分进行分析。当铸锭中锰元素的含量小于75重量％时，将第二混合矿通过所述电炉顶部的中心料管加入电炉中，从而快速提高高碳锰铁中锰元素的含量，使产品质量当日合格。

下面结合实施例对本发明进行详细描述。

实施例1

将326.9kg原生矿、317.3kg磁选富锰矿、38.5kg的铁矿、96.2kg的球团和221.1kg的南非矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到25000KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成第一混合矿。接下来，加入210kg焦炭，在1400摄氏度下将第一混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。然后，对铸锭的成分进行分析。当铸锭中锰元素的含量小于75重量％时，将300kg的原生矿、400kg的磁选富锰矿、150kg的球团和150kg的南非矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中，然后加入210kg焦炭，在1400摄氏度下进行冶炼。8个小时后，铸锭中锰元素的含量大于75重量％。产品的品级率为95％。

实施例2

将326.9kg原生矿、317.3kg磁选富锰矿、38.5kg的铁矿、96.2kg的球团和221.1kg的南非矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到25000KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成第一混合矿。接下来，加入230kg焦炭，在1500摄氏度下将第一混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。然后，对铸锭的成分进行分析。当铸锭中锰元素的含量小于75重量％时，将300kg的原生矿、400kg的磁选富锰矿、150kg的球团和150kg的南非矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中，然后加入230kg焦炭，在1500摄氏度下进行冶炼。8个小时后，铸锭中锰元素的含量大于75重量％。产品的品级率为96％。

实施例3

将326.9kg原生矿、317.3kg磁选富锰矿、38.5kg的铁矿、96.2kg的球团和221.1kg的南非矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到25000KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成第一混合矿。接下来，加入260kg焦炭，在1600摄氏度下将第一混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。然后，对铸锭的成分进行分析。当铸锭中锰元素的含量小于75重量％时，将300kg的原生矿、400kg的磁选富锰矿、150kg的球团和150kg的南非矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中，然后加入260kg焦炭，在1600摄氏度下进行冶炼。8个小时后，铸锭中锰元素的含量大于75重量％。产品的品级率为98％。

实施例4

将326.9kg原生矿、317.3kg磁选富锰矿、38.5kg的铁矿、96.2kg的球团和221.1kg的南非矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到25000KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成第一混合矿。接下来，加入240kg焦炭，在1450摄氏度下将第一混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。然后，对铸锭的成分进行分析。当铸锭中锰元素的含量小于75重量％时，将300kg的原生矿、400kg的磁选富锰矿、150kg的球团和150kg的南非矿通过电炉顶部的中心料管加入电炉中，然后加入240kg焦炭，在1450摄氏度下进行冶炼。8个小时后，铸锭中锰元素的含量大于75重量％。产品的品级率为97％。

对比例1

将326.9kg原生矿、317.3kg磁选富锰矿、38.5kg的铁矿、96.2kg的球团和221.1kg的南非矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到25000KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成第一混合矿。接下来，加入210kg焦炭，在1500摄氏度下将第一混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。然后，对铸锭的成分进行分析，经过两个炉次后，铸锭中锰元素的含量由75.2重量％下降到74.5重量％。产品的品级率为80％。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种制备高碳锰铁的方法，其特征在于，包括以下步骤：

a)将第一混合矿加入电炉中，通过所述电炉顶部的中心料管将第二混合矿加入所述电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400～1600摄氏度下将所述第一混合矿和所述第二混合矿同时进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及

b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，

其中，在所述第一混合矿中，锰铁重量比为6.55∶1；在所述第二混合矿中，锰铁重量比为10.83∶1；按重量百分比，所述高碳锰铁包含75.5％的锰、14.71％的铁、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。

2.根据权利要求1所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述第一混合矿由32.69％的原生矿、31.73％的磁选富锰矿、3.85％的铁矿、9.62％的球团和22.11％的南非矿组成。

3.根据权利要求1所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比计，所述第二混合矿由30％的原生矿、40％的磁选富锰矿、15％的球团和15％的南非矿组成。

4.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述原生矿包含28.32％的锰、1.67％的铁、0.078％的磷、12.39％的二氧化硅、16％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.8％的氧化铝。

5.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含32.5％的锰、2.5％的铁、0.08％的磷、14.5％的二氧化硅、15.5％的氧化钙、1.5％的氧化镁和1.5％的氧化铝。

6.根据权利要求2所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述铁矿包含45％的铁、0.2％的磷和10％的二氧化硅。

7.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述球团包含25％的锰、3.5％的铁、0.1％的磷、11.14％的二氧化硅、10.02％的氧化钙、1.91％的氧化镁和0.84％的氧化铝。

8.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述南非矿包含37.5％的锰、5.5％的铁、0.04％的磷、9％的二氧化硅、13％的氧化钙、2％的氧化镁和0.61％的氧化铝。

9.根据权利要求7～8中任一项所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述焦炭包含78～82％的固定碳和15～20％的灰分；所述焦炭的粒度为1～5cm；且所述焦炭的用量为所述第一混合矿或所述第二混合矿的重量的17～20％。