CN104561549A - 一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，属于微波加热和硅锰合金冶炼技术领域。首先将含碳锰矿石、硅石、碳质还原剂分别破碎，然后将破碎后的含碳锰矿石和碳质还原剂混合均匀得到混合物料；将破碎后的硅石和混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料：内部为混合物料，外环为硅石，然后升温获得热态混合物料。本方法既能实现含碳锰矿石还原煅烧的高效率，还可尽可能的对硅石进行加热，降低总体能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，属于微波加热和硅锰合金冶炼技术领域。
背景技术
据文献（周进华，高硅碳素锰铁，铁合金,1981,第二期:10-15）可知，高硅碳素锰铁相比普通碳素锰铁具有熔化速度快、脱氧能力强、合金含磷低等优点。因而对高硅碳素锰铁合金的生产具有重要技术价值。
高硅碳素锰铁合金的生产，目前主要是采用冷料入炉（矿热炉或高炉）熔炼的方法。冷料入炉不可避免的造成熔炼炉内出现塌料、喷溅等有害现象；冷料入炉，更会使熔炼炉的负荷大，生产效率低。为了解决该类问题，就需提前对原料进行预煅烧，使其中的水分完全脱除，碳酸盐和高价锰氧化物大部分分解，并实现高温热料入炉。
微波加热，具有加热速度快，能量利用率高，可即时控制等优点，因此考虑采用微波加热对硅锰合金的冶炼原料（包括硅石、锰矿石和碳质还原剂）进行还原煅烧。但生产高硅碳素锰铁合金的原料中，配比较大的硅石不吸收微波，不能被微波加热，这就使得硅石升温所需的热量主要靠索取含碳锰矿石的热量，进而使碳锰矿石的升温速度减缓，还原煅烧效率降低。
因此，开发一种即不影响微波加热还原煅烧锰矿石的效率，又可使硅石温度显著升高的方法，实现高温含硅石锰矿石入炉熔炼硅锰合金，具有十分重要的意义。
发明内容
针对目前某些地区锰矿石资源成分稳定、品质参差不齐，利用成本高的问题，提供一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法。本方法既能实现含碳锰矿石还原煅烧的高效率，还可尽可能的对硅石进行加热，降低总体能耗，本发明通过以下技术方案实现。
一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将含碳锰矿石、硅石、碳质还原剂分别破碎至粒度为5~80mm、5~80mm、5mm以下，然后将破碎后的含碳锰矿石和碳质还原剂混合均匀得到混合物料，其中碳质还原剂质量为含碳锰矿石质量的2~4%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的20~30%，然后升温至800~900℃保温20~50min获得水分除尽、碳酸盐分解率和高价锰氧化物还原率达到75~90%热态混合物料。
所述步骤1中的含碳锰矿石包括以下质量百分比组分：含锰25%~30%，含铁2.5%~5.0%、SiO215%~20%。
所述步骤1中的硅石中的SiO2质量百分比高于93%。
所述步骤1中的碳质还原剂为煤粉、焦炭、木炭或石油焦。
所述步骤2得到的热态混合物料用于矿热炉熔炼生产高硅碳素锰铁合金。
上述“75~90%”是指含碳锰矿石彻底干燥后在经微波煅烧时的锰矿石失重率与锰矿石中碳酸盐彻底分解和高价锰氧化物彻底还原为MnO时的理论失重率的比值。
本发明的有益效果是：本发明通过外环为硅石、环内为含碳锰矿石的环状布料方式，不仅使微波可直接透过硅石作用于含碳锰矿石，基本不影响含碳锰矿石的升温速率和还原煅烧效率，除此之外布置于外环的硅石可起到阻碍含碳锰矿石的热量直接传递到陶瓷管而耗散、降低能耗的作用，并同时能将硅石的温度显著升高。
附图说明
图1是本发明锰矿石分布布料示意图。
图中：1-微波腔体，2-陶瓷管，3-透波保温层，4-硅石层，5-含碳锰矿石。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将硅石、锰矿石和碳质还原剂分别粉碎至5~80mm、5~80mm、5mm以下，其中硅石中的SiO2质量百分比为95.8%，锰矿石中的锰、铁和SiO2的质量百分比分别为27.62%、3.5%、17.1%；将锰矿石和碳质还原剂混合，得到含碳锰矿石混合物料，其中碳质还原剂为煤粉，碳质还原剂质量为锰矿石质量的3%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料（如图1所示）：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的25%，然后升温至900℃（此时硅石温度为548℃）保温40min获得水分除尽、碳酸盐分解率和高价锰氧化物还原率达到82.1%，温度为784℃热态混合物料。
步骤3、将步骤2得到的热态混合物料加入占锰矿石质量21.3%的焦炭混合均匀，在矿热炉中升温至温度为1550℃条件下保温4h得到高硅碳素锰铁合金，该高硅碳素锰铁合金中锰、硅、铁和磷的质量百分比分别为：66.5%、18.3%、12.7%、1.8%。
实施例2
该微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将硅石、锰矿石和碳质还原剂分别粉碎至5~80mm、5~80mm、5mm以下，其中硅石中的SiO2质量百分比为93.5%，锰矿石中的锰、铁和SiO2的质量百分比分别为28.77%、4.15%、15.69%；将锰矿石和碳质还原剂混合，得到含碳锰矿石混合物料，其中碳质还原剂为焦炭，碳质还原剂质量为锰矿石质量的3.5%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料（如图1所示）：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的20%，然后升温至850℃（此时硅石温度为482℃）保温50min获得水分除尽、碳酸盐分解率和高价锰氧化物还原率达到79.3%，温度为731℃热态混合物料。
步骤3、将步骤2得到的热态混合物料加入占锰矿石质量20.2%的焦炭混合均匀，在矿热炉中升温至温度为1600℃条件下保温4h得到高硅碳素锰铁合金，该高硅碳素锰铁合金中锰、硅、铁和磷的质量百分比分别为：66.5%、18.1%、13.0%、1.8%。
实施例3
该微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将硅石、锰矿石和碳质还原剂分别粉碎至5~80mm、5~80mm、3mm以下，其中硅石中的SiO2质量百分比为93.5%，锰矿石中的锰、铁和SiO2的质量百分比分别为29.16%、2.68%、14.71%；将锰矿石和碳质还原剂混合，得到含碳锰矿石混合物料，其中碳质还原剂为木炭，碳质还原剂质量为锰矿石质量的2%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料（如图1所示）：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的20%，然后升温至800℃（此时硅石温度为413℃）保温20min获得水分除尽、碳酸盐分解率和高价锰氧化物还原率达到75.8%，温度为657℃热态混合物料。
步骤3、将步骤2得到的热态混合物料加入占锰矿石质量19.5%的焦炭混合均匀，在矿热炉中升温至温度为1600℃条件下保温3.5h得到高硅碳素锰铁合金，该高硅碳素锰铁合金中锰、硅、铁和磷的质量百分比分别为：65.8%、18.0%、13.7%、1.8%。
实施例4
该微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其具体步骤如下：
步骤1、首先将硅石、锰矿石和碳质还原剂分别粉碎至5~80mm、5~80mm、3mm以下，其中硅石中的SiO2质量百分比为96.3%，锰矿石中的锰、铁和SiO2的质量百分比分别为29.2%、4.76%、17.72%；将锰矿石和碳质还原剂混合，得到含碳锰矿石混合物料，其中碳质还原剂为石油焦，碳质还原剂质量为锰矿石质量的4%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料（如图1所示）：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的30%，然后升温至850℃（此时硅石温度为493℃）保温35min获得水分除尽、碳酸盐分解率和高价锰氧化物还原率达到78.8%，温度为742℃热态混合物料。
步骤3、将步骤2得到的热态混合物料加入占锰矿石质量19.5%的焦炭混合均匀，在矿热炉中升温至温度为1600℃条件下保温3h得到高硅碳素锰铁合金，该高硅碳素锰铁合金中锰、硅、铁和磷的质量百分比分别为：65.8%、17.5%、14.18%、1.8%。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其特征在于具体步骤如下：
步骤1、首先将含碳锰矿石、硅石、碳质还原剂分别破碎至粒度为5~80mm、5~80mm、5mm以下，然后将破碎后的含碳锰矿石和碳质还原剂混合均匀得到混合物料，其中碳质还原剂质量为含碳锰矿石质量的2~4%；
步骤2、将步骤1破碎后的硅石和步骤1的混合物料置于微波竖式炉中进行环状布料：内部为混合物料，外环为硅石，其中硅石质量为含碳锰矿石质量的20~30%，然后升温至800~900℃保温20~50min获得热态混合物料。
2.根据权利要求1所述的微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其特征在于：所述步骤1中的含碳锰矿石包括以下质量百分比组分：含锰25%~30%，含铁2.5%~5.0%、SiO215%~20%。
3.根据权利要求1所述的微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其特征在于：所述步骤1中的硅石中的SiO2质量百分比高于93%。
4.根据权利要求1所述的微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其特征在于：所述步骤1中的碳质还原剂为煤粉、焦炭、木炭或石油焦。
5.根据权利要求1所述的微波竖式炉煅烧含硅石锰矿石的布料方法，其特征在于：所述步骤2得到的热态混合物料用于矿热炉熔炼生产高硅碳素锰铁合金。
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Granted publication date: 20170104 |