CN110218883A - 一种硅锰的熔炼方法 - Google Patents

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郭志山
王治安
贾智
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Abstract

本发明公开了一种硅锰的熔炼方法，具体涉及冶炼技术领域，具体步骤如下：步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为10‑80mm；步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为10‑50mm。本发明通过添加伟晶花岗岩代替石灰及一部分硅石，既可以提高硅收得率和锰收得率，还降低了石灰与硅石的使用量，降低了成本，提高了熔炼效率。

Description

一种硅锰的熔炼方法
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，更具体地说，本发明涉及一种硅锰的熔炼方法。
背景技术
硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。
现有的硅锰合金在冶炼过程中，由于冶炼方法过于简单，导致冶炼时的效率较低。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种硅锰的熔炼方法，通过添加伟晶花岗岩代替石灰及一部分硅石，既可以提高硅收得率和锰收得率，还降低了石灰与硅石的使用量，降低了成本，提高了熔炼效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种硅锰的熔炼方法，具体步骤如下：
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在1200°-2000°，冶炼时间控制在2-4小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒2100～2300份，富锰渣颗粒150～170份，焦炭颗粒120～150份，硅石颗粒300～480份，石灰100～350份，伟晶花岗岩颗粒150～450份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
在一个优选地实施方式中，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
在一个优选地实施方式中，所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为10-80mm。
在一个优选地实施方式中，所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为10-50mm。
在一个优选地实施方式中，所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为3-30mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
在一个优选地实施方式中，所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为10-40mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
在一个优选地实施方式中，所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为10-50mm。
在一个优选地实施方式中，所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1200°-1300°，时长为1-2小时，当冶炼炉内温度升到1800°-2000°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为1-2小时。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过添加伟晶花岗岩代替石灰及一部分硅石，既可以提高硅收得率和锰收得率，还降低了石灰与硅石的使用量，降低了成本，提高了熔炼效率；
2、本发明通过将锰矿石、富锰渣、焦炭、硅石、石灰和伟晶花岗岩在熔炼前经过两次粉碎，并进行删选，有效降低了熔炼混合物中的杂质，且粉碎成颗粒状后，还可以提高熔炼的效率，优化了熔炼步骤，提高了熔炼的效率。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种硅锰的熔炼方法，具体步骤如下；
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在1800°，冶炼时间控制在2小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒2100份，富锰渣颗粒150份，焦炭颗粒120份，硅石颗粒300份，石灰100份，伟晶花岗岩颗粒150份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
进一步的，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
进一步的，所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为50mm。
进一步的，所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为20mm。
进一步的，所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为5mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
进一步的，所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为10mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
进一步的，所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为10mm。
进一步的，所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1200°，时长为1小时，当冶炼炉内温度升到1800°°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为1小时。
实施例2：
一种硅锰的熔炼方法，具体步骤如下：
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在1300°，冶炼时间控制在2小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒220份，富锰渣颗粒155份，焦炭颗粒125份，硅石颗粒340份，石灰120份，伟晶花岗岩颗粒160份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
进一步的，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
进一步的，所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为60mm。
进一步的，所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为20mm。
进一步的，所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为10mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
进一步的，所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为15mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
进一步的，所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为20mm。
进一步的，所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1200，时长为1小时，当冶炼炉内温度升到1800°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为1小时。
实施例3：
一种硅锰的熔炼方法，具体步骤如下：
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在1300°，冶炼时间控制在3小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒2300份，富锰渣颗粒160份，焦炭颗粒140份，硅石颗粒400份，石灰250份，伟晶花岗岩颗粒300份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
进一步的，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
进一步的，所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为55mm。
进一步的，所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为40mm。
进一步的，所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为12mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
进一步的，所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为25mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
进一步的，所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为30mm。
进一步的，所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1300°，时长为1.5小时，当冶炼炉内温度升到1800°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为1.5小时。
实施例4：
一种硅锰的熔炼方法，具体步骤如下：
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在2000°，冶炼时间控制在4小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒2300份，富锰渣颗粒170份，焦炭颗粒150份，硅石颗粒480份，石灰350份，伟晶花岗岩颗粒450份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
进一步的，所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
进一步的，所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为80mm。
进一步的，所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为50mm。
进一步的，所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为30mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
进一步的，所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为40mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
进一步的，所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为50mm。
进一步的，所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1300°，时长为2小时，当冶炼炉内温度升到2000°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为2小时。
对比实施例1-4，在本实施例中，氧气和惰性气体的注入方式采用高位注射，钢水中的化学成分在反应时会出现部分不完全的现象，影响出钢产品的硬度和韧性
分别取上述实施例1-4所制得硅锰合金，对其进行检测，并记录熔炼过程中的耗电量，得到以下数据：
炉渣碱度 硅收得率% 锰收得率% 耗电量kwh/吨
实施例1 一般 40％ 65％ 3760kwh/吨
实施例2 较低 38％ 60％ 3750kwh/吨
实施例3 较高 42％ 70％ 3800kwh/吨
实施例4 适中 47％ 79％ 3760kwh/吨
由上表可知，实施例4中方法原料配合比例适中，通过添加伟晶花岗岩代替石灰及一部分硅石，可以提高硅收得率和锰收得率，且降低了石灰与硅石的使用量，降低了成本，提高了效率。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：将锰矿送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的锰矿碎块后进行筛选，将杂质去除，并将锰矿碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到锰矿颗粒，并进行筛选；
步骤二：将富锰渣送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的富锰渣碎块后进行筛选，将杂质去除，并将富锰渣碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到富锰渣颗粒，并进行筛选；
步骤三：将焦炭送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的焦炭碎块后进行筛选，将杂质去除，并将焦炭碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到焦炭颗粒，并进行筛选，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为3-30mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%；
步骤四：将硅石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的硅石碎块后进行筛选，将杂质去除，并将硅石碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到硅石颗粒，并进行筛选；
步骤五：将伟晶花岗岩矿石送进矿石粗碎机内进行破碎，得到破碎的伟晶花岗岩碎块后进行筛选，将杂质去除，并将伟晶花岗岩碎块送进矿石细碎机内进行二次破碎，得到伟晶花岗岩颗粒，并进行筛选；
步骤六：将步骤一所得的锰矿颗粒、步骤二所得的富锰渣颗粒、步骤三所得的焦炭颗粒、步骤四所得的硅石颗粒和步骤五所得伟晶花岗岩颗粒统一放入搅拌机内进行混合，并在往搅拌机同时添加石灰，最终得到由锰矿颗粒、富锰渣颗粒、焦炭颗粒、硅石颗粒、石灰和伟晶花岗岩颗粒组成的混合物；
步骤七：将步骤六所得的混合物放置到冶炼炉内进行冶炼，冶炼炉内温度控制在1200°-2000°，冶炼时间控制在2-4小时，其中混合物成分为：锰矿颗粒2100～2300份，富锰渣颗粒150～170份，焦炭颗粒120～150份，硅石颗粒300～480份，石灰100～350份，伟晶花岗岩颗粒150～450份；
步骤八：冶炼完成，即可得硅锰合金。
2.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤一、步骤二、步骤三、步骤四和步骤五可同步进行。
3.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤一中，筛选出需要冶炼的锰矿颗粒直径为10-80mm。
4.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤二中，筛选出需要冶炼的富锰渣颗粒直径为10-50mm。
5.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤三中，筛选出需要冶炼的焦炭颗粒直径为3-30mm，且固定碳≥84%，灰分≤14%。
6.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤四中，筛选出需要冶炼的硅石颗粒直径为10-40mm，且SiO 2≥97%，P 20 5 ＜0.02。
7.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤五中，筛选出需要冶炼的伟晶花岗岩颗粒直径为10-50mm。
8.根据权利要求1所述的一种硅锰的熔炼方法，其特征在于：所述步骤七中，冶炼炉在进行冶炼时，先提前进行预热处理，预热处理时冶炼炉温度为1200°-1300°，时长为1-2小时，当冶炼炉内温度升到1800°-2000°，冶炼炉开始对混合物进行冶炼，时长为1-2小时。
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