CN115386760A - 一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺 - Google Patents

一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺 Download PDF

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吕建民
姜亚鹏
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    • Y02P10/20—Recycling

Abstract

本发明涉及一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，属于合金冶炼技术领域，解决了现有锰硅合金生产工艺能源消耗高、渣量大和三元碱度大等技术问题。解决方案为：一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值范围为9％‑13％的原料；2)准备还原剂：选择比电阻大的还原剂进行组合，作为组合还原剂；3)冶炼：将Al2O3/Mn比值范围为9％‑13％的原料和组合还原剂加入到电炉中冶炼，保证三相平衡，流压比控制在430‑450；4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。与现有技术相比，本发明具有能源消耗低高、渣量小和三元碱度小等优点。

Description

一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺
技术领域
本发明属于合金冶炼技术领域，具体涉及一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺。
背景技术
目前企业冶炼锰硅合金普遍采用炉渣三元碱度(R3＝(CaO+MgO)/SiO2)合理值为0.5-0.7，由于其碱度大，所以存在渣量大的问题。国内外的生产实践证明，锰硅合金生产过程中渣量降低100公斤/吨，电耗可下降90度/吨，因此锰硅合金的电耗与渣量紧密相关，渣量越大则电耗越高。
发明内容
为了克服现有技术的不足，解决现有锰硅合金生产工艺能源消耗高、渣量大和三元碱度大等技术问题，本发明提供一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺。
本发明通过以下技术方案予以实现。
本发明提供了一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料；
2)准备还原剂：选择比电阻大的还原剂进行组合，作为组合还原剂；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料和组合还原剂加入到电炉中冶炼，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在430-450；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
进一步，所述步骤1)中选用Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料时，炉膛温度为1632-1679℃。
进一步，所述步骤2)中组合还原剂为：20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦或为20％的九鑫焦、40％的济源焦和40％的稷山焦。
进一步，所述步骤3)中炉渣三元碱度为0.3-0.35。
本发明所达到的有益效果是：本发明提供了一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，选用Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料，将炉渣的三元碱度从0.7降到0.3-0.35，大幅度降低硅石、白云石等造渣剂的用量，从而减少渣量，降低电耗；选用比电阻大的还原剂进行粒度组合适合电极下插；控制流压比范围在430-450，电耗降低。
与现有技术相比，本发明具有能源消耗低高、渣量小和三元碱度小等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1：
一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值为13％的原料，其中原料中Al2O3含量为4.8％，原料中Mn的含量为38％；
2)准备还原剂：经过研究，化工焦比冶金焦的比电阻大，所以选用化工焦进行组合，20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合作为组合还原剂，其中九鑫焦的比电阻为1256μΩ·m，济源焦的比电阻为1180μΩ·m，稷山焦的比电阻为1198μΩ·m，20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合后的测试比电阻为1283μΩ·m；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值13％的原料和20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合后的组合还原剂加入到电炉中冶炼，此过程中的炉膛温度在1522-1558℃，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在435，流压比是电极电流与变压器空载二次电压的比值，流压比过高，电极下插深，负荷给不满，易出现三相不平衡，吃料速度慢，合金过热，锰硅合金产量低；流压比过低，电极难以下插，炉口温度高，炉底温度低，Mn、Si的回收率低，锰硅合金产量低；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
选用Al2O3/Mn比值为13％的原料、20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合作为组合还原剂，电极下插情况好，炉渣中Al2O3含量为27％，炉渣的三元碱度为0.31，锰硅合金电耗为3380度/吨，改进前锰硅合金的电耗为3862度/吨，降低482度/吨。
实施例2：
一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值为11％的原料，其中原料中Al2O3含量为3.8％，原料中Mn的含量为37％；
2)准备还原剂：经过研究，化工焦比冶金焦的比电阻大，所以选用化工焦进行组合，20％的九鑫焦、40％的济源焦和40％的稷山焦组合作为组合还原剂，其中九鑫焦的比电阻为1256μΩ·m，济源焦的比电阻为1180μΩ·m，稷山焦的比电阻为1198μΩ·m，20％的九鑫焦、40％的济源焦和40％的稷山焦组合后的测试比电阻为1258μΩ·m；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值11％的原料和20％的九鑫焦、40％的济源焦和20％的稷山焦组合后的组合还原剂加入到电炉中冶炼，此过程中的炉膛温度在1582-1621℃，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在446，流压比是电极电流与变压器空载二次电压的比值，流压比过高，电极下插深，负荷给不满，易出现三相不平衡，吃料速度慢，合金过热，锰硅合金产量低；流压比过低，电极难以下插，炉口温度高，炉底温度低，Mn、Si的回收率低，锰硅合金产量低；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
选用Al2O3/Mn比值为11％的原料、20％的九鑫焦、40％的济源焦和40％的稷山焦组合作为组合还原剂，电极下插情况好，炉渣中Al2O3含量为24％，炉渣的三元碱度为0.3，锰硅合金电耗为3350度/吨，改进前锰硅合金的电耗为3862度/吨，降低512度/吨。
实施例3：
一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值为9％的原料，其中原料中Al2O3含量为3.1％，原料中Mn的含量为38％；
2)准备还原剂：经过研究，化工焦比冶金焦的比电阻大，所以选用化工焦进行组合，20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合作为组合还原剂，其中九鑫焦的比电阻为1256μΩ·m，济源焦的比电阻为1180μΩ·m，稷山焦的比电阻为1198μΩ·m，20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合后的测试比电阻为1283μΩ·m；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值9％的原料和20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合后的组合还原剂加入到电炉中冶炼，此过程中的炉膛温度在1632-1679℃，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在436，流压比是电极电流与变压器空载二次电压的比值，流压比过高，电极下插深，负荷给不满，易出现三相不平衡，吃料速度慢，合金过热，锰硅合金产量低；流压比过低，电极难以下插，炉口温度高，炉底温度低，Mn、Si的回收率低，锰硅合金产量低；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
选用Al2O3/Mn比值为9％的原料、20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦组合作为组合还原剂，电极下插情况好，炉渣中Al2O3含量为21％，炉渣的三元碱度为0.3，锰硅合金电耗为3348度/吨，改进前锰硅合金的电耗为3862度/吨，降低514度/吨。
对比例1：
一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值为12％的原料，其中原料中Al2O3含量为4.3％，原料中Mn的含量为38％；
2)准备还原剂：经过研究，化工焦比冶金焦的比电阻大，所以选用化工焦进行组合，30％的九鑫焦、50％的济源焦和20％的稷山焦组合作为组合还原剂，其中九鑫焦的比电阻为1256μΩ·m，济源焦的比电阻为1180μΩ·m，稷山焦的比电阻为1198μΩ·m，30％的九鑫焦、50％的济源焦和20％的稷山焦组合后的测试比电阻为1045μΩ·m；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值12％的原料和30％的九鑫焦、50％的济源焦和20％的稷山焦组合后的组合还原剂加入到电炉中冶炼，此过程中的炉膛温度在1546-1579℃，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在442，流压比是电极电流与变压器空载二次电压的比值，流压比过高，电极下插深，负荷给不满，易出现三相不平衡，吃料速度慢，合金过热，锰硅合金产量低；流压比过低，电极难以下插，炉口温度高，炉底温度低，Mn、Si的回收率低，锰硅合金产量低；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
选用Al2O3/Mn比值为12％的原料、30％的九鑫焦、50％的济源焦和20％的稷山焦组合作为组合还原剂，电极下插情况一般，炉渣中Al2O3含量为25％，炉渣的三元碱度为0.34，锰硅合金电耗为3438度/吨，改进前锰硅合金的电耗为3862度/吨，降低424度/吨。
对比例2：
一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值为10％的原料，其中原料中Al2O3含量为3.4％，原料中Mn的含量为37％；
2)准备还原剂：经过研究，化工焦比冶金焦的比电阻大，所以选用化工焦进行组合，10％的九鑫焦、50％的济源焦、30％的稷山焦和10％的永鑫焦组合作为组合还原剂，其中九鑫焦的比电阻为1256μΩ·m，济源焦的测试比电阻为1180μΩ·m，稷山焦的比电阻为1198μΩ·m，永鑫焦的比电阻为1203μΩ·m，10％的九鑫焦、50％的济源焦、30％的稷山焦和10％的永鑫焦组合后的比电阻为1078μΩ·m；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值10％的原料和20％的九鑫焦、10％的九鑫焦、50％的济源焦、30％的稷山焦和10％的永鑫焦组合后的组合还原剂加入到电炉中冶炼，此过程中的炉膛温度在1625-1657℃，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在440，流压比是电极电流与变压器空载二次电压的比值，流压比过高，电极下插深，负荷给不满，易出现三相不平衡，吃料速度慢，合金过热，锰硅合金产量低；流压比过低，电极难以下插，炉口温度高，炉底温度低，Mn、Si的回收率低，锰硅合金产量低；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
选用Al2O3/Mn比值为10％的原料、10％的九鑫焦、50％的济源焦、30％的稷山焦和10％的永鑫焦组合作为组合还原剂，电极下插情况一般，炉渣中Al2O3含量为23％，炉渣的三元碱度为0.33，锰硅合金电耗为3450度/吨，改进前锰硅合金的电耗为3862度/吨，降低412度/吨。

Claims (4)

1.一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：
1)准备原料：选用Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料；
2)准备还原剂：选择比电阻大的还原剂进行组合，作为组合还原剂；
3)冶炼：将Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料和组合还原剂加入到电炉中冶炼，保证三相电极下插均匀、三相平衡，流压比控制在430-450；
4)出炉浇铸：出铁后将锰硅合金浇铸到锭模中，待合金冷却后，入库。
2.根据权利要求1所述的一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，其特征在于：所述步骤1)中选用Al2O3/Mn比值范围为9％-13％的原料时，炉膛温度为1632-1679℃。
3.根据权利要求1所述的一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，其特征在于：所述步骤2)中组合还原剂为：20％的九鑫焦、50％的济源焦和30％的稷山焦或为20％的九鑫焦、40％的济源焦和40％的稷山焦。
4.根据权利要求1所述的一种低碱度冶炼锰硅合金生产工艺，其特征在于：所述步骤3)中炉渣三元碱度为0.3-0.35。
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