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1、6300KVA中低碳錳鐵精煉爐技術(shù)方案蘭州西鐵機械制造有限責(zé)任公司2010年10月總述23中低碳錳鐵生產(chǎn)，國內(nèi)成熟的工藝為電硅熱法。電硅熱法生產(chǎn)中低碳錳鐵是在精煉電爐中用錳礦對錳硅合金精煉脫硅（即用錳硅合金還原錳礦）而得到中低碳錳鐵，這是目前冶煉中低碳錳鐵的主要方法。所煉中低碳錳鐵的含碳量取決于錳硅合金的含碳量，電極和原料進入合金的碳極少。由于爐料的狀態(tài)不同，分為熱裝、冷裝兩種形式。熱裝方式為：上一車間生產(chǎn)的硅錳鐵水，不用澆鑄，使用牽引車直接進入本項目精煉車間，然后用天車將鐵水澆入精煉電爐即開始生產(chǎn)中低碳錳鐵
2、。冷裝方式為：將已澆鑄好的成品塊狀硅錳產(chǎn)品破碎后，加入本項目精煉電爐后先融化后冶煉。若業(yè)主已經(jīng)建設(shè)了錳硅電爐，建議按熱裝方式生產(chǎn)，中低碳錳鐵產(chǎn)品冶煉電耗低于580KWH/T；若無錳硅電爐，只能采用冷裝方式，中碳錳鐵產(chǎn)品電耗在1800KWH/T左右。兩種生產(chǎn)方式均采用電硅熱法精煉電爐。精煉電爐為間歇式生產(chǎn)，冶煉過程分補爐、引弧、加料、熔化、精煉和出鐵幾個時期。根據(jù)國內(nèi)冶煉中低碳錳鐵先進經(jīng)驗，本項目采用兩臺6300KVA精煉爐，單臺電爐日產(chǎn)55～60噸，兩臺電爐日產(chǎn)110～120噸；兩臺電爐年產(chǎn)量大于36000噸
3、，與年產(chǎn)36000噸錳硅項目匹配。一工藝說明23（一）原料電硅熱法生產(chǎn)中低碳錳鐵的原料有錳礦、錳硅合金和石灰。錳礦：要求使用含Mn>40%，Mn/Fe>7,P<0.1,SiO2<15%的富錳氧化礦。如果使用含錳低、含SiO2高的貧礦，不但錳的回收率低、脫硅慢、渣量大，而且很難煉出低碳錳鐵冶煉中低碳錳鐵不宜采用燒結(jié)礦和富錳渣。錳礦的粒度應(yīng)不大于50mm，水分應(yīng)小于6%。錳礦水分對各項技術(shù)經(jīng)濟指標有一定的影響，例如用含水10.%～20%的錳礦與含水小于3%的同種錳礦相比，前者比后者錳的回收率低4～6%，產(chǎn)量低10
4、%~20%，單位電耗高15%~20%。錳硅合金：中低碳錳鐵的含碳量基本上取決于錳硅合金的含碳量，根據(jù)冶煉不同牌號的中低碳錳鐵來確定所用錳硅合金的含碳量和與其相應(yīng)的含硅量，生產(chǎn)上可通過不同含碳量的硅錳合金搭配，使其含碳量滿足要求。要求錳硅合金含錳越高越好。在所煉產(chǎn)品含錳一定的條件下，所用錳硅合金含錳越高，錳礦的允許含鐵量也越高，使用含鐵高的錳礦，對加速脫硅、減少渣量和降低電耗是有益的。實踐證明錳硅合金含錳每提高1%，所用錳礦含鐵量允許提高0.7%~1%。我國用于生產(chǎn)中低碳錳鐵的錳硅合金含錳通常為67~69%。采
5、用冷裝時，錳硅合金的粒度小于30mm23，并去掉高碳層。采用液態(tài)錳硅合金兌入法，熱兌時將渣扒干凈。石灰：生產(chǎn)中低碳錳鐵所用的石灰，要求含CaO>85%,P<0.02%,SiO2<3%，粒度8～40mm。不得帶有碳質(zhì)夾雜物，不應(yīng)使用粉狀、未燒透的石灰。（二）冶煉原理爐料中的錳礦石在受熱過程中，錳的高價氧化物隨著溫度的升高逐步分解，變成低價氧化物。錳礦受熱分解生成Mn3O4,以后，在繼續(xù)升溫的同時，部分高價氧化物直接與硅反應(yīng)生成低價氧化物或錳金屬，其反應(yīng)如下：2Mn3O4+Si=6MnO+SiO2Mn3O4+2S
6、i=3Mn+2SiO2未被還原的Mn3O4受熱分解成MnO，熔化進入爐渣中，繼續(xù)被合金溶液中的硅還原，其反應(yīng)式為：2MnO+Si=2Mn+SiO2CaO由于反應(yīng)生成物MnO與SiO2結(jié)合成硅酸鹽（MnO·SiO2），造成反應(yīng)物MnO的活度降低，正向反應(yīng)變得困難。為了提高MnO的還原效果，提高錳的回收率，需要在爐料中配入一定量的石灰，將MnO從硅酸錳鹽中置換出來。其反應(yīng)式為：MnO·SiO2+CaO=MnO+CaOSiO2富錳渣或錳礦是錳的氧化物的來源。使用富錳渣時能得到較低磷含量的中低碳錳鐵，但是富錳渣中的S
7、iO2較高,MnO以232MnO·SiO2狀態(tài)存在，MnO的還原較困難，而錳礦中的錳多以MnO2的形式存在，MnO2在爐內(nèi)受熱分解成Mn3O4根據(jù)熔煉進行的反應(yīng)來看，加入石灰對提高爐渣堿度是有利的。但是堿度不宜過高，因為堿度過高，會增加渣量使爐渣變稠，反應(yīng)不活躍，同時還會使爐溫升高，電耗增加，錳的揮發(fā)損失也增加。因此實際生產(chǎn)中通常把爐渣堿度(CaO+MgO)/SiO2控制在1.3～1.7的范圍內(nèi)。（三）冶煉工藝生產(chǎn)中低碳錳鐵的傳統(tǒng)方法，采用的精煉爐多為傾動式的石墨電極精煉爐。中低碳錳鐵的冶煉過程分補爐、引弧、
8、加料、熔化、精煉和出鐵幾個時期。補爐：爐襯用鎂質(zhì)材料筑成（鎂磚或鎂質(zhì)搗打料）。由于爐襯經(jīng)常處于高溫下工作，即要承受爐渣和金屬的侵蝕，又受到電弧高溫的作用，因而爐底和爐膛隨著冶煉時間的延長而逐漸變薄，尤其是出鐵口更易損壞。為了保護爐襯，在上一爐出完鐵后，要立即進行堵出鐵口和補爐。引弧、加料和熔化：補爐結(jié)束后加入石灰，隨之加部分錳硅合金引弧，再將其余混合料一次加入爐內(nèi)。爐料加完后，電力可給至滿負荷。為減
