中低碳錳鐵技術(shù)方案

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1、6300KVA中低碳錳鐵精煉爐技術(shù)方案蘭州西鐵機(jī)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(guó)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(duì)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(jìn)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(jìn)入本項(xiàng)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(xiàng)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(wú)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(bǔ)爐、引弧、加料、熔化、精煉和出鐵幾個(gè)時(shí)期。根據(jù)國(guó)內(nèi)冶煉中低碳錳鐵先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目采用兩臺(tái)6300KVA精煉爐，單臺(tái)電爐日產(chǎn)55～60噸，兩臺(tái)電爐日產(chǎn)110～120噸；兩臺(tái)電爐年產(chǎn)量大于36000噸

3、，與年產(chǎn)36000噸錳硅項(xiàng)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(duì)各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(hào)的中低碳錳鐵來(lái)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(duì)加速脫硅、減少渣量和降低電耗是有益的。實(shí)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(guó)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(shí)，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(shí)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(jià)氧化物隨著溫度的升高逐步分解，變成低價(jià)氧化物。錳礦受熱分解生成Mn3O4,以后，在繼續(xù)升溫的同時(shí)，部分高價(jià)氧化物直接與硅反應(yīng)生成低價(jià)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(jìn)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M(jìn)nO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(lái)。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(lái)源。使用富錳渣時(shí)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(jìn)行的反應(yīng)來(lái)看，加入石灰對(duì)提高爐渣堿度是有利的。但是堿度不宜過高，因?yàn)閴A度過高，會(huì)增加渣量使?fàn)t渣變稠，反應(yīng)不活躍，同時(shí)還會(huì)使?fàn)t溫升高，電耗增加，錳的揮發(fā)損失也增加。因此實(shí)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(dòng)式的石墨電極精煉爐。中低碳錳鐵的冶煉過程分補(bǔ)爐、引弧、

8、加料、熔化、精煉和出鐵幾個(gè)時(shí)期。補(bǔ)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(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變薄，尤其是出鐵口更易損壞。為了保護(hù)爐襯，在上一爐出完鐵后，要立即進(jìn)行堵出鐵口和補(bǔ)爐。引弧、加料和熔化：補(bǔ)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(fù)荷。為減