半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝制造技術(shù)

一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝，將爐渣堿度為1.1?1.3，MnO含量為22％?25％的中錳渣和液態(tài)硅錳合金混合裝入搖包中搖煉，然后，將搖煉完畢的半成品合金熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；將半碳酸錳礦、錳礦和石灰投入到裝有搖煉后半成品合金的精煉電爐內(nèi)，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分的熔化，進(jìn)行冶煉，取樣分析，中低碳錳鐵符合產(chǎn)品指標(biāo)要求后，將中錳渣和中低碳錳鐵全部排出，然后將中錳渣裝入搖包中繼續(xù)搖煉。優(yōu)點(diǎn)是：該方法冶煉中低碳錳鐵，可有效降低中低碳錳鐵中的合金磷含量，替代低磷錳礦的使用，使生產(chǎn)成本得到大幅度的降低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝
本專利技術(shù)屬于火法冶金領(lǐng)域，特別涉及一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝。
技術(shù)介紹
我國生產(chǎn)中低碳錳鐵主要有電硅熱法、搖爐法和吹氧法冶煉，可以形成規(guī)模性生產(chǎn)的方法主要是電硅熱法，電硅熱法生產(chǎn)中低碳錳鐵是將硅錳合金、錳礦、石灰等原料，利用精煉爐通過電極將電能轉(zhuǎn)化為熱能使物料熔化，形成合金；電硅熱法冶煉中低碳錳鐵的實(shí)質(zhì)是用礦熱爐生產(chǎn)的硅錳合金中的硅作為還原劑，在精煉電爐內(nèi)還原礦石中的氧化錳，待合金中的硅降低到規(guī)定限度后，其產(chǎn)品即為中低碳錳鐵。在《鐵合金生產(chǎn)工藝》中記載有中低碳錳鐵生產(chǎn)工藝，該工藝中冶煉中低碳錳鐵使用的錳礦為氧化錳礦，氧化錳礦粒度小于15mm的占總重量90％以上，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，氧化錳礦分解還原順序?yàn)镸nO2→Mn2O3→Mn3O4→MnO→Mn，還原的過程比較復(fù)雜，并且分解到MnO溫度為1172℃，錳礦熔點(diǎn)高，造成冶煉電耗升高，生產(chǎn)成本升高，另外，氧化錳礦中的磷含量較高，鈣質(zhì)成分低，勢(shì)必造成石灰消耗升高，對(duì)于冶煉低碳錳鐵是一個(gè)技術(shù)瓶頸，中低碳錳鐵合金中的磷含量超標(biāo)，使用低磷氧化錳礦，成本較高，并且低磷氧化錳礦資源已逐漸趨于枯竭。而半碳酸錳礦在高溫受熱后直接分解，生成CO2氣體，分解溫度為800℃～1000℃，分解方程式2Mn2CO3＝4MnO+CO2，△H(298K)＝116.41KJ/mol，并且半碳酸錳礦中磷含量較低，但半碳酸錳礦屬于貧礦，使用半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵，冶煉過程中，釋放CO2氣體，爐內(nèi)反應(yīng)劇烈，容易造成爐液噴濺。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問題是提供一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝，該方法冶煉中低碳錳鐵，可有效降低中低碳錳鐵中的合金磷含量，替代低磷澳礦的使用，使生產(chǎn)成本得到大幅度的降低。本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝，其具體步驟為：(1)、將爐渣堿度為1.1-1.3，MnO含量為22％-25％的中錳渣和液態(tài)硅錳合金按照重量比1.2:1比例混合裝入搖包，搖煉時(shí)間8分鐘-20分鐘，然后，將搖煉完畢的半成品合金熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；(2)、將半碳酸錳礦、錳礦和石灰投入到裝有步驟(1)半成品合金的精煉電爐內(nèi)，所述半碳酸礦的加入量占半碳酸錳礦和錳礦總質(zhì)量的10％-30％，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分的熔化，進(jìn)行冶煉，冶煉中低碳錳鐵的爐渣堿度控制在1.10-1.30之間；(3)、取樣分析，中低碳錳鐵符合產(chǎn)品指標(biāo)要求后，將中錳渣和中低碳錳鐵全部排出，然后將中錳渣裝入搖包中按照步驟1繼續(xù)冶煉。步驟(1)搖包容積為5m3時(shí)，搖包電機(jī)的轉(zhuǎn)速為900轉(zhuǎn)/分-1200轉(zhuǎn)/分。步驟(2)冶煉溫度為1450℃-1550℃。精煉電爐中，錳礦的總投料量＝投料批數(shù)×每批錳礦投料量，每批錳礦和半碳酸狂的投料總量為930kg-950kg，投料批數(shù)＝液態(tài)硅錳合金總重量(t)×搖煉后半成品中合金硅質(zhì)量百分含量×100/15。在搖包內(nèi)進(jìn)行脫硅反應(yīng)，反應(yīng)方程式為2[MnO]+[Si]＝2[Mn]+(SiO2)△G0＝-154242+38.9T。精煉電爐中精煉時(shí)，Mn2CO3分解為MnO，MnO與搖煉后的液態(tài)硅錳合金中的硅反應(yīng)，生產(chǎn)中低碳錳鐵和中錳渣，其反應(yīng)為：[MnSiFe]+2(MnO)+2CaO＝[3Mn·Fe]+2CaOSiO2，該反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是脫硅反應(yīng)；造渣反應(yīng)過程為：MnO·SiO2+CaO→CaO·SiO2+MnO。本專利技術(shù)的有益效果：工藝合理，原料來源廣，成本低廉，減低了低磷錳礦的使用量，節(jié)約成本，對(duì)其冶煉后的產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)品核算，在使用單一錳礦冶煉中低碳錳鐵，噸成本在7000元左右，而通過搭配部分半碳酸礦后，噸成本下降到6800元左右，成本下降3％，那么，按照年產(chǎn)能推算，年降低成本達(dá)到四百余萬元。具體實(shí)施方式實(shí)施例1采用該方法生產(chǎn)中低碳錳鐵(1)、將爐渣堿度為1.1，MnO含量為25％的中錳渣7.2噸和液態(tài)硅錳合金6噸混合裝入搖包，搖包電機(jī)的轉(zhuǎn)速900轉(zhuǎn)/分，搖煉時(shí)間20分鐘，兩個(gè)搖包同時(shí)搖煉，搖煉完成后，將搖煉完畢的兩個(gè)搖包內(nèi)的半成品取樣化驗(yàn)硅含量，并熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；取樣化驗(yàn)得到半成品合金硅的質(zhì)量含量為10％；(2)選取礦物原料，各組分按重量百分含量如下：半碳酸礦成分Mn:36.54％，F(xiàn)e:5.26％,SiO2:5.7％，P:0.019％，CaO:17.45％，MgO:3.0％，Al2O3:0.33％；澳礦(錳礦)成分Mn:48.42％，F(xiàn)e:5.21％,SiO2:6.96％，P:0.086％，CaO:0.21％，MgO:0.06％，Al2O3:3.58％；低磷澳礦(低磷錳礦)成分Mn:51.39％，F(xiàn)e:4.09％,SiO2:3.16％，P:0.024％，CaO:0.24％，MgO:0.09％，Al2O3:0.64％；每批礦物原料的投料量：澳礦735kg；低磷澳礦100kg；半碳酸礦100kg；石灰735kg；計(jì)算投料批數(shù)：6×2×10％×100÷15＝8按照計(jì)算得到配料比例將物料澳礦5880kg、低磷澳礦800kg、半碳酸礦800kg、灰5880kg投入到電弧爐內(nèi)與兩個(gè)搖包預(yù)煉后的半成品，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分的熔化，并在1480℃-1490℃進(jìn)行精煉；(3)、取樣分析，中低碳錳鐵符合產(chǎn)品指標(biāo)要求后，將中錳渣和中低碳錳鐵全部排出，中錳渣可以裝入搖包中繼續(xù)重新?lián)u煉。冶煉后搖包增錳為7.46wt％，物料增錳(中低碳錳鐵中錳含量-半成品合金錳含量)為12.04wt％，合計(jì)增錳19.50wt％；生產(chǎn)出的中低碳錳鐵合金中錳含量為81.38wt％，合金P含量為0.12wt％，滿足了產(chǎn)品要求。實(shí)施例2采用該方法生產(chǎn)中低碳錳鐵(1)、將爐渣堿度為1.3，MnO含量為22％的中錳渣和液態(tài)硅錳合金按照重量比1.2:1比例混合裝入搖包，搖包容積為5m3，搖包電機(jī)的轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分，搖煉時(shí)間8分鐘，然后，將搖煉完畢的半成品熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；(2)選取礦物原料，各組分按重量百分含量如下：半碳酸礦成分Mn/:36.54％，F(xiàn)e:5.26％,SiO2:5.7％，P:0.019％，CaO:17.45％，MgO:3.0％，Al2O3:0.33％；澳礦(錳礦)成分Mn/:48.42％，F(xiàn)e:5.21％,SiO2:6.96％，P:0.086％，CaO:0.21％，MgO:0.06％，Al2O3:3.58％；礦物原料的投料總量＝投料批數(shù)×每批礦物原料的投料量；每批礦物原料的投料量：錳礦740kg、半碳酸礦200kg、石灰720kg；投料批數(shù)＝液態(tài)硅錳合金總重量(t)×搖煉后半成品中合金硅質(zhì)量百分含量×100/15；按照計(jì)算后得到的配料比利將物料半碳酸錳礦、錳礦和石灰投入到電弧爐內(nèi)與搖包預(yù)煉后的半成品，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分的熔化，并在1450℃-1460℃進(jìn)行精煉；(3)、取樣分析，中低碳錳鐵符合產(chǎn)品指標(biāo)要求后，將中錳渣和中低碳錳鐵全部排出。冶煉后搖包增錳為6.62wt％，物料增錳為14.04wt％，合計(jì)增錳20.66wt％，生產(chǎn)出的中低碳錳鐵合金中含量為82.39wt％，合金P本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝，其特征是：具體步驟為：(1)、將爐渣堿度為1.1?1.3，MnO含量為22％?25％的中錳渣和液態(tài)硅錳合金按照重量比1.2:1比例混合裝入搖包，搖煉時(shí)間8分鐘?20分鐘，然后，將搖煉完畢的半成品熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；(2)、將半碳酸錳礦、錳礦和石灰投入到裝有步驟(1)半成品的精煉電爐內(nèi)，所述半碳酸礦的加入量占半碳酸錳礦和錳礦總質(zhì)量的10％?30％，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分的熔化，進(jìn)行冶煉，冶煉中低碳錳鐵的爐渣堿度控制在1.10?1.30之間；(3)、取樣分析，中低碳錳鐵符合產(chǎn)品指標(biāo)要求后，將中錳渣和中低碳錳鐵全部排出，然后將中錳渣裝入搖包中按照步驟(1)繼續(xù)冶煉。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種半碳酸錳礦冶煉中低碳錳鐵的生產(chǎn)工藝，其特征是：具體步驟為：(1)、將爐渣堿度為1.1-1.3，MnO含量為22％-25％的中錳渣和液態(tài)硅錳合金按照重量比1.2:1比例混合裝入搖包，搖煉時(shí)間8分鐘-20分鐘，然后，將搖煉完畢的半成品熱裝到精煉電爐內(nèi)進(jìn)行精煉，進(jìn)行二次脫硅；(2)、將半碳酸錳礦、錳礦和石灰投入到裝有步驟(1)半成品的精煉電爐內(nèi)，所述半碳酸礦的加入量占半碳酸錳礦和錳礦總質(zhì)量的10％-30％，通過電弧加熱，使半碳酸錳礦、錳礦和石灰充分...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉海田，崔傳海，郭樹志，王剛，鄭中巍，龍遇海，徐鳳龍，王志廣，杜明，崔健斌，馮繼剛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中信錦州金屬股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21