一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，該方法為將錳礦、焦炭和造渣劑加入到高爐或電爐中熔煉，得到髙碳錳鐵和碳錳熔渣；將碳錳熔渣熱裝于熔渣電弧爐中，添加石灰調(diào)節(jié)所述碳錳熔渣的三元堿度不小于1.3，升溫至1500℃以上熔煉，得到液態(tài)高堿度錳渣；所述液態(tài)高堿度錳渣熱裝于硅熱還原攪拌爐中，在攪拌條件下加入硅質(zhì)還原劑反應，得到低碳錳硅合金和攪拌爐終渣；該方法具有產(chǎn)量規(guī)模大、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、綜合能耗低、成本低等優(yōu)勢。
【專利說明】
一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種低碳錳硅合金的生產(chǎn)方法，特別涉及一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳 錳硅合金的方法;屬鐵合金冶煉技術領域。
【背景技術】
[0002] 隨著我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼鐵品種不斷豐富、品質(zhì)不斷提升，對鐵合金爐料的要 求也不斷提高。用低碳錳硅合金替代高硅硅錳和低碳錳鐵或金屬錳作為冶煉錳系不銹鋼、 板材鋼、特殊鋼等鋼種的脫氧劑和添加劑已成為國內(nèi)很多鋼廠的選擇。
[0003] 目前國內(nèi)低碳錳硅合金產(chǎn)品大多是用精煉電弧爐生產(chǎn)中、低碳錳鐵的同時將液態(tài) 錳渣加硅鐵粉通過爐外搖包生產(chǎn)而制得，該生產(chǎn)方法產(chǎn)量規(guī)模小，難以滿足鋼鐵工業(yè)的大 量需求。碳錳熔渣是高碳錳鐵生產(chǎn)時產(chǎn)出的副產(chǎn)品，通常是澆注冷凝破碎后用作普通錳硅 合金生產(chǎn)的原料，未能很好地利用熱熔渣的潛熱和提升渣中錳元素的經(jīng)濟價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的第一個目的是在于提供一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低 碳錳硅合金的方法，該方法具有產(chǎn)量規(guī)模大、產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定、綜合能耗低、成本低等優(yōu)勢。
[0005] 為了實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供了一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方 法，該方法包括以下步驟：
[0006] 1)將錳礦、焦炭和造渣劑加入到高爐或電爐中熔煉，得到髙碳錳鐵和碳錳熔渣；
[0007] 2)將碳錳熔渣熱裝于熔渣電弧爐中，添加石灰調(diào)節(jié)所述碳錳熔渣的三元堿度(CaO +MgO) /SiO2彡1.3，升溫至1500 °C以上，得到液態(tài)高堿度錳渣；
[0008] 3)所述液態(tài)高堿度錳渣熱裝于硅熱還原攪拌爐中，在攪拌條件下加入硅質(zhì)還原劑 反應，得到低碳錳硅合金和攪拌爐終渣。
[0009] 優(yōu)選的方案，碳錳熔渣Mn>12%，F(xiàn)e<2%，P<0.03%，1.3>(Ca0+Mg0)/Si02> 0·3〇
[0010] 優(yōu)選的方案，石灰的添加量以滿足液態(tài)高堿度錳渣的三元堿度(Ca0+Mg0)/Si02彡 1.3〇
[0011] 較優(yōu)選的方案，石灰中CaO含量>85wt %，Si〇2含量<3wt % ;且要求生燒、過燒夾 雜總量<5wt%。
[0012] 優(yōu)選的方案，硅質(zhì)還原劑為金屬硅和/或硅鐵;所述硅鐵中Si含量彡65wt%，C含量 <0· 15wt% ;所述金屬硅中S i含量彡98wt%，C含量<0· 1 %。
[0013] 優(yōu)選的方案，3)中的攪拌速率為30~90轉/min。
[0014] 本發(fā)明的技術方案首次利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金，即利用高爐(或電爐)生 產(chǎn)高碳錳鐵時，同時生產(chǎn)出富錳渣（碳錳熔渣）。碳錳熔渣主要由于渣型不適宜、渣溫不夠 高、渣成分及渣量不均衡、渣中夾鐵等原因，不能直接利用生產(chǎn)低碳錳硅合金。在本發(fā)明的 技術方案中，將碳錳熔渣注入熔渣電弧爐內(nèi)并加入適量石灰等造渣劑調(diào)節(jié)熔渣堿度，并加 熱至適當溫度進行熔煉，從熔渣電弧爐處來的液態(tài)高堿度錳渣注入硅熱還原攪拌爐，邊攪 拌邊加入硅質(zhì)（硅鐵粉或金屬硅粉）還原劑，反應結束停止攪拌，經(jīng)鎮(zhèn)靜、泌渣后澆注產(chǎn) 品 低碳猛娃合金。
[0015] 本發(fā)明的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法包括以下具體步驟：
[0016] ⑴高爐或電爐生產(chǎn)高碳錳鐵時鐵、磷幾乎全部以及大部分錳被還原進入高碳錳鐵 產(chǎn)品，小部分錳及鐵、磷等其它元素未被還原留在熔渣中，得到低鐵、低磷的碳錳熔渣;碳錳 熔渣成份通常如下： Mn Fe P (CaO+MgO) /SiO2
[0017] 12 ~38% < 1.5% <0.02% 0.30-1.30
[0018] ⑵熔渣電弧爐主要功能是調(diào)整碳錳熔渣渣型和加熱升溫，該工序中熔渣三元堿度 [(Ca0+Mg0)/Si02]需調(diào)整達到1.3以上，并將熔渣溫度升高到1500°C以上；同時熔渣爐還起 到均衡熔渣成份及渣量、沉降碳錳熔渣中夾雜的高碳錳鐵的作用。
[0019] ⑶硅熱還原攪拌爐為該工藝生產(chǎn)低碳錳硅合金的關鍵設備，與搖包比較其優(yōu)點 有:①攪拌效果更好，可加速反應進程，并提高Mn元素回收率;②處理渣量大，生產(chǎn)效率高。
[0020] 冶煉過程中發(fā)生如下主要反應：
[0021] 2Mn0+Si = 2Mn+Si02
[0022] 2Fe0+Si = 2Fe+Si02
[0023] 2P2〇5+5Si = 4P+5Si02
[0024] 攪拌爐內(nèi)硅還原反應為放熱反應，高溫下反應自動進行，通過攪拌加速反應進程， 生產(chǎn)出高品質(zhì)的低碳錳硅合金產(chǎn)品；產(chǎn)品品質(zhì)：111>65%，31>10%，(：<0.20%，？< 0.01%，S<0.01%。
[0025] 相對現(xiàn)有技術，本發(fā)明的技術方案帶來的有益技術效果：
[0026] (1)本發(fā)明的技術方案充分利用碳錳熔渣的潛熱，顯著降低低碳錳硅合金產(chǎn)品生 產(chǎn)過程中的能耗；
[0027] (2)本發(fā)明的技術方案通過對碳錳熔渣進行熔渣爐調(diào)渣，且在適當溫度下熔煉，能 確保碳錳熔渣被穩(wěn)定、高效利用；
[0028] (3)本發(fā)明的技術方案用攪拌爐替代搖包，攪拌效果更好，可加速反應進程，并提 高Mn元素回收率，可提高錳元素回收率，節(jié)約資源增加經(jīng)濟效益，且處理渣量大，生產(chǎn)效率 尚。
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下實施例旨在進一步說明本
【發(fā)明內(nèi)容】
，而不是限制本發(fā)明權利要求保護的范 圍。
[0031] 實施例1:
[0032] 1、高爐冶煉生產(chǎn)FeMn68C7.0牌號高碳錳鐵的同時產(chǎn)出碳錳熔渣：
[0033] 使用兩種或兩種以上錳礦、焦炭和造渣劑（白云石)按如下比例混合配制后入高爐 冶煉： 原料種類 混合錳礦 焦炭 白云石
[0034] 每批料干重（Kg) 2500 1500 200
[0035]混合錳礦品質(zhì)（按重量計)如下： 化卞成份 Mn Fe P SiO2 L iO M O AI2Ch
[0036] 重量比（％) 48 0 9,0 0 07 9,0 3 5 10 5.5
[0037]焦炭品質(zhì)（按重量計)如下：
[0038] 固定C86%灰分 12%(灰分中含SiO2 40%，Ah〇3 25%，P 0.3%)
[0039] 白云石品質(zhì)（按重量計）如下：
[0040] 化學成份CaO MgO
[0041] 重量比（％ ) 29.5 21.0
[0042] 高爐冶煉產(chǎn)出的碳錳熔渣化學成份(按重量計)如下： 化 ^ 成份 Mn Fe P SiO2 CaO MgO AI2O;
[0043] 小:11卜比（％) 28.0 0.9 0.02 213 12.0 5.5 15 0
[0044] 該碳錳熔渣直接熱裝進熔渣電弧爐。
[0045] 2、熔渣電弧爐調(diào)整渣型并加熱升溫：
[0046] 將高爐生產(chǎn)的碳錳熔渣直接熱裝進熔渣電弧爐，配入適量的石灰調(diào)整渣型以使熔 渣三元堿度達到1.3以上，送電加熱使熔渣溫度達到1500 °C以上。每爐裝入碳錳熔渣量及配 入石灰量如下：
[0047]熔渣爐配料碳錳熔渣石灰
[0048] 重量(Kg) 24000 4000
[0049] 熔渣爐產(chǎn)出熔渣化學成分如下： 化學成份 Mn Fe P SiO2 GaO MgD Al2O3
[0050] 小:!1;:比（％) 24.0 0,8 0 017 20.8 22.4 4.7 12,8
[0051 ]熔渣爐產(chǎn)出的液態(tài)高堿度錳渣定量倒出熱裝到硅熱還原攪拌爐。
[0052] 3、硅熱還原攪拌爐生產(chǎn)低碳錳硅合金：
[0053]將熔渣爐倒出的液態(tài)高堿度錳渣(每次定量約20噸)注入硅熱還原攪拌爐，邊攪拌 邊加入硅鐵(FeSi75粉，反應完成后經(jīng)鎮(zhèn)靜、泌渣、澆注即可得到低碳錳硅合金。每爐裝入渣 量及娃鐵粉用量如下：
[0054] 攪拌爐配料熔渣爐液渣硅鐵粉(Si72%)
[0055] 重量(Kg) 20000 2600
[0056] 每爐生產(chǎn)出低碳錳硅合金約5.5噸，產(chǎn)品成份如下：
[0057] 化學成份 Mn Si: C P 重量比（％) 72.5 14.5 0.1 0,08
[0058]攪拌爐終渣成份如下： 化 7成份 Mn Fe P SiCh CaO MfeO Al2O3:
[0059] iRliUt (%) 5.9 0.5 0 01 39,0 23.4 5：,：8 15.8
[0060] 上述實例生產(chǎn)低碳錳硅合金產(chǎn)品主要物料、能源消耗如下： 品名 碳錳熔渣 硅鐵 石灰 電
[0061] 噸產(chǎn)品消耗（Kg) 3120 473 520 900 (Kwh)。
【主權項】
1. 一種利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 將錳礦、焦炭和造渣劑加入到高爐或電爐中熔煉，得到髙碳錳鐵和碳錳熔渣； 2) 將碳錳熔渣熱裝于熔渣電弧爐中，添加石灰調(diào)節(jié)所述碳錳熔渣的三元堿度（CaO+ Mg0)/Si02彡1.3，升溫至1500°C以上熔煉，得到液態(tài)高堿度錳渣； 3) 所述液態(tài)高堿度錳渣熱裝于硅熱還原攪拌爐中，在攪拌條件下加入硅質(zhì)還原劑反 應，得到低碳錳硅合金和攪拌爐終渣。2. 根據(jù)權利要求1所述的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:所述的 碳錳熔渣Mn>12%，F(xiàn)e<2%，P<0.03%，1.3>(CaO+MgO)/Si〇2>0.3。3. 根據(jù)權利要求1所述的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:石灰的 添加量以滿足液態(tài)高堿度錳渣的三元堿度(Ca0+Mg0)/Si0 2多1.3。4. 根據(jù)權利要求1或3所述的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:所 述石灰中CaO含量>85wt%，Si0 2含量<3wt% ;且要求生燒、過燒夾雜總量<5wt%。5. 根據(jù)權利要求1所述的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:所述的 娃質(zhì)還原劑為金屬娃和/或娃鐵;所述娃鐵中Si含量彡65wt%，C含量<0.15wt% ;所述金屬 硅中Si含量彡98wt%，C含量<0· 1 %。6. 根據(jù)權利要求1所述的利用碳錳熔渣生產(chǎn)低碳錳硅合金的方法，其特征在于:3)中的 攪拌速率為30~90轉/min。
【文檔編號】C22C22/00GK106086608SQ201610459804
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】陳燁
【申請人】五礦（湖南）鐵合金有限責任公司