中低碳锰铁技术方案.doc

6300KVA中低碳锰铁精炼炉 技术方案 兰州西铁机械制造有限责任公司 2010年10月 总述 中低碳锰铁生产，国内成熟的工艺为电硅热法。电硅热法生产中低碳锰铁是在精炼电炉中用锰矿对锰硅合金精炼脱硅（即用锰硅合金还原锰矿）而得到中低碳锰铁，这是目前冶炼中低碳锰铁的主要方法。所炼中低碳锰铁的含碳量取决于锰硅合金的含碳量，电极和原料进入合金的碳极少。由于炉料的状态不同，分为热装、冷装两种形式。热装方式为：上一车间生产的硅锰铁水，不用浇铸，使用牵引车直接进入本项目精炼车间，然后用天车将铁水浇入精炼电炉即开始生产中低碳锰铁。冷装方式为：将已浇铸好的成品块状硅锰产品破碎后，加入本项目精炼电炉后先融化后冶炼。 若业主已经建设了锰硅电炉，建议按热装方式生产，中低碳锰铁产品冶炼电耗低于580KWH/T；若无锰硅电炉，只能采用冷装方式，中碳锰铁产品电耗在1800KWH/T左右。 两种生产方式均采用电硅热法精炼电炉。精炼电炉为间歇式生产，冶炼过程分补炉、引弧、加料、熔化、精炼和出铁几个时期。根据国内冶炼中低碳锰铁先进经验，本项目采用两台6300KVA精炼炉，单台电炉日产55～60吨，两台电炉日产110～120吨；两台电炉年产量大于36000吨，与年产36000吨锰硅项目匹配。 一 工艺说明 （一）原料 电硅热法生产中低碳锰铁的原料有锰矿、锰硅合金和石灰。 锰矿：要求使用含Mn40%，Mn/Fe7,P0.1,SiO215%的富锰氧化矿。如果使用含锰低、含SiO2高的贫矿，不但锰的回收率低、脱硅慢、渣量大，而且很难炼出低碳锰铁 冶炼中低碳锰铁不宜采用烧结矿和富锰渣。 锰矿的粒度应不大于50mm，水分应小于6%。锰矿水分对各项技术经济指标有一定的影响，例如用含水10.%～20%的锰矿与含水小于3%的同种锰矿相比，前者比后者锰的回收率低4～6%，产量低10%~20%，单位电耗高15%~20%。 锰硅合金：中低碳锰铁的含碳量基本上取决于锰硅合金的含碳量，根据冶炼不同牌号的中低碳锰铁来确定所用锰硅合金的含碳量和与其相应的含硅量，生产上可通过不同含碳量的硅锰合金搭配，使其含碳量满足要求。 要求锰硅合金含锰越高越好。在所炼产品含锰一定的条件下，所用锰硅合金含锰越高，锰矿的允许含铁量也越高，使用含铁高的锰矿，对加速脱硅、减少渣量和降低电耗是有 益的。实践证明锰硅合金含锰每提高1%，所用锰矿含铁量允许提高0.7%~1%。我国用于生产中低碳锰铁的锰硅合金含锰通常为67~69%。 采用冷装时，锰硅合金的粒度小于30mm，并去掉高碳层。采用液态锰硅合金兑入法，热兑时将渣扒干净。 石灰：生产中低碳锰铁所用的石灰，要求含CaO85%,P0.02%,SiO23%，粒度8～40mm。不得带有碳质夹杂物，不应使用粉状、未烧透的石灰。 （二）冶炼原理 炉料中的锰矿石在受热过程中，锰的高价氧化物随着温度的升高逐步分解，变成低价氧化物。锰矿受热分解生成Mn3O4,以后，在继续升温的同时，部分高价氧化物直接与硅反应生成低价氧化物或锰金属，其反应如下： 2 Mn3O4 + Si = 6MnO + SiO2 Mn3O4 +2 Si = 3Mn + 2SiO2 未被还原的Mn3O4受热分解成MnO，熔化进入炉渣中，继续被合金溶液中的硅还原，其反应式为： 2MnO + Si = 2Mn + SiO2CaO 由于反应生成物MnO与SiO2结合成硅酸盐（MnO·SiO2），造成反应物MnO的活度降低，正向反应变得困难。为了提高MnO的还原效果，提高锰的回收率，需要在炉料中配入一定量的石灰，将MnO从硅酸锰盐中置换出来。其反应式为： MnO·SiO2 +CaO = MnO + CaO SiO2 富锰渣或锰矿是锰的氧化物的来源。使用富锰渣时能得到较低磷含量的中低碳锰铁，但是富锰渣中的SiO2较高,MnO 以2MnO·SiO2状态存在，MnO的还原较困难，而锰矿中的锰多以MnO2的形式存在，MnO2在炉内受热分解成Mn3O4 根据熔炼进行的反应来看，加入石灰对提高炉渣碱度是有利的。但是碱度不宜过高，因为碱度过高，会增加渣量使炉渣变稠，反应不活跃，同时还会使炉温升高，电耗增加，锰的挥发损失也增加。因此实际生产中通常把炉渣碱度 ??CaO?? MgO???? SiO2控制在1.3～1.7 的范围内。 （三）冶炼工艺 生产中低碳锰铁的传统方法，采用的精炼炉多为倾动式的石墨电极精炼炉。中低碳锰铁的冶炼过程分补炉、引弧、加料、熔化、精炼和出铁几个时期。 补炉：炉衬用镁质材料筑成（镁砖或镁质捣打料）。由于炉衬经常处于高温下工作，即要承受炉渣和金属的侵蚀，又受到电弧高温的作用，因而炉底和炉膛随着冶炼时间的延长而逐渐变薄，尤其是出铁口更易损坏。为了保护炉衬，在上一炉出完铁后，要立即进行堵出铁口和补炉。 引弧、加