一种无溶剂制备锰硅合金的方法技术

本发明专利技术公开了一种无溶剂制备锰硅合金的方法，其在不包括助熔剂的基础上包括如下步骤：原料准备、料批配比测算、配料、供电冶炼、渣铁出炉。有着显著的减能减排效果。铁出炉。有着显著的减能减排效果。

【技术实现步骤摘要】
一种无溶剂制备锰硅合金的方法


[0001]本专利技术属于金属冶炼
，具体涉及到一种无溶剂制备锰硅合金的方法。

技术介绍

[0002]广西铁合金有限责任公司一直致力锰系铁合金生产，其中锰硅合金(牌号为FeMn68Si18)产能达到21万吨以上，长期以来一直采用熔剂法生产锰硅合金。锰硅合金的冶炼通常是使用几种锰矿石和焦炭还原剂在矿热式电炉中发生还原反应而得到由锰、硅、铁、碳等元素组成的合金，整个生产过程是有渣冶炼，炉料中随着锰矿石带入有CaO、MgO、SiO2、Al2O3等物质。炼铁先要炼渣，炉渣的成分和碱度与铁合金成分及指标是互相关联的。当炉渣三元碱度(w(CaO)+w(MgO))/w(SiO2)在0.6
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0.8区间时炉渣流动性好，排渣顺畅，炉况顺行，体现在炉膛反应区扩大，锰、硅等元素的还原充分，回收率高，所以锰矿石中CaO、MgO、SiO2等是生产锰硅合金的有益成分。但是锰硅合金炉料中的Al2O3在冶炼中很难还原，几乎全部进入炉渣。当炉渣中Al2O3过高时，炉渣熔点升高，黏度增大，排渣困难，为了确保炉况顺行常规做法是在生产中配入石灰或白云石等助熔剂调整炉渣碱度和降低Al2O3的富集以利于排渣。由此致使渣量增加，渣铁比高，出炉带走热能多而造成热损失，同时额外加入的熔剂需要电热熔化，造成能源的增加；渣量增大虽然渣中锰的百分比有所下降但因渣量增大炉渣总体跑锰量势必增加，合金金属回收率偏低的问题凸现，也拉高了铁合金生产成本。纵观铁合金成本构成，原燃料占比60％左右，电力成本占比28左右，其他费用占比12％左右，降成本的切入点在于生产控制环节降低各种消耗，在原燃料方面则通过金属回收率、渣铁比等数值来体现，电力成本则直观体现在冶炼单位电耗数。统计2016
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2019年公司冶炼电耗，一直在4000kWh/t以上，其中2016年为4034kWh/t、2017为4480kWh/t、2018为4092kWh/t、2019为4022kWh/t；2020年开始减少熔剂配入，电耗为3937kWh/t,2021年为3924kWh/t；锰回收率也一直徘徊在86
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88％左右。广西高电价和公司的高电耗叠加造成电力成本居高以及偏低的回收率等状况严重影响着企业效益，甚至威胁到企业生存，所以，探索尝试新的锰硅合金技术试图系统的解决上述问题至关重要。

技术实现思路

[0003]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0004]鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
[0005]因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种全新的思路解决锰硅合金制备过程中的高能耗、低回收率、高成本等问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0007]1.本专利技术通过入炉锰矿石原的优化选择，减少Al2O3含量高的矿石使用量，适当增加CaO、MgO含量高的矿石使用量，在还原剂使用上配合调整使用一些高比电阻还原剂，降低
高CaO、MgO矿石使用导致的电流增加、功率因数降低的不利因素，实现不需要搭配使用任何熔剂对炉渣的成分、碱度等进行调节，从而减少了炉渣量，提高锰元素回收率，增加产量，降低电耗。
[0008]2.经过一年多的时间验证，当不添加熔剂的入炉原燃辅料(CaO+MgO)/Al2O3(氧化钙和氧化镁含量和三氧化二铝含量的比值)达到1.4
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1.6时，即可实现无溶剂法生产锰硅合金，Al2O3含量高比值取上限，Al2O3含量低取下限。
[0009]3.结合(CaO+MgO)/Al2O3参数的引用，在工艺上搭配使用高比电阻还原剂，使炉渣中的Al2O3含量富集到17
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21％之间，即可降低渣比，实现渣量减少，锰回收率提高，硅利用率提高，产量提升，电耗降低，成本降低的目标。所述。
[0010]本专利技术有益效果：
[0011](1)本技术通过入炉锰矿石原料的优化选择，按合理的比例搭配使用，实现整体入炉原料综合化学成份控制在较为理想的范围内。其中:CaO综合成份含量控制在4％
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6％之间，MgO含量控制在1％
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2％之间，SiO2的含量控制在20
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23％之间，Al/Mn比值控制在锰元素的含量控制在26
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33之间。因为入炉整体原料的综合成份已经达到理想的硅锰生产。
[0012](2)显著改善经济技术指标：
[0013]炉渣量的减少使炉渣带走的锰金属减少，合金金属回收率提高：无熔剂法生产锰硅合金实施后，渣铁比值由原来的0.85
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0.9之间降低到0.6
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0.7之间，渣量大幅减少，渣中锰金属的流失减少，锰金属回收率由之前的88％以下提升至90％以上；
[0014]配入原料量减少，炉渣量减少，电能及热损失减少，电耗显著降低：由之前的电耗指标4022kWh/t降低到目前的3834kWh/t(2022年1
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8月累计)，降幅达4.7％。
[0015](3)显著的社会效益：推动铁合金冶炼技术进步并向节能减排方向发展。
具体实施方式
[0016]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。
[0017]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0018]其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0019]实施例1
[0020]本实施例按照如下原料配比进行合金的制备：
[0021]准备原料：按照表1进行原料的准备，准备的原料包括如下质量分数的：
[0022]表1：原料配比表
[0023][0024]原料中，(CaO+MgO)/Al2O3＝1.55，Mn/Fe＝5.66。
[0025]表1中使用的各矿石其一般情况下的成分如表2所示。
[0026]表2表1中各矿石成分及含量
[0027][0028]可以得到表2中相应的矿石的稳定各成分含量与我方专利技术中使用的矿石的成分的含量有些微的差别，即在我方专利技术中使用的矿石的成分含量属于相应矿石的正常含量范围内。
[0029]在正常的制备过程中，单种矿石中元素的比例会存在一定的差别，改变配比只要Mn/Fe达到经验值也可能制备合格产品，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂制备锰硅合金的方法，其特征在于：包括如下步骤：原料准备：准备含锰原料和高比电阻优质还原剂；料批配比测算：在原料的种类确定后，对于原料的比例进行配比测算，确定工艺料批配比；配料：将上述原料按照应当的顺序进行配料，加入到矿热炉中；供电冶炼：在炉台规定的送电负荷内尽量送足负荷，提升炉内温度，实现低Al2O3原料入炉富集高Al2O3的炉渣。渣铁出炉：在电能消耗到额定数值后，打开出铁口排出炉内渣铁。所述原料准备中，不包括助熔剂。2.根据权利要求1所述的无溶剂制备锰硅合金的方法，其特征在于：所述助熔剂包括白云石或萤石中的一种或两种。3.根据权利要求1所述的无溶剂制备锰硅合金的方法，其特征在于：所述原料准备中，所述含锰原料为Al2O3含量低的含锰原料和CaO、MgO含量高含锰原料。4.根据权利要求3所述的无溶剂制备锰硅合金的方法，其特征在于：所述Al2O3含量低的含锰原料，其Al2O3含量控制在4％以下。5.根据权利要求3所述的无溶剂制备锰硅合金的方法，其特征在于：所述原料准备中，所述CaO...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁宏冬，金闯，杨正府，柳世高，吴永长，魏瑞松，罗永宏，程辉，黄兴孟，阮开成，黄祖诚，张建国，覃朝归，殷理校，蒋东霖，吴林霞，梁小冬，杨华，王子宏，唐炜，
申请(专利权)人：广西柳州钢铁集团有限公司，
类型：发明
国别省市：