一种用精炼电炉生产高硅锰硅合金工艺，利用被废弃的液态低、中碳锰铁炉渣和硅铁，电解金属锰次品或普通锰合金，及废次品工业硅作为还原剂（原料），在精炼炉内间断法生产各种牌号的高硅锰硅合金，还原剂（原料）按硅含量计算硅铁的加入量，牌号要求碳越低硅应控制越高，Ｓｉ达３３％、Ｃ≤０．０５％。用两台２０００－３５００ＫＶＡ的精炼电炉前后同时冶炼，在冶炼过程中加入硅铁或工业硅后，再配入少量焦炭形成两个反应界面，促进炉渣中锰的还原反应速度，采用本工艺投资相对较少，利用废弃的炉渣，降低了单位电耗５０％，减少烟尘排放８０％以上，质量易控制，单位成本降低１０－２５％。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢铁冶炼中的铁合金冶炼
，尤其 涉及在用精炼电炉生产高硅锰硅合金工艺。
技术介绍
高硅锰硅合金是一种特种铁合金。铁合金是由一种或 两种以上金属或非金属元素与铁元素组成的合金。铁合金 是钢铁工业和机械行业必不可少的重要原料，其主要用途 是在炼钢和铸造过程中作为脱氧剂，脱硫剂和合金添加剂。铁合金种类繁多，分类方法也多， 一般是按铁合金中 主元素分类，也可按生产工艺方法，铁合金中含碳量进行 分类等。在种类繁多的铁合金品种中，将用于优质合金钢 生产的生产工艺复杂，技术含量高，杂质含量低的少量铁 合金品种称为特种铁合金，高硅锰硅合金就是其中的一种。高硅锰硅合金有多种牌号，其中微碳高硅锰硅合金含碳量很低(C<0. 05%)，用途主要作生产金属锰和微碳锰铁 (也称纯净锰铁)的半成品，也可在生产优质合金钢时直 接作脱氧剂，脱硫剂用。高硅锰硅合金通常是在矿热电炉中采用连续法生产， 因要求碳含量很低，硅必须高(si>25%)，因此生产工艺 难度大，单位电耗高，在铁合金生产
被认为是一 种难生产的产品，工艺技术操作要求比较高。本专利技术用精练电炉采用间断法生产高硅锰硅合金，是一全新的生产工艺。按该工艺生产的高硅锰硅合金与在矿 热电炉里连续法生产出来的高硅锰硅合金相比，碳含量更容易达到微碳高硅锰硅合金的标准(C<0.05%)。该工艺还 有单位电耗低，生产工艺比较好控制等优点。目前，我国 传统的高硅锰硅合金生产工艺是遵义铁合金厂于一九五九 年研发成功的。在近五十年的生产过程中产品质量不断提 高，生产工'艺不断改进，但基本工艺方法未变。前三、四 十年高硅锰硅合金只作为电硅热法生产金属锰的半成品。 近十几年一些钢厂需要与金属锰含碳量相当或更低的一些 锰铁，称为微碳锰铁(也称为纯净锰铁)，这样要求其半成 品高硅锰硅合金含碳也必须是微量，碳要低于0. 05%。国内 有少数厂家可生产低、微碳高硅锰硅合金和微碳锰铁，生 产工艺基本延续传统工艺。生产高硅锰硅传统工艺是以富 锰渣，硅石作原料，以焦碳作还原剂并加入白云石等作熔 剂，在矿热龟炉里连续法生产。在矿热电炉里冶炼高硅锰硅合金，其主要冶炼原理是 用碳还原富锰渣及硅石中的锰和硅生产高硅锰硅合金，主 要化学反应式是MnO. Si02+3C=MnSi+3C0;锰硅合金中的 碳含量随着硅含量的增加而减少，其化学反应式是 + = +3C ;从锰硅合金中硅含量与碳含量 的关系曲线看出，若想获得碳低于0. 1%的高硅锰硅合金， 硅含量要大于27%;要想获得碳低于0. 05%以下的微碳高硅 锰硅合金，硅含量应大于30%， 一般要控制在31 34%。再 提高硅含量，碳下降微乎其微，而工艺操作难度增加了。 在冶炼过程中原料中磷约65 70%进入合金，铁约90 95% 进入合金。高硅锰硅合金冶炼原理与普通锰硅合金冶炼原理相 同，从硅锰合金生产的热力学条件可知，硅含量愈高，所 需的还原反应温度愈高。因此生产高硅锰硅合金应保持比 生产普通锰硅合金较高的炉温，也因此在生产工艺操作上， 高硅锰硅合金比普通锰硅合金的生产难度要大，对生产工 人的技术要求比较高，对原料的条件要求也高。目前国内 能生产高硅锰硅合金的厂家还不多。在矿热电炉生产含硅高于30%的高硅锰硅合金每吨产 品主要消耗.如下富锰渣(含低铁、低磷高锰优质锰矿)耗1650 1750公斤/吨；焦碳耗800公斤/吨；电耗5000 6000千瓦小时/吨；硅石耗400 600公斤/吨；白云石耗 300公斤/吨；电极糊耗80公斤/吨。生产高硅锰硅合金的成本主要由富锰渣(锰矿石)、电、 焦碳等构成。现在锰矿石(尤其进口锰矿石)价格大涨， 致使富锰渣成本大幅上升，生产含硅高于30%的高硅锰硅合 金所需的低磷、低铁、高锰的富锰渣价格要达到5000 6000 元/吨，使其高硅锰硅合金的价格达到15000 16000元/吨。高硅锰硅合金成本(价格)的大幅上升，又影响到金属锰 及微(低)碳锰铁的成本上升。总的说,，提高高硅锰硅合金微碳的品级率，降低生产 成本需要有稳定的生产工艺条件、需要有较高技术水平的 工艺技术人员和生产工人。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种用精练电炉 生产高硅锰硅合金。改变传统的矿热电炉连续法生产高硅 锰硅合金的生产工艺，是用精练电炉采用间断法生产高硅锰硅合金。矿热电炉生产高硅锰硅合金是以富锰渣(锰矿石)、硅石作原料，以焦碳作还原剂；精练电炉生产高硅锰 硅合金是以原被抛弃的液态低(中)碳锰铁炉渣和硅铁或 废(次)品工业硅，普通锰硅合金电解金属锰废次品及少 量焦碳作原料和还原剂。精练电炉生产高硅猛硅合金的冶 炼原理是用硅铁或工业硅废(次)品，普通锰硅合金中的 硅及少量焦碳还原低(中)碳锰铁炉渣中锰在硅量过剩的 情况下，低(中)碳锰铁炉渣中的锰大部分被硅还原进入 合金，并与过剩的硅生产锰硅合金，主要化学反应按加入 不同原料产生如下反应。用工业硅作还原剂(原料)主要反应式是 (2Mn0)十—+ (Si02)用硅铁作还原剂(原料)主要反应式是-(2Mn0) + —+ (Si02)用锰硅合金作还原剂(原料)主要反应式是 (2MnO)十—+ (Si02)无论用何种还原剂(原料)，都要按计算加入一定的过 剩量，这样既可将低(中)碳锰铁炉渣中大部分MnO还原 成Mn进入合金，又可使过剩的Si与Mn按一定的比例生产 所要求的高鞋锰硅合金。当生产的高硅锰硅合金含硅量达 到31 34%，就可以稳定的得到含碳低于0. 05%以下的微碳 高硅锰硅合金。本专利技术与传统的矿热电炉生产高硅锰硅合金相比，获 得的有益效果是-1、回收了低(中)碳锰铁炉渣中大部分锰。生产低(中) 碳锰铁炉渣含锰一般在10 13%，炉渣与合金重量比约2倍，经过1: 00 1: 30小时的冶炼(冶炼时间视其炉子容 量和炉渣量而定)，炉渣中锰可降到3%以下，最低可降到 1.5%，因此说渣中大部分锰被硅还原进入合金，锰还原率 可高达88%，锰入合金率可达75%。回收渣中锰可以节约大 量优质锰矿。含锰低的终渣更有利于下步综合利用。2、 高温液态炉渣的大量显热得到利用，使用精练电炉 生产高硅锰硅合金的单位电耗很低，最低可达到1500千瓦 小时/吨，节能效果显著。3、 高硅锰硅合金中硅含量容易按预定目标控制，因此 可以比在矿热电炉里按传统生产工艺更稳定的生产低微碳 高硅锰硅合金，这为生产微碳锰铁创造了有利条件。4、 占用设备少，工艺流程短，操作工艺比较简单并易 控制。 一个车间(厂房)内只要有两座精练电炉就可以实 现按本专利技术的生产工艺进行生产。5、 生产成本比较低。按现在原料(指进口优质锰矿， 硅铁、工业硅废次品、低牌号锰硅合金等)价格及消耗对 两种生产工艺的成本测算，本专利技术的生产工艺比传统生产 工艺的成本低10 25%。6、 产品转炼容易。上一炉出完炉，下一炉就可以实现 产品转炼。转炼不会产生过渡品，不需做过多的准备。7、 因为利用的中(低)碳锰铁炉渣原是被外排的废渣， 在冶炼过程中渣量变化不大，因为使用的原料和还原剂是 金属，低价'氧化物的炉渣和极少焦碳，所排放的烟气量比 原工艺减少80%以上，即未增加新产生的渣，实质做到了环 保减排要求。8、 新、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用精练电炉生产高硅锰硅合金工艺，其特征在于：是利用原来被废弃的液态低、中碳锰铁炉渣和硅铁，电解金属锰次品或普通锰硅合金，以及废次品工业硅，作还原剂即原料，在精炼电炉内生产各种牌号的高硅锰硅合金，以三种不同类型的高硅高锰硅合金所使用的还原剂原料配料比例分别如下： （Ａ）生产微碳、低磷、低铁高硅锰硅合金所用的还原剂、原料的配比：原料及还原剂是液态低中碳锰铁炉渣４５００ｋｇ±１００ｋｇ炉渣主要成分：Ｍｎ１２％、ＣａＯ４８－５０％、ＳｉＯ↓［２］２６－２８％，原料和还原剂是 工业硅、焦碳；工业硅含硅９５％，焦碳含固定碳８０％；每炉加入工业硅３４０ｋｇ，焦碳５０ｋｇ，冶炼可得微碳高硅锰硅合金５７０ｋｇ，合金成分Ｍｎ５８－６０％、Ｓｉ３５－３８％、Ｃ＜０．０５％、ｐ＜０．０５％、Ｆｅ＜１．５％；当Ｓｉ含量达到３１－３４％时，就稳定的得到含Ｃ≤０．０５％的微碳高硅锰硅合金； （Ｂ）生产微碳、低磷、铁不作严格限制的高硅锰硅合金，所用还原剂、原料的配比：液态炉渣数量及成分与（Ａ）相同，加入的还原剂、原料是硅铁、焦碳，硅铁成分硅含量７２－７５％，焦碳固 定碳８０％，每炉加入硅铁５００ｋｇ±５ｋｇ，焦碳５０ｋｇ±２ｋｇ，冶炼可得微碳高硅锰硅合金６５０ｋｇ，其化学成分Ｍｎ４５－４８％、Ｓｉ３５－３８％、Ｃ＜０．０５％、ｐ＜０．０５％、Ｆｅ１６－１８％； （Ｃ）生产低碳、磷和铁均不作严格限 制的高硅锰硅合金，所用还原剂、原料配比：液态低、中碳锰铁炉渣数量与成分与（Ａ）相同，加入的还原剂、原料是硅铁、普通锰硅合金、焦碳，硅铁含硅７２－７５％、锰硅合金含锰６５％、硅１７％、磷０．２％；每炉加入硅铁４００ｋｇ、锰硅合金６００ｋｇ、焦碳５０ｋｇ，冶炼可得高硅锰硅合金１１５０ｋｇ，其化学成分Ｍｎ５５－５７％、Ｓｉ２５－２７％、Ｃ＜０．２％、ｐ＜０．１４％。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：漆瑞军，陈宏，
申请(专利权)人：漆瑞军，陈宏，
类型：发明
国别省市：52[中国|贵州]
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