硅铁冶炼弃渣在硅锰合金冶炼中的利用工艺

摘要

本发明涉及一种硅铁冶炼弃渣在硅锰合金冶炼中的利用工艺，其特征是：在矿热炉内，采用有渣法冶炼，采用焦炭作还原剂，锰矿石、富锰渣、硅铁渣和硅石作原料，石灰石或白云石作溶剂在电炉内连续生产，即连续加料冶炼，定时出铁，冶炼一吨硅锰合金原料消耗如下：混合锰矿石1200～1300Kg、锰烧结矿石400～500Kg、富锰渣300～400Kg、硅石70～80Kg、白云石或石灰石200～250Kg、硅铁渣120～250Kg、焦炭450～500Kg。其优点是：提高了硅的回收率，硅的总回收率达到50％以上，减少了硅石，石灰石或白云石和锰矿的加入量，可以使炉温提高，炉况顺行，渣量减少，电耗降低，Si、Mn回收率提高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅铁冶炼弃渣在硅锰合金冶炼中的利用工艺，通过对硅铁冶炼弃渣的利用，既降低了生产成本又有利于环保。属于节能环保、冶金工艺技术领域。

背景技术

目前，公知的国内外部分铁合金行业对硅铁弃渣没有很好的合理利用，有些企业的硅铁废渣向外销售不出去，占用了大量场地，这样既不利于环保又浪费了资源。我公司研究出来的硅铁冶炼弃渣在冶炼硅锰合金中的应用，使这一领域得到了节能环保的改善。

发明内容

本发明的目的是：为了降低硅锰合金冶炼成本，减少环境污染，实现资源再利用，提供一种硅铁弃渣在硅锰合金冶炼中的利用工艺。通过该工艺使炉温提高，炉况顺行，渣量减少；降低电耗，提高Si、Mn的回收率，降低硅石，石灰石或白云石和锰矿的消耗量。

本发明的技术方案是：在矿热炉内，采用有渣法冶炼，采用焦炭作还原剂，锰矿石、富锰渣、硅铁渣和硅石作原料，石灰石或白云石作溶剂在电炉内连续生产，即连续加料冶炼，定时出铁，冶炼一吨硅锰合金原料消耗如下：混合锰矿石1200～1300Kg、锰烧结矿石400～500Kg、富锰渣300～400Kg、硅石70～80Kg，、白云石或石灰石200～250Kg、硅铁渣120～250Kg、焦炭450～500Kg。

上述原料中混合锰矿石平均含锰≥35wt％，锰烧结矿石平均含锰≥59wt％，富锰渣平均含锰≥28wt％，含硅≥97wt％的硅石，白云石或石灰石中氧化钙含量≥30wt％、氧化镁含量≥20wt％，焦炭含固定碳≥83wt％。

硅铁渣的代表成分：全硅含量32.69wt％，其中金属硅占30wt％，其余为SiC、SiO₂，Fe含量8.68wt％CaO含量5～6wt％Al₂O₃含量8～10wt％C含量10wt％。

在冶炼硅锰合金中，每冶炼1吨硅锰合金配加硅铁渣120～250Kg，相当于减少硅石配入量140～260Kg，硅铁渣中30wt％的金属硅可直接进入硅锰合金中，提高了硅的回收率，硅的总回收率达到50％以上；SiC是生产硅锰合金的中间产物，硅铁渣中带入SiC有利于降低电耗，电耗降低150～300KW/h；硅铁渣中带入的CaO是硅锰合金冶炼过程中的造渣溶剂，减少白云石配入量100～200Kg，使渣量减少200～250Kg；硅铁渣中的Al₂O₃可以使硅锰合金炉渣的Al₂O₃含量提高(不配加硅铁渣时Al₂O₃含量11～12wt％，每批配入200Kg时Al₂O₃为19～21％wt)，从而为提高炉温创造了条件，配入硅铁渣时可使炉温提高50～80℃，炉温提高导致MnO和SiO₂的还原条件改善，提高锰的回收率1～3％，节约锰矿石30～60Kg；硅铁渣中的铁大部分进入硅锰合金中，是有益的合金元素。

本发明的优点是：提高了硅的回收率，硅的总回收率达到50％以上，减少了硅石，石灰石或白云石和锰矿的加入量，可以使炉温提高，炉况顺行，渣量减少，电耗降低，Si、Mn回收率提高。

具体实施方式

实施例：

冶炼硅锰合金的操作过程主要有配料、加料、炉况维护及出铁浇铸等。

生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰矿、焦炭、硅石、白云石等。为了生产符合标准要求的硅锰合金，取得良好的技术经济指标，所有的原料必须符合一定的质量要求。

硅锰合金的生产都是在矿热炉内进行的，采用有渣法冶炼。主要采用焦炭作还原剂，锰矿石、富锰渣和硅石作原料，白云石作溶剂在电炉内连续生产，即连续加料冶炼，定时出铁。

根据以下配料配比：

混合锰矿(平均含锰35wt％)1200～1300Kg，锰烧结矿(平均含锰59wt％)400～500Kg，富锰渣(平均含锰28％wt)300～400Kg，硅石(含硅大于97wt％)70～80Kg，，白云石(氧化钙30％、氧化镁20％)200～250Kg，，硅铁渣120～250Kg；焦炭(含固定碳大于83％)450～500Kg。

将锰矿，焦炭、白云石、硅铁渣等在自动称量配料设备上进行配料，然后通过输送系统将配好的料送到或炉顶料仓，通过加料管连续加入炉内冶炼。

炉况维护

在电炉冶炼过程中，由于原料的波动、电器及机械设备等因素的影响，炉况难以长期保持稳定状态，总在波动变化。因此，要对炉况随时观察、监测，并根据其变化做出准确判断，采取措施及时调整和处理，使炉况恢复到正常状态。

对炉况的监测手段有：

(1)炉内观察。对敞口炉和半封闭炉，可对炉内情况进行观察了解，如料面分布状况、炉料的透气性、电极位置及其插入深度、料面温度等。

(2)出炉观察。主要观察出炉时铁水及渣的温度、流动性，以及产品及渣的成分分析。

(3)仪表监测。电炉监测仪表主要有电流表、电压表、有功功率表、电极位置指示器、炉气压力、炉底温度表等。对封闭电炉来讲，由于无法进行炉内观察，对以上控制仪表的监测就显得尤为重要。

出铁及浇铸

正常生产时，电炉要按一定时间间隔定时出铁。出铁次数根据电炉容量大小而定。一般大电炉每班出铁2次。根据一些厂的生产经验，在炉内冶炼状况正常的情况下，适当延长出铁间隔时间，对提高产品质量，降低焦耗、电耗有较好作用。

出铁时，可用铁纤或电烧穿器打开出铁口，打开困难时，可用氧气将其烧开。出铁口打开后。渣铁同时流入铁水包，炉渣经铁水包包嘴流入渣包，或在出铁口前置一撇渣器，将渣铁分离，铁水流入铁水包，炉渣流入渣包进行水淬处理。

出铁完毕，用耐火泥或黄泥、白泥等粘性泥配入适量焦粉和电极糊做成泥球，将出铁口封住，然后将铁水包运出，扒渣后即可进行浇注。

铁水的浇注有两种方式：上注和底(侧)注。上注操作简单，浇铸时铁水流量易控制，但合金夹渣较多，金属收得率不高，下注克服了上注的缺点，注入铁模的铁水干净，不需二次扒渣，精整损失小，产品收得率比上注高。

铁水通常采用铸铁锭模浇铸，浇铸前，在锭模内喷洒一层石灰乳作脱模剂，待干燥后将铁水注入锭模中，待冷却后翻出进行精整。然后包装，入库。