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高碳锰铁生产的节能,在锰回收率相同的情况下渣量形成少,由渣带走的热量相应降低

提高入炉锰矿石品位:入炉锰矿石含锰量越高,随矿石带入的杂质元素越少, 高碳锰铁价格在锰回收率相同的情况下,渣量形成少,由渣带走的热量相应降低。渣与铁之比为566. 2/1000=0. 566, 炉渣带走的热量相当于243. 6-79=164. 7kW·h, 为理论耗电量1790kW·h/t的百分之9. 2, 为总耗电量百分之2152. 6kW·h/t的7. 6.产品的生产过程要处处考虑节约能源,提高能源利用率。一般情况下,节约能源与提高经济效益是一致的,降低能耗就是直接降低生产成本。如生产一吨高碳锰铁的电费成本占百分之30~40, 每节约100kW·h/t, 就可降低成本百分之0. 6~0. 9.表38-10是国产矿石与进口矿石电耗指标相比较。

冶炼富锰渣:许多锰系产品对铁、磷等杂质元素要求十分严格,有时甚至用锰高的富锰矿也难以达到要求。于是提出分离铁和磷的火法冶炼富锰渣的问题。富锰渣是利用选择还原原理生产的。生产富锰渣有三种方法:电炉生产锰铁时,采用酸渣操作法,既出锰铁又出富锰渣。电炉生产高碳锰铁或中低碳锰铁都可以这样做。通过炉渣碱度和还原剂用量来控制,有意让锰在炉渣中含量较高,作为一种含锰的炉渣和熔剂(利用CaO) 返到锰铁生产电炉。这种方法国外采用十分普遍。但是有一个前提,所用锰矿必须是富锰矿,对Mn/Fe和P/Mn有较高的要求。我国近几年使用进口富矿后,有的工厂也采用此法在电炉生产锰铁的同时生产富锰渣,甚至推广到高炉锰铁生产,控制碱度和炉温使高炉同时出两个产品。

用还原电炉处理贫锰矿生产。我国60年代初期,有几个厂为解决锰矿贫的矛盾,曾用此法生产富锰渣,后来为高炉法所代替。只有西南地区某厂因生产金属锰,有特殊要求仍按此法生产。电炉生产富锰渣又分为连续法和间断法两种:所谓连续操作,是指料面维持在适宜水平,随着炉料熔化下沉及时补加炉料;而放渣或放铁是按规定间隔时间进行。为了使熔液中的铁珠也能沉降,放出的富锰渣应在渣包内镇静一定时间,然后再浇到渣模内冷却。所谓间断操作,就是将每炉炉料全部熔化后停电,根据渣量的多少和冷却速度,镇静一定时间,使渣中的铁珠充分沉降后开炉,放渣,铸成块状。

用高炉处理贫锰矿生产富渣。高炉设备与冶炼生铁或锰铁的高炉相似。只是炉前出铁出渣工艺有一些区别。炉渣与含锰生铁都由出铁口放出,经分渣器分离,炉渣流入大渣包,镇静一段时间使渣中铁珠充分沉降,然后注入连铸机的模内,边行走边冷却,待到倾翻处,喷水急冷,使块渣爆裂成20~100mm 的粒度。

采用高炉冶炼富锰渣由于冶炼温度易于控制,选择还原效果比电炉冶炼富锰渣效果好。用高炉冶炼富锰渣锰的入渣率为百分之85~90, 电炉为百分之78.另外,高炉生产还有生产成本低,生产效率高的优点。但高炉治炼含Mn>百分之 48, SiO2<百分之20的优质富锰渣困难,高炉法生产富锰渣在我国得到广泛的采用,在南方和北方有7~8个生产富锰渣的工厂,专供铁合金厂生产锰硅合金用。

当生产锰硅合金时,入炉锰矿石中配入1/3~1/2的富锰渣,不仅合金成分得到保证,产品单位电耗与使用进口富锰矿大致相等,基本稳定在4200~4500kW·h/t.由于高炉富锰渣中含有百分之20~30的 SiO2 , 用于冶炼中低碳锰铁、高碳锰铁和金属锰是不适宜的,只有在特殊情况下才用。

锰矿的烧结:现在,我国各工厂使用的锰矿石中约有一半是粉矿。除了精炼产品可直接使用外,高炉锰铁、电炉锰铁和锰硅合金均不宜直接使用。为此,生产厂都把粉矿造块入炉。造块方法有两种:一是烧结,二是球团。其中,冷压球团是近几年开发的技术,尚未普遍推广。烧结是处理粉锰矿的成熟工艺,至今仍被世界各国广泛的应用着。烧结机有圆盘式、带式、但主要是使用生产效率高的带式,图38-3为带式烧结机烧结锰矿的工艺流程图。

一台包括冷却机在内的36m”烧结机,日产烧结矿600t左右。点火温度为1100~ 1150℃.“土烧结”是一种简易的烧结方法。由于烧结过程污染严重,劳动强度很高,与烧结机相比,总能源消耗也较高,尽量不采用这种“土烧结”。入炉的锰矿石中配入一定比例的烧结矿, 高碳锰铁供应商不仅使工厂购进粉锰矿和块矿破碎筛分下来的粉锰矿得到充分利用、降低购价、节约费用,而且稳定了炉况,提高了冶炼效果,其好处如下:

炉料透气性好,基本上杜绝喷火;烧结矿还原性好,反应区扩大,避免了局部过热;由于炉料中配焦量减少,提高了炉料电阻,电极可深插料中,提高了热效率;烟气量减少并且含尘量少,锰的损失相对降低;有节焦和节约电极的效果。国内外许多厂家的生产实践证明,入炉锰矿中配入百分之30~50烧结矿时,炉况顺行,热效率高,电耗低。如日本电工公司德岛工厂在36400kV·A电炉上生产高碳锰铁的料批中配入百分之52烧结矿,得到的技术经济指标如下:与全部使用块矿时相比,产品电耗下降百分之10, 产量增加百分之15.

锰矿预热:锰矿预热入炉是降低锰铁电耗的途径之一,当锰矿预热到550℃并直接入炉时,电耗比冷装降低百分之8. 8; 预热到650℃时,电耗降低13. 5; 预热到950℃时,电耗降低百分之20. 4.图38-4为日本重化工公司高岗厂一座有矿石预热设备的8500kV·A电炉的工艺流程图。于回转窑预热的能源中有20%固定碳是由炉料代入,回转窑的燃料为电炉回收下来的煤气,窑内高温度不超过1000℃, 矿石在窑内运行速度为0. 7t/h, 其生产作业指标列于表

8500kV·A电炉生产作业指标列于表38-12内,预热的原料流入装料斗,由装料斗送到电炉储料仓的时间约用7~15分钟从储料仓再进入到电炉内约经过1. 5~2小时,温度从900℃降低到690℃.生产效果是,产品电耗为2100kW·h/t, 比冷装时的2600kW·h/t降低了500kW·h/t, 降低率为百分之19. 23.若改用含锰百分之45~46或品位更高的锰矿,电耗可降低到2000kW·h/t以下,锰的回收率为百分之80~82, 比冷装时的百分之77提高百分之3~5 但电炉热效率都降低百分之4~5, 仅为百分之81~82 。

锰矿预热是在950℃以下将锰矿石加热到1100~1150℃.锰矿预还原工艺是将各种原料按配比一起磨碎,经过预先造球后装入回转窑内,用电炉排出的炉气加热提温到1100~ 1150℃, 碳酸锰类分解,氧化铁还原成金属,而锰矿中的各种锰的氧化物,还原至MnO.预还原的球团烧结成10~100mm硬块,通过砌有内衬的保温料斗运送至电炉上的中间料仓,沿着砌有保温材料的料管加入电炉内。电炉容量为1500kV·A.试验结果表明,电耗可降低百分之30, 炉子生产率比用冷料时提高40%.

选择优质的碳素还原剂:电炉冶炼高碳锰铁和硅锰合金时,一般都以焦炭、块煤和木片等作为还原剂,而在我国各生产厂很少使用煤和木片。如同硅铁冶炼一样碳质还原剂的化学性能、物理性能及配入量对电耗和成本等各项技术经济指标也有一定影响,正确地选择搭配碳素还原剂是一项重要的技术工作。

使用块煤代替部分冶金焦有降低电耗的作用。国内某厂使用无烟煤代替百分之50焦炭还原剂,在同等对比条件下,高碳锰铁月平均产量比单独用冶金焦时提高百分之23. 86, 电耗降低13. 8%.选用无烟煤的化学成分为:固定碳百分之72. 67, 水分0. 95%, 挥发分3. 12%, 灰分23. 26%, 其中SiO2  百分之54. 83,百分之 Fe203  8. 51, 百分之CaO 1. 71,百分之 Mg0  1. 82,百分之 P  0. 04.

焦炭中的含水量不仅消耗大量的分解热、汽化热,增加电耗,同时与石灰混合在一起,导致块状石灰粉化成末,严重阻碍了炉料透气性,电极周围强烈喷火、翻渣,电耗显著上升。因此,要求选用焦炭含水量不要超过百分之5, 必要时应采用干燥窑烘干。某厂为了使石灰不与焦炭长时期接触,是将料批中的石灰单独存放,分批加入炉内,取得了稳定炉况、降低电耗的效果。

对石灰质量的要求:高碳锰铁选用的石灰,CaO含量要大于百分之85, 生灰、老灰尽可能少;其粒度以15~ 80mm 为宜,还要尽量减少粉化石灰入炉。生灰、老灰和粉灰都会使产品电耗升高。炉料配入适量煅烧白云石提高炉渣中MgO的含量,有利于提高锰的回收率,降低产品电耗。但有些厂没有石灰或白云石,可用石灰石代替,电耗约提高百分之5左右,从经济上考虑, 高碳锰铁批发有时是合理的,使用不符合要求的石灰粉还不如使用石灰石,炉况顺利,电耗反而低些。

 高碳锰铁