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高碳锰铁厂家告诉你精炼高碳锰铁各生产阶段的控制,干货满满

     精炼:炉料全部熔清,进入精炼期,此时要对熔池进行多次搅拌,以加速脱硅,缩短精炼时间。精炼期结束前取合金样判断合金含硅量。 当合金含硅量小于0.8%时,合金粘稠,流动性差,试样易打碎;当合金中含硅量为1.5-2.0%时,高碳锰铁试样表面黑皮部分脱落,晶粒细密,断口呈灰白色,有光泽,不易打碎;若含硅量大于2%,合金流动性好,冷却后表面光滑无皱纹,表面黑皮几乎全部脱落,断口呈玻璃状,不易打碎。一般将合金含硅量控制在1.5-2.0%。 当合金含硅量高于2%时,应继续精炼,精炼一段时间若含硅量不降低,可向炉内加入适量锰矿和石灰,提高炉渣的脱硅能力,精炼至硅含量小于2.0%即可出炉。若合金含硅量过低时,渣中氧化锰含量高,应加入适量硅锰合金,搅拌加速脱硅,待硅含量合格即可出炉。炉渣碱度控制在1.3-1.5之间。 电硅热法生产精炼铁合金的过程属于熔态还原过程。金属熔体中的硅与炉渣熔体反应,将渣中的锰还原出来。这一反应发生在两个熔体的界面,界面面积对反应速度影响很大。在熔炼初期,反应的化学势能很高,反应进行较快,30分钟内合金硅含量可以降低10个百分点;而在冶炼后期脱硅速度十分缓慢,30分钟内只能降低2-3个百分点。实际生产中硅与炉渣中的氧化锰的平衡几乎无法实现。因此,精炼工艺的改进需从提高热效率和改进反应动力条件入手。 
     硅锰合金摇炉预炼和热装工艺,在摇炉运动状态作用下,熔渣和金属熔体的接触面积加大,改善了锰还原的动力学,加快了锰还原速度。但是在摇炉激烈运动状态,短时间内渣中氧化锰 仍然较高。可见传质过程是氧化锰与硅反应的限制性环节。经过摇炉预炼的锰硅熔体热装到矿热炉内。炉内布满经过预热的锰矿和石灰,料面 呈凹形,使液态锰硅合金与炉料有较大的接触面积。热兑锰硅以后,固态矿石上浮并与 合金反应,产生激烈脱硅反应。
     乌德霍姆法,该工艺采用喷吹法冶炼中低碳锰铁。乌德霍姆采用功率为2500KW 有芯工频感应炉,其每炉热装15吨液态硅锰合金,以惰性气体为载体将锰矿和石灰粉喷吹入熔体内部的生产工艺。炉渣碱度值控制在1左右,熔炼温度为1350℃。在硅含量降低到约7%时分渣一次,然后继续喷吹锰矿和石灰粉直到硅含量降低到1%以下停吹出炉。熔炼时间为3.5小时,每吨产品耗电260度,锰的回收率为85%,硅的利用率为90%。生产1吨中碳锰铁消耗锰矿873千克消耗石灰335千克。
     纯净锰铁的生产,高碳锰铁和中碳锰铁炉渣锰含量在20%以上,具有铁比高、磷含量极低的优点。这种锰渣已经用于制造低磷低碳铁合金。出炉以后将锰渣分离到一个装有透气砖的铁水包中,以100L/分钟的流量吹入氩气。向包内加入适量硅铁或锰硅合金,或者其它金属还原剂。用硅或其它金属还原剂还原渣中的锰,视温度条件可加入部分锰矿。用氩气搅拌10分钟左右,即可完成熔炼。熔炼温度为1400℃,终渣碱度为1.1左右。根据热力学计算,这一工艺应分成两个阶段。在一阶段用硅或锰硅合金贫化渣中的锰,在第 二阶段底吹氧脱除合金中的残余的硅。或者在一阶段采用锰硅合金还原锰矿石灰熔体中的锰,使金属熔体中的硅降低到1%以下;在第二阶段采用含铝或其它比硅更活泼的金属元素合金贫化炉渣。这一方法渣铁重量比大于3,渣铁容积比大于6。由于用硅还原 氧化锰反应的限制性环节是界面传质,这一工艺能否实现主要取决于动力学条件,采用底吹法或摇包法可以改善渣金属的混合和界面传质速度。此外,控制反应物成分和数 量,改善过程的传热也十分重要。·
     热兑法和摇包法生产低碳锰铁,法国电冶金公司采用热兑方法生产磷、碳含量极低的锰铁。用40MVA电炉熔炼硅含量大于35%的锰硅合金。用回转窑在900-1000℃还原焙烧磨细的锰矿,再热装到10MVA电炉内熔炼成锰矿石灰熔体。将液态金属和锰矿熔体热兑到反应包内,两种熔体激烈反应得到低碳低硅的产品。日本水岛公司采用摇包法不用外加能源生产中低碳锰铁。反应热来自锰硅合金的显热和硅氧化的热效应。将矿石和石灰预热到400-550℃,热装到13m³摇包内。然后将液态锰硅合金热装入摇包。大部分的脱硅反应在兑入铁水后立即进行。摇包以45-55的转速运动,渣与金属平稳进行反应,摇动18分钟后出铁。高碳锰铁厂家常规的电硅热法脱硅速度很慢,操作时间长,热能损失大。采用摇包法改善了动力学条件,脱硅速度大大提高,热损失减少,这一方法的要点是所使用的锰矿必须有足够的供氧能力。反应热过剩时还可以使用部分冷锰硅和锰矿。

高碳锰铁