[发明专利]一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺

说明书

技术领域

 本发明属于黑色金属铁合金冶金技术领域，是一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺。

背景技术

在黑色铁合金冶炼工业中，现有的锰硅合金生产，中国专利公开（公告）号CN102766775A公开了“一种低碳高硅硅锰合金的生产方法”，它分为两个步骤，第一步是：采用锰质量含量30～35%，二氧化硅质量含量28～32%，Mn/Fe质量比5.5～6.2的混合炉料，同时，配加占混合炉料总重量18～22%的焦炭，通过扒渣制得组分质量百分含量为Mn60～70%，Si17～20%，C2.5-1.0%的普通锰硅合金铁水；第二步是：摇包制备低碳高硅硅锰合金将第一步所得普通锰硅合金铁水质量5-10%的石灰及第一步所得普通锰硅合金铁水质量3-5%的结晶硅预先放置在摇包的底部，将第一步制备的普通锰硅合金铁水倒入摇包中，启动摇包，在摇动的过程中，再向摇包中添加占第一步所得普通锰硅合金铁水质量7-10%的结晶硅，摇动后，浇铸，制得低碳高硅硅锰合金，合金组分质量百分比为Mn58-62%，Si22-25%，C0.2-0.4%。这种低碳高硅硅锰合金的生产方法缺点是操作工艺复杂，合金产品成份稳定性差，成本高。其在第一步制取的锰硅合金渣中锰含量通常为8～10 wt％，对于这些锰含量8～10 wt％的硅锰渣，因再提纯的成本高，现有技术只能作为废渣弃掉，没有能够实现更有效地利用资源。

现有的低、微碳锰硅合金的生产技术一般是通过选择合适渣型进行冶炼生产或者是通过使用无溶剂法生产的碳锰渣和中锰渣替代传统的高炉富渣作为原料来进行生产的。例如：中国专利公开（公告）号公开了“一种采用矿热炉一步法生产低碳、微碳锰硅合金的方法”，它采用炉料配比为：以质量百分含量计，含锰40wt％～50wt％的锰矿40～50份；含锰20wt％～40wt％的锰渣15～50份，焦炭15～25份，硅石10～20份；操作控制：控制炉渣碱度在0.6～0.8，二氧化硅回收率控制在50％～55％之间，采用矿热炉一步法生产的微碳锰硅合金中碳、磷含量小于0.1％，低碳锰硅合金中碳含量小于0.3％，磷含量小于0.1％。这种低、微碳锰硅合金的生产方法其缺点在于入炉锰原料选择上灵活性比较差，如：“含锰20wt％～40wt％的锰渣15～50份”，含锰20wt％的锰渣为中低碳锰铁合金副产品“中锰渣”，其碱度高、易粉化在制取低、微碳锰硅合金原料中配入比例小，其由于碱度高制约其它价格低廉的高碱度的锰原料的配入比例。含锰40wt％的锰渣为高碳锰铁合金副产品“富锰渣”，其品质好但价格昂贵，在制取低、微碳锰硅合金原料中配入比例大时会使成本升高。

迄今为止，未见有关生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺的报道和实际应用。

发明内容

本发明的目的是，为实现提高Mn的综合回收率在95%～97%，解决现有技术生产的锰硅合金所产出的锰含量8 wt%～10 wt%的硅锰渣因为没有利用价值而作为废渣弃掉的问题，即降低生产成本，又减少炉渣的排放量的一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种生产锰硅合金和富硅锰渣及利用富硅锰渣生产微、低碳锰硅合金的连续工艺，其特征是，它包括以下步骤：

（1）在用矿热炉冶炼锰硅合金同时制取富硅锰渣：入矿热炉原料配比：以质量百分含量计，含锰36wt％～50wt％的含锰原料100份，Mn/Fe质量比6.3～10，焦炭20～30份，硅石20～30份；

（2）在采用矿热炉进行冶炼的过程中，再通过降低锰硅合金炉渣碱度、促使硅酸锰的大量形成，进而控制锰、硅的还原进行冶炼还原操作，给出了三个最佳工艺参数：a最佳的炉渣碱度在0.10～0.38之间；b给出了最佳的二氧化硅回收率控制范围：40%～48%之间；c给出了渣铁比范围为0.5～0.8之间，冶炼时间为2至6小时；

（3）冶炼结束后，采用渣铁混出方式出炉，将出炉的液态合金装入铁水包，多余炉渣利用渣铁比重差异从铁水包上部流口流出后进入钢包，出炉结束后，铁水包镇静10分钟后扒出上部残渣，然后将液态锰硅合金浇铸到锭模中，再推掉合金上部高碳层，待合金冷却后，精整入库；

（4）通过上述冶炼过程生产出锰硅合金，其牌号为：FeMn68Si18产品；同时制取锰含量20wt%～26wt%，二氧化硅含量40wt%～50wt%，磷含量小于0.1wt%，Mn/Fe质量比20～70的液态富硅锰渣；