本發(fā)明涉及冶金領(lǐng)域，尤其涉及一種利用富錳渣制備錳硅合金的方法及裝置。

背景技術(shù)：

硅錳合金是由錳、硅、鐵及少量碳和其它元素組成的合金，是一種用途較廣、產(chǎn)量較大的鐵合金。硅錳鐵合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑，脫氧效果顯著，又是生產(chǎn)中、低碳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。硅錳鐵合金可在大、中、小型礦熱爐內(nèi)采取連續(xù)式操作進(jìn)行冶煉。

國內(nèi)外對錳硅合金的冶煉已經(jīng)有了長久而深入研究，工藝制度上的改進(jìn)與提高有利于各項技術(shù)指標(biāo)的提高進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗和提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的。欲使錳硅合金的冶煉技術(shù)進(jìn)一步提升到一個新的高度。必須進(jìn)一步解決目前錳硅合金冶煉中存在的高能耗、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種利用富錳渣制備錳硅合金的方法及裝置。

本發(fā)明采用的方法如下：

一種利用富錳渣制備錳硅合金的方法，包含以下步驟：

步驟一，將經(jīng)過破碎處理的碳質(zhì)還原劑鋪設(shè)至熔煉爐爐底；

步驟二，將熱態(tài)的富錳渣倒入熔煉爐并與碳質(zhì)還原劑混合形成混合物料并在高溫下反應(yīng)；

步驟三，向經(jīng)過步驟二處理的混合物料中加入硅粉并進(jìn)一步反應(yīng)形成錳硅合金。

進(jìn)一步地，富錳渣中含有以下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：錳為38-47％，二氧化硅為30-36％，其中的錳與鐵的質(zhì)量比大于7:1。

進(jìn)一步地，熱態(tài)富錳渣由高爐或電爐倒入熔煉爐。

進(jìn)一步地，富錳渣與碳質(zhì)還原劑按照100:(30-55)的質(zhì)量比混合，優(yōu)選地以100:(40-50)的質(zhì)量比混合，為了讓還原劑中的碳在高溫條件下快速、充分的和富錳渣中的mno反應(yīng)，還原劑粒度優(yōu)選地小于1mm。

進(jìn)一步地，碳質(zhì)還原劑中固定碳含量為85-89％。

進(jìn)一步地，步驟二中熔煉爐的溫度為1360-1550℃，優(yōu)選地為1410-1490℃。鋪在底部的碳質(zhì)還原劑由于比重較輕，加入富錳渣以后碳質(zhì)還原劑在高溫條件下迅速的向富錳渣層擴(kuò)散。在該溫度區(qū)間富錳渣中的mno和sio2首先反應(yīng)生成比較穩(wěn)定的mno·sio2。在該溫度條件下碳質(zhì)還原劑和富錳渣中的mno·sio2反應(yīng)生成碳化錳。為了防止錳的揮發(fā)損失，碳化反應(yīng)結(jié)束加入富錳渣量28-45％的硅粉進(jìn)行合金化處理。

進(jìn)一步地，步驟三中以閃爍噴吹方式加入硅粉，以使硅粉快速均勻的分散在熔體中。噴入的硅粉為單質(zhì)硅，在高溫條件下單質(zhì)硅迅速的將碳化錳中的碳置換出來形成穩(wěn)定的mnsi硅錳合金。在硅錳合金化過程中富錳渣中的鐵也被碳還原，部分金屬鐵和硅錳形成錳硅鐵合金。

進(jìn)一步地，步驟二與步驟三的反應(yīng)時間分別為20-45min以及35-60min。

進(jìn)一步地，為了保證爐渣的流動性，使錳硅合金和熔渣充分分離，通過加入氧化鈣和氧化鎂的添加劑調(diào)整爐渣堿度，控制爐渣堿度為0.6-0.9，其中爐渣堿度是指(mgo+cao)/sio2。

通過上述方法可以得到mn含量大于60％，硅含量大于15％，錳鐵比大于8的錳硅合金。

本發(fā)明還公開了一種執(zhí)行上述方法的裝置，包括：

破碎機(jī)，破碎機(jī)具有進(jìn)料口和出料口，破碎機(jī)的進(jìn)料口與還原劑料倉相連；

熔煉爐，熔煉爐具有多個進(jìn)料口和出料口，熔煉爐的多個進(jìn)料口用于將經(jīng)破碎機(jī)破碎處理的還原劑、熱態(tài)富錳渣以及硅粉的添加。

進(jìn)一步地，熔煉爐為方爐。

進(jìn)一步地，熔煉爐具有多個爐墻，每個爐墻上設(shè)置有噴槍。優(yōu)選地，每個爐墻上設(shè)置3-5個噴槍。噴槍優(yōu)選為閃爍噴槍。

進(jìn)一步地，破碎機(jī)的出料口與熔煉爐的進(jìn)料口之間設(shè)置有傳送裝置，傳送裝置優(yōu)選為傳送帶。

通過采用上述技術(shù)方案，取得了以下諸多有益效果：

(1)生成碳化錳可以有效的避免錳的損失。

(2)分步加料可以任意調(diào)整合金成分，生產(chǎn)工藝簡化。

(3)用閃爍噴槍將硅粉均勻、分散的噴入爐膛。

(4)加入硅粉做合金處理是放熱反應(yīng)，可以節(jié)約能耗。

(5)該工藝強(qiáng)化錳的冶煉，錳回收率高。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點在與附圖結(jié)合對實施例進(jìn)行的描述中將更加明顯并容易理解，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用富錳渣制備錳硅合金的方法的流程示意圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的利用富錳渣制備錳硅合金的裝置的示意圖。

具體實施方式

應(yīng)當(dāng)理解，在示例性實施例中所示的本發(fā)明的實施例僅是說明性的。雖然在本發(fā)明中僅對少數(shù)實施例進(jìn)行了詳細(xì)描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員很容易領(lǐng)會在未實質(zhì)脫離本發(fā)明主題的教導(dǎo)情況下，多種修改是可行的。相應(yīng)地，所有這樣的修改都應(yīng)當(dāng)被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在不脫離本發(fā)明的主旨的情況下，可以對以下示例性實施例的設(shè)計、操作條件和參數(shù)等做出其他的替換、修改、變化和刪減。

實施例一

如圖1及圖2所示，在本實施例中，富錳渣中包含以下質(zhì)量百分比的各個組分：錳40％、二氧化硅32％。碳質(zhì)還原劑中固定碳含量85.23％。預(yù)先在步驟s101中，將碳質(zhì)還原劑從還原劑料倉1中傾倒入破碎機(jī)2中破碎至1mm以下。隨后在步驟s102處，將破碎后的碳質(zhì)還原劑鋪到熔煉爐5的底部。接著將熱態(tài)的富錳渣從電爐3中加入到熔煉爐5。富錳渣和還原劑按照100:40的質(zhì)量比例加入。將上述混合料加入到熔煉爐中，爐膛溫度控制在1430±10℃之間，保溫25min。然后用噴槍將硅粉料倉41中硅粉加入到熔煉爐5中進(jìn)行硅錳合金化反應(yīng)，其中硅粉加入量是富錳渣的30％，保溫40min。同時將添加劑料倉42中的氧化鈣和氧化鎂添加劑加入到熔煉爐5中，將爐渣堿度調(diào)整到0.6左右。最后得到錳含量62.13％，硅含量15.88％，錳鐵比大于8的錳硅合金。

實施例二

如圖1及圖2所示，在本實施例中，富錳渣中包含以下質(zhì)量百分比的各個組分：錳43％、二氧化硅34％。碳質(zhì)還原劑中的固定碳86.11％。預(yù)先在步驟s101中，將還原劑從還原劑料倉1中傾倒入破碎機(jī)2中破碎至1mm以下。隨后在步驟s102處，將破碎后的還原劑固定碳鋪到熔煉爐5的底部。接著將熱態(tài)的富錳渣從電爐3中加入到熔煉爐5。富錳渣和還原劑按照質(zhì)量比100:45加入。將上述混合料加入到熔煉爐中，爐膛溫度控制在1450±10℃之間，保溫35min。然后用噴槍將硅粉料倉41中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35％的硅粉加入到熔煉爐5中進(jìn)行硅錳合金化反應(yīng)，保溫48min。同時將添加劑料倉42中的氧化鈣和氧化鎂添加劑加入到熔煉爐5中將爐渣堿度調(diào)整到0.7左右。最后得到錳含量65.13％，硅含量18.47％，錳鐵比大于8的錳硅合金。

實施例三

如圖1及圖2所示，在本實施例中，富錳渣中包含以下質(zhì)量百分比的各個組分：錳46％、二氧化硅36％。碳質(zhì)還原劑固定碳88.26％。預(yù)先在步驟s101中，將還原劑從還原劑料倉1中傾倒入破碎機(jī)2中破碎至1mm以下。隨后在步驟s102處，將破碎后的還原劑固定碳鋪到熔煉爐5的底部。接著將熱態(tài)的富錳渣從電爐3中加入到熔煉爐5。富錳渣和還原劑按照100:50的比例加入。將上述混合料加入到熔煉爐中，爐膛溫度控制在1480±10℃之間，保溫43min。然后用噴槍將硅粉料倉41中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％的硅粉加入到熔煉爐5中進(jìn)行硅錳合金化反應(yīng)，保溫55min。同時將添加劑料倉42中的氧化鈣和氧化鎂添加劑加入到熔煉爐5中將爐渣堿度調(diào)整到0.8左右。最后得到錳含量69.23％，硅含量20.12％，錳鐵比大于8的錳硅合金。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；如果不脫離本發(fā)明的精神和范圍，對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。