高炉冶炼锰铁提高锰回收率的措施

高炉冶炼锰铁尽管与冶炼生铁有许多共同点．但更有其自身的特点。最大的不同点是锰比铁难还原。锰的回收率可以在60～90%的范围波动，而不象生铁冶炼时，铁几乎全部还原到产品中去。根据这一特点，决定了冶炼锰铁时提高锰的回收率对产量、质量、消耗和成本都有重要的多用。因此，提高锰的回收率是锰铁生产的一项重要的技术政策。

一、提高锰回收率的重要意义

（一）降低锰矿消耗

提高锰的回收率，可以大幅度地降低锰矿消耗，节约贵重的锰矿资源，这是高炉冶炼锰铁的一大特点。在不用金属附加物的情况下，高炉冶炼生铁的矿比取决于入炉锰矿的平均品位，而锰铁的矿比则取决于入炉的平均含锰量和锰的回收率。计算公式如下：

            （1）

式中Q矿－矿比，kg／t

     650－标准锰铁的锰量，kg/t

     M_n－炉矿平均含锰量，%

     η_Mn－锰的回收率，%

1990年新余钢铁厂入炉平均古锰26.92%．锰的回收率平均为85.53%．而60年代初平均回收率为65%。按(1)式计算，由于锰回收率的提高，单位产品可降低锰矿消耗892kg/t，相当于每提高锰回收率1%．可降低锰矿消耗44.6kg/t；按年产17万t产量计，则可节约锰矿15.16万t。

（二）降低焦比

提高锰的回收率，可以大幅度地降低入炉焦比，这是锰铁高炉区别于生铁高炉的又一特点。在不用金属附加物时，生铁焦比仅取决于焦炭负荷和矿石品位；而锰铁焦比则要取决于焦炭负荷、矿石品位和锰的回收率。其计算公式如下：

        （2）

式中k－入炉焦比，kg/t

    Q－焦炭负荷，t/t

1990年新余钢厂高炉平均负荷为1.607t/t，其它条件同前，按(2)式计算．1990年入炉焦比为1758kg/t；如按60年代初平均锰回收率为65%计算，其焦比为2312kg/t，仅回收率提高一项就使焦比降低了554kg/t，相当于在现有原料条件下，每提高回收率1%．降低焦比27.7kg/t。

（三）提高产量

高炉产量的计算公式如下：

       （3）

将(2)式代入可得锰铁高炉产量计算式：

       （4）

式中Qy－年产量，t／y

    365－日历作业天数，d/y

    V－高炉有效容积，m³

    I－冶炼强度，t/m³·d

    η－休风率，%

1990年高炉休风率为1.72%．冶炼强度为1.085t/ m³·d其它条件同前，按(3)计算，由于回收率提高比60年代初增产41294t／d，增产率31.51%。相当于每提高回收率1%，高炉增产1. 57%。

（四）提高锰铁质量

提高锰的回收率，即在相同原料条件下，提高锰铁古锰量，降低音磷量，从而提高了锰铁质量。1990年本厂锰铁平均含［Mn］＝67.28%，［P］＝0.454%，如果以60年代初65%的回收率计算，锰铁成分将变为［Mn］＝62.35%，［P］＝0.570%。

（五）增加效益

按前所述计算结果，由于回收率提高，

1990年和60年代初比较，以年产17万t锰铁计，现行锰矿平均价格为421元/t（含进口锰矿），焦斑为244元/t。其效益为：

a   年节焦降低成本总额：        17×0.654×244＝2298万元

b   年节约锰矿降低成本总辆：   15.16×421＝6382万元

两项合计，降低消耗共计降低成本8682万元／a，相当于每提高1%的回收率，降低成本25.53元/t，由于回收率的提高，克服了原材料提价因素对企业经营效益的影响，使企业站稳了脚跟。

我国锰矿资源中，贫杂锰矿多，富矿少，随着钢铁工业的发展，锰矿供需矛盾突出，高炉用矿逐年贫化。提高锰的回收率，可以大幅度地节约锰矿消耗，可在一定程度上和锰矿供需矛盾。

二、提高锰回收率的主要措施

为了提高锰的回收率，必须弄清高炉冶炼锰铁时，锰在铁、渣和炉尘中的分配情况，查明锰在高炉生产过程中流失的去向，以便采取技术对策（表1）。

表1  1964年8月21－31日1^#炉锰的平衡

表l说明，以Mn形式流失于渣中的化学损失占入炉总锰量的16.80%，占流失总量的60.27%，其次为炉顶损失。这为制定提高锰回收率的措施指明了方向。

（一）降低渣中MnO

锰在渣中的化学损失可用下式计算：

            （5）

式中Mn失－锰在渣中的化学损失，kg/t

    O渣－渣量，kg／t

    55和71－分别为Mn和MnO的分子量

从上式可以看出，锰在渣中的化学损失与渣量和渣中MnO均成正比。矿石越贫、渣量越大，越要降低渣中MnO。主要措施：

1、改进选渣制度。目前本厂渣中MnO降到4～5%的水平，在国内外属领先地位。各个时期炉渣CaO/SiO2、MgO、MnO变化见表2。

表2  炉渣CaO/SiO₂、MgO、MnO变化

2、改进炉料结构。采用生石灰作溶剂(1973年起)，生产高CaO/SiO₂、高MgO锰烧结矿(1980年起)。

以上措施的主要作用在于改善炉况顺行和改善炉内成渣条件，以促进锰的还原。

3、提高炉缸温度。锰在高炉内全部靠直接还原，消耗热量大，需要维持充足的炉温和充沛的热量。

提高炉渣CaO/SiO₂和MgO，可以提高炉渣溶化温度，有利于提高炉缸温度。

提高风温。60年代初厂风温为745～931℃，1965年起，风温提高到年平均1000℃。

采用富氧鼓风。富氧鼓风能有效地提高炉缸温度．降低炉顶温度，1982年起利用转炉余气补充少量富氧。

从整个措施来看，提高CaO/SiO₂和MgO，需要增加一定的渣量，但降低渣中MnO又臧少渣量，同时，由于锰回收率的提高又可降低渣铁比。倒如1979年4季度开始采取低MnO操作，其入炉矿的含Mn量与1979年和1982年大致相当，其渣量比较如表3。

可见降低渣中MnO，起到了减步渣量和降低炉渣中含锰量的双重作用。目前，通过降低MnO，使锰在渣中的化学损失降低到了10%左右。

表3  不周氧化锰时的渣量比较

（二）降低炉顶损失

锰在炉顶的损失，主要表现为机械吹损。降低炉顶损失的措施主要是：

1、锰矿水洗过筛，减少入炉粉末；

2、锰烧结矿槽下过筛，减少入炉料的含粉率。

通过这些措施，1984年．炉尘灰出量降到150kg/t，使炉顶损失降到4%以下。

（三）减少渣中机械损失

渣中机械损失，是将已还原出来的锰与铁一起混夹在炉渣中的损失。减步这部分损失的主要措施如下：

1、在铁口渣沟中设回收坑，创造渣中锰铁的沉降条件；

2、在渣场设置回收坑，回收渣缸中的锰铁；

3、人工手检炉前干渣的锰铁。

通过这些措施，使渣中机械损失降到了0.4%的水平。

三、结束语

（一）提高锰的回收率，是高炉冶炼锰铁的核心问题。回收率每提高l%，可以降低焦比27.7kg/t，降低矿比44.6kg/t，增产1.57%，降低成本25.53元／t。并可提高产品质量。

（二）锰的损失主要是以MnO形式进入渣中的化学损失，其次是炉顶损失和渣中机械损失。

（三）降低渣中Mn0是提高回收率的主攻方向，采用高CaO/SiO₂、MgO渣操作，是降低渣中Mn0的有效措施。新余钢厂渣中Mn0降至4～5%的水平，在国内外属领先地位。

（四）在锰矿贫化，渣量大的情况下，新余钢厂回收率达到85%，在国内领先。渣量越大，越要降低渣中Mn0。下一步的努力方向应将MnO控制在3.5～4.5%，使其平均值控制在4%左右，使该项损失控制在10%以内。