电硅热法生产工艺及冶炼操作

来源:网络  作者:网络转载   2019-10-14 阅读:684
    1.热装法生产中低碳锰铁
    1974年我国某厂的3500KVA精炼炉上进行国热装法生产中低碳试验,获得国成功,后来在充分完善工艺制备之后转入正规化生产。该厂采用16500KVA封闭式矿热炉与3500KVA旋转式精炼炉相配合,用矿热炉生产的锰硅合热兑入精炼炉生产中低碳锰铁,副产的中锰渣冷凝后破碎用于锰硅合金生产。
    实际操作中为保护好炉衬,提高电热能利用效率,上一炉出铁完毕炉眼堵实后,就要旋转炉体,迅速捣除炉墙周边结料。然后调好转速,开动给料机向炉内布料,布向炉墙边缘的炉料以石灰为主,布向中心区域的炉料以锰矿为主。布料结束后,电极与炉墙之间的料面应呈凹形环。在等待液态锰硅合金兑入的时间里,利用炉体余热预热炉料。
    待到液态锰硅合金称量后,就旋转炉体,兑入合金液,使合金液在凹形环中对流均匀。然后放下电极送电,补加入调整料,待极心圆附近炉料基本熔清后,再次旋转炉体,在外加的机械搅拌作用下加速周边炉料的熔化,加速脱硅反应;待周边炉料基本熔清后,取样判断合金含硅量,认定合格后出炉。中锰渣的炉渣碱度宜控制在1.1~1.3,此时的渣中含锰量在22%左右。
    与冷装法相比,热装法具有以下一些优点:
    (1)冶炼时间缩短,冶炼电耗降低。由于锰硅合金以液态形式兑入,省去了重熔锰硅合金所需时间,通过预热炉料又减少了炉料升温所需要的电能,热装法比冷装法缩短冶炼用电时间15min以上,降低冶炼电耗50%左右。
    (2)炉台日产量可比冷装法提高25%左右。
    (3)采用液态锰硅合金热装入炉,简化了锰硅合金出炉后的推渣、浇铸、精整、加工等工序,提高了锰硅合金的金属收率,减轻了工人劳动强度,降低了生产成本。
    热装法的优眯显而易见,不足之处是不能解决渣中残锰量高的问题,即使采用高碱度炉渣操作,入渣锰也在12%~18%之间。通常采用略低的炉渣碱度,副产不粉化的中锰渣应用于锰硅合金生产。
    2.冷装法生产中低碳锰铁
    冷装法是生产中低碳锰铁的传统方法,它采用的精炼炉多由炼钢电弧炉改造而成,即倾动式的石墨电极精炼炉,中低碳锰铁的冶炼过程分补炉、引弧、加料、精炼和出炉铸锭五个环节。
    前一炉铁出完,堵好出铁口,补完炉后,借助炉内残留的渣铁液引弧,然后将混合料加入炉内,用满负荷熔化炉料。待炉料熔化60%~70%后,用工具将炉墙四周未熔化的炉料推到炉心及电极周围,待炉料基本熔清后,冶炼进入精炼期。为了加速脱硅,缩短精炼时间,需要对熔池进行搅拌,并定时从熔池中取样判断合金含硅量,待合金合格后即可出炉。
    出炉接铁采用容积较大的铁水包,将炉渣和铁水一次全部装入,利用铁水后倒入铁水包时与炉渣冲兑形成的良好动力学条件进一步脱硅,降低产品硅含量。炉内渣铁不要出净,应留一部他,以方便下一炉引弧,起到保护炉底耐火砖衬的作用。
    由于中低碳锰铁冷却过程中有多次的固态相变和相应的真密度变化,为了减少快速降温过大的内部应力造成产品严重碎裂,需要采用盖渣方式浇铸;浇铸用锭模深度不宜超过300mm,否则中心部位的合金将会因降温过慢,凝固偏析造成杂质富集,严重时造成产品报废。
    冶炼使用的炉渣碱度多与入炉锰矿的品位相关。当入炉锰矿含锰量低于40%时,常采用n(CaO)/n(SiO2)=1.4~1.6的炉渣碱度操作,此时渣中含锰量在15%~18%;当入炉锰矿含Mn量较高,在40%~50%范围时,常采用略低一点的炉渣碱度n(CaO)/n(SiO2)=1.0~1.3,以便使中锰渣不至于低温粉化,渣中锰含量也获得相应提高,能够用于锰硅合金生产。
    用石墨电极精炼炉生产中低碳锰铁具有工艺控制过程简单,生产制备投资较小,操作容易掌握,电极故障易于处理,对产品质量影响较小,对合金渗碳量低等特点,适合中小企业使用。使用较高炉渣碱度生产中低碳锰铁的电耗为1400~1800KWh/t,使用略低炉渣碱度炼不粉化中锰渣方法生产中低碳锰铁的单位电耗约为1100~1200KVh/t.
    配料计算时,考虑锰硅合金中的Mn,Fe,P,C100%入合金,Si入合金6%,Si的利用率为75%;锰矿中的Mn35%~40%入合金,10%挥发,P70%入合金。矿耗约为1100~1300kg/t,锰硅合金耗量为950~1100kg/t,石灰耗量约为800~1200kg/t.
标签: 冶炼
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