[实用新型]一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置。

背景技术

硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。硅锰铁合金是炼钢常用的复合脱氧剂，脱氧效果显著，又是生产中、低碳铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰铁合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。

国内外对锰硅合金的冶炼已经有了长久而深入研究，工艺制度上的改进与提高有利于各项技术指标的提高进而达到节能降耗和提高产品质量的目的。欲使锰硅合金的冶炼技术进一步提升到一个新的高度。必须进一步解决目前锰硅合金冶炼中存在的高能耗、产品质量不稳定等问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提出了一种利用富锰渣制备锰硅合金的装置及其实施方法。

利用富锰渣制备锰硅合金的方法如下：

包含以下步骤：

步骤一，将经过破碎处理的碳质还原剂铺设至熔炼炉炉底；

步骤二，将热态的富锰渣倒入熔炼炉并与碳质还原剂混合形成混合物料并在高温下反应；

步骤三，向经过步骤二处理的混合物料中加入硅粉并进一步反应形成锰硅合金。

进一步地，富锰渣中含有以下质量分数的组分：锰为38-47％，二氧化硅为30-36％，其中的锰与铁的质量比大于7:1。

进一步地，热态富锰渣由高炉或电炉倒入熔炼炉。

进一步地，富锰渣与碳质还原剂按照100:(30-55)的质量比混合，优选地以100:(40-50)的质量比混合，为了让还原剂中的碳在高温条件下快速、充分的和富锰渣中的MnO反应，还原剂粒度优选地小于1mm。

进一步地，碳质还原剂中固定碳含量为85-89％。

进一步地，步骤二中熔炼炉的温度为1360-1550℃，优选地为1410-1490℃。铺在底部的碳质还原剂由于比重较轻，加入富锰渣以后碳质还原剂在高温条件下迅速的向富锰渣层扩散。在该温度区间富锰渣中的MnO和SiO₂首先反应生成比较稳定的MnO·SiO₂。在该温度条件下碳质还原剂和富锰渣中的MnO·SiO₂反应生成碳化锰。为了防止锰的挥发损失，碳化反应结束加入富锰渣量28-45％的硅粉进行合金化处理。

进一步地，步骤三中以闪烁喷吹方式加入硅粉，以使硅粉快速均匀的分散在熔体中。喷入的硅粉为单质硅，在高温条件下单质硅迅速的将碳化锰中的碳置换出来形成稳定的MnSi硅锰合金。在硅锰合金化过程中富锰渣中的铁也被碳还原，部分金属铁和硅锰形成锰硅铁合金。

进一步地，步骤二与步骤三的反应时间分别为20-45min以及35-60min。

进一步地，为了保证炉渣的流动性，使锰硅合金和熔渣充分分离，通过加入氧化钙和氧化镁的添加剂调整炉渣碱度，控制炉渣碱度为0.6-0.9，其中炉渣碱度是指(MgO+CaO)/SiO₂。

通过上述方法可以得到Mn含量大于60％，硅含量大于15％，锰铁比大于8的锰硅合金。

本实用新型公开了实施上述方法的装置，包括：

破碎机，破碎机具有进料口和出料口，破碎机的进料口与还原剂料仓相连；

熔炼炉，熔炼炉具有多个进料口和出料口，熔炼炉的多个进料口用于将经破碎机破碎处理的还原剂、热态富锰渣以及硅粉的添加。

进一步地，熔炼炉为方炉。

进一步地，熔炼炉具有多个炉墙，每个炉墙上设置有喷枪。优选地，每个炉墙上设置3-5个喷枪。喷枪优选为闪烁喷枪。

进一步地，破碎机的出料口与熔炼炉的进料口之间设置有传送装置，传送装置优选为传送带。

进一步地，破碎机用于碳质还原剂的破碎。

进一步地，破碎机的进料口与所述还原剂料仓通过管道连接。

进一步地，硅粉盛放于硅粉料仓中。

通过采用上述技术方案，取得了以下诸多有益效果：

(1)生成碳化锰可以有效的避免锰的损失。

(2)分步加料可以任意调整合金成分，生产工艺简化。

(3)用闪烁喷枪将硅粉均匀、分散的喷入炉膛。

(4)加入硅粉做合金处理是放热反应，可以节约能耗。

(5)该工艺强化锰的冶炼，锰回收率高。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点在与附图结合对实施例进行的描述中将更加明显并容易理解，其中：