[发明专利]一种硅锰合金制备方法

说明书

本发明公开了一种硅锰合金制备方法，具体包括原料预热和精准配料和原料混合，完成混合后将原料输送至反应炉中，点燃引发剂，利用引发剂引发的高温完成硅锰合金的冶炼。完成冶炼后进行冷却、分离和后处理，完成硅锰合金的制备。本发明冶炼过程中的热量来自于点燃引发剂所产生的热量，而不使用电力作为能源，大大降低了生产过程中的电力成本；同时不使用体积较大且构造复杂的电炉作为反应容器，降低了生产的设备和场地投资。另外应用本发明还可以提高锰回收率，同时可以降低碳、磷和硫等元素的质量分数。

技术领域

本发明涉及一种铁合金冶炼方法，尤其是一种炉外法制备硅锰合金的方法。

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一种合金。在众多铁合金中硅锰合金的产量相对较大，同时其用途也相当广泛。锰硅合金通常作为炼钢中的复合脱氧剂，同时也被当做还原剂用于生产中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰。目前制备硅锰合金的常用方法为电炉法，具体来说就是将锰矿石、硅石和焦炭等还原剂按工艺要求进行配料混合，然后将混合后的原料输送至电炉内进行治炼。电炉为连续还原冶炼，定时间歇出铁。出炉的铁水铸锭成形后经精整破碎，包装出厂。采用电炉法生产硅锰合金，还原电炉是主要治炼设备，在电炉内硅、锰矿石和还原剂在电炉中靠电弧放电来引发反应，进行冶炼，加热熔炼物料及进行反应所需的能量为电能。采用这种方法来生产硅锰合金所耗费的电能相当巨大，生产一吨硅锰合金大约要消耗5500kW•h~6500kW•h，因此生产成本相对较高。同时电炉的体积较大并且结构复杂，因此其对于生产场地的要求较高，这也为电炉法生产硅锰合金的应用带来一定的困难。另外采用电炉法生产硅锰合金的锰回收率相对较低，一般低于80%，同时产品的碳、硫和磷的质量分数较高，硅锰合金产品无法达到相关标准的要求。

发明内容

为了解决现有技术中电能消耗较高、设备复杂且占地面积较大、锰回收率较低且碳、硫和磷的质量分数较高的问题，本发明提供了一种硅锰合金制备方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

（1）原料预热，将锰矿石和硅铁粉输送至回转窑中进行预热烘干；

（2）精准配料混合，将造渣剂、脱硫剂、硅铁粉和锰矿石按比例进行精准配料，精准配料后将造渣剂、硅铁粉和锰矿石输送至搅拌机中进行混拌；

（3）冶炼，在反应炉底铺置引发剂，将脱硫剂和混合后的原料输分别送至反应炉中，点燃引发剂，利用引发剂引发的高温完成硅锰合金的冶炼；

（4）冷却、分离和后处理，冶炼结束后利用空冷对硅锰合金进行冷却，冷却后将反应炉体、炉渣与硅锰合金进行分离，去除硅锰合金表层渣皮，将去除渣皮之后的硅锰合金输送至破碎机中进行破碎，破碎后的硅锰合金进过人工精整后包装入库，完成硅锰合金的制备。

进一步地，所述锰矿石中锰的质量分数不小于20%，锰与铁的质量比不小于5。

进一步地，所述步骤（1）中预热温度为200℃~900℃。

进一步地，所述步骤（2）中造渣剂、脱硫剂、硅铁粉和锰矿石按重量份配比为造渣剂1份，脱硫剂0.5~2份，硅铁粉2-8份，锰矿石为2-8份，原料经搅拌混合后温度为150℃~450℃。

进一步地，所述步骤（3）中引发剂为镁屑。

进一步地，所述造渣剂为石灰造渣，所述脱硫剂为白灰，所述硅铁粉为75#硅铁粉。

进一步地，所述步骤（3）中冶炼的温度为1300℃~1600℃，冶炼时间为10min~20min。

进一步地，所述步骤（4）中，经过人工精整后的硅锰合金中锰的质量分数不小于60%，硅的质量分数不小于17%。

进一步地，所述步骤（4）中，经过人工精整后的硅锰合金中碳的质量分数不大于0.15%，磷的质量分数不大于0.05%，硫的质量分数不大于0.003%