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2025-01
耐材之窗耐火原料指數(shù)
綜合指數(shù)
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  • 棕剛玉:138.00 上月:140.00 環(huán)比: 0.00% 去年同期:127.00 同比: +4.00%
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富錳渣的生產(chǎn)方法

發(fā)布時間:2010-06-18

一、高爐富錳渣的生產(chǎn)

1)高爐冶煉富錳渣特點

高爐冶煉富錳渣工藝流程、主要設(shè)備與高爐冶煉生鐵、錳鐵基本相同,但工藝操作又有顯著的特點。主要有:

①在高爐生產(chǎn)的所有產(chǎn)品中,高爐富錳渣冶煉爐溫較低。原則上要求爐溫控制在保證鐵、磷充分還原,錳不還原或少量還原,且液體渣鐵能有效分離的溫度范圍。一般為1250~1350℃,比生鐵高爐低100~150℃,比錳鐵高爐低200~250℃。

②在所有高爐產(chǎn)品中,高爐富錳渣冶煉爐渣堿度較低。不添加熔劑,自然堿度冶煉,堿度一般小于0.4.

③高爐冶煉富錳渣一般是高負荷,低風溫操作。礦石含鐵低,風溫低,負荷高;礦石含鐵高,風溫高,負荷低。

④高爐冶煉富錳渣煤氣熱能和化學(xué)能利用較好。

⑤富錳渣冶煉為大渣量冶煉,渣鐵比高達3~5t/t,富錳渣的含錳量主要決定于礦石含錳和含鐵量,錳回收率可達85%~90%。

⑥入爐原料粒度,一般錳礦5~50mm,冶金焦炭20~80mm。

⑦高爐冶煉富錳渣的煤氣分布特點是,邊緣氣流要稍發(fā)展。因富錳渣冶煉渣量大,負荷重。

2)高爐冶煉富錳渣的操作制度

高爐冶煉富錳渣的操作制度包括熱制度、造渣制度、裝料制度和送風制度。這些制度的正確選擇,是高爐順行和取得良好技術(shù)指標的前提。

①熱制度,高爐熱制度是指控制合理而穩(wěn)定的爐缸溫度。冶煉富錳渣的熱制度應(yīng)符合以下要求:

a.有利于鐵、磷的充分還原,有利于抑制錳的還原,使產(chǎn)品符合用戶要求。

b.保證渣鐵順利從高爐排出,渣鐵能有效分離,渣中不夾雜鐵珠。

c.有利于充分利用風溫和降低焦比。

冶煉富錳渣的熱制度通過焦炭負荷和風溫調(diào)節(jié)。一般是穩(wěn)定焦炭負荷,調(diào)節(jié)風溫來達到爐缸熱制度合適而穩(wěn)定,在穩(wěn)定焦炭負荷時應(yīng)考慮以下因素:

a.入爐混合礦含鐵量的高低,含鐵愈高,負荷應(yīng)愈低。

b.爐渣中錳含量高時,負荷要適當降低。

c.焦炭質(zhì)量的好壞,焦炭中含固定碳愈高,負荷愈高。

d.熱風溫度的高低,熱風溫度高,負荷愈高。

②造渣制度合理的造渣制度是高爐冶煉有效進行的基礎(chǔ),日常生產(chǎn)中主要通過控制爐渣堿度(nCaO/nSiO2)和其他氧化物含量來控制產(chǎn)品成分和保證高爐冶煉順利進行。高爐冶煉富錳渣是選擇性還原,對爐渣的要求是:

a.在高爐冶煉中,鐵和錳還原在方向上是一致的,關(guān)鍵是溫度和所需的熱量不同。鐵的還原條件在高爐中容易得到滿足,因此爐渣成分選擇的重點是有利于抑制錳的還原,提高錳的入渣率。

b.因為是低溫冶煉,爐渣成分必須保證在低溫下有較好的流動性,以利渣鐵排放和分離。富錳渣冶煉均采用高MnO的低堿度或自然堿度爐渣,nCaO/nSiO2<0.4.

c.當渣中Al2O3大于20%,或 MnO高于58%時,渣的粘度大,流動性較差,甚至造成渣鐵分離困難和爐況失常,一般是加螢石來改善爐渣性能。螢石加入量是使渣中CaF2達到2%左右。

③裝料制度,裝料制度是指料批、料線和裝料順序。它直接關(guān)系到高爐的順行和煤氣熱能和化學(xué)能的利用。

高爐冶煉富錳渣負荷重,爐溫低,渣量大,因而料柱良好的透氣性和較發(fā)展的邊緣煤氣流是十分必要的。裝料制度要特別考慮如下因素。

a.有利于高爐順行。順行是高爐生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

b.有利于煤氣熱能和化學(xué)能的利用。

c.要考慮礦石、焦炭的粒度組成、相對密度、強度、堆角等特點。

富錳渣高爐裝料制度是:

a.料線:是指大鐘開啟后大鐘下沿至料面的距離。富錳渣高爐要求比較發(fā)展的邊緣氣流,所以料線在爐料碰撞點以上。

b.料批:是指每批料礦石的重量。富錳渣高爐一般用較大的料批,料批的大小還要考慮原料的粒度組成、高爐內(nèi)型,特別是爐喉直徑的大小,爐喉直徑大,料批也要大些。

c.裝料順序:是指礦石、焦炭裝入的順序。礦石先裝為正裝,加重邊緣,反之亦然。富錳渣高爐一般以倒裝為主。

料線、料批和裝料順序三者之間既相輔相成,又互相制約。裝料制度的調(diào)節(jié),主要從爐況順行、煤氣利用是否好、爐喉煤氣曲線是否合理來判斷。富錳渣高爐較合理的爐喉煤氣曲線是邊緣CO2較低的雙峰曲線。

④送風制度,高爐送風制度決定煤氣流的初始分布和爐缸熱量的收支,包括風量、風溫和風速的確定。在風量、風溫一定時,風速決定于風口個數(shù)和風口直徑(風口的總進風面積),富錳渣高爐送風制度選擇,主要考慮以下條件:

a.原燃料條件好,強度高,粒度均勻,粉末少,有利于改善高爐料柱的透氣性,可以用較大的風量和較高的風溫。

b.風口風速要使爐缸活躍,但又不使中心過吹,邊緣氣流要適當發(fā)展又不能使中心堆積。爐缸直徑越大,風口風速或鼓風動能也應(yīng)越大。

c.高爐需要發(fā)展邊緣,則要降低鼓風動能,即風口風速。

調(diào)節(jié)送風制度,一般調(diào)節(jié)風口直徑和風溫,為活躍爐缸和發(fā)揮設(shè)備能力都力求全風操作。只是在處理爐況必要時,才減風量。使用高風溫是降低焦比的重要手段,一般要盡可能把風溫用上去。富錳渣高爐的風溫也可使用到800~900℃。

富錳渣高爐冶煉的生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標見表1。

富錳渣高爐冶煉即不同于高爐冶煉生鐵也不同于高爐冶煉錳鐵,具有自身的特點。因此在高爐爐型設(shè)計上也應(yīng)充分考慮高爐冶煉富錳渣的特點,為高爐穩(wěn)定順行創(chuàng)造可靠的基礎(chǔ)。高爐類型的具體要求是:

①富錳渣高爐負荷重,原料粒度小,強度差,因此在爐型設(shè)計上應(yīng)有利于邊緣氣流發(fā)展,爐身角β不宜太大,以80°~85°為宜。

②富錳渣冶煉是大渣量冶煉,渣鐵比可達4~5t/t。因此要求有較大的爐缸容積。

③富錳渣冶煉是低溫冶煉,下部要抑制錳的還原,爐缸直徑也相對要大些,以使高溫區(qū)不過于集中。

④富錳渣高爐的爐型應(yīng)是較矮胖型,H/D宜在3.5左右。

4)高爐冶煉富錳渣的技術(shù)進步

高爐富錳渣生產(chǎn)經(jīng)過幾十年的發(fā)展,技術(shù)也逐步成熟,綜合利用和產(chǎn)品方案的革新取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

①鉛銀回收。高爐冶煉富錳渣的產(chǎn)品有富錳渣、高錳高磷生鐵和煤氣。由于我國大部分鐵錳礦都是多金屬共生礦,含有較高的鉛銀等有色金屬。在高爐內(nèi)鉛、銀均被還原為金屬,因而回收利用不但可以緩解對高爐生產(chǎn)的不良影響,還可大大沖減富錳渣的生產(chǎn)成本。

回收的方法是利用鉛熔點低,相對密度大,滲透力強,在爐底設(shè)集鉛槽和排鉛口,集鉛槽一般在爐底2~3層磚下,成豐字型。當爐基溫度大于350℃時,可以開鉛口排鉛,所得粗鉛含鉛98%,含銀1%,同時還含金等。

②富錳渣和煉鋼生鐵同步冶煉

富錳渣冶煉主要是處理高鐵高磷難選錳礦石,因此得到的副產(chǎn)品是高錳高磷鐵,其使用價值大為降低。而我國大部分鐵錳礦含磷并不高,一般在0.1%以下。通過配礦可以得到含磷0.4%~0.8%的含錳生鐵。生鐵中的錳也可以通過冶煉過程的控制來降低。

③渣口噴吹空氣冶煉富錳渣

為了提高富錳渣冶煉錳回收率,降低生鐵中錳含量。根據(jù)硅、錳、鐵、磷等元素對氧的親合力不同,采取向高爐爐缸強制供氧方法,從高爐渣口噴吹壓縮空氣,使高爐內(nèi)已被還原的錳、硅重新氧化返回爐渣中,從而提高錳的富集效果,又降低生鐵中錳含量。

使用效果是錳回收率提高1.08%~4.77%,富錳渣含錳提高0.65%~1.29%,副產(chǎn)生鐵中錳降到5%以下。

二、電爐富錳渣的生產(chǎn) 
1)電爐富錳渣的工藝過程與高爐冶煉富錳渣的工藝過程基本相同,都是渣中錳的富集過程,但在冶煉操作上則有所不同。主要有: 
①電爐冶煉的熱源靠電源,電爐的爐料可以搭配部分粉焦和粉礦。 
②電爐的爐身矮,料柱短,煤氣量少,故煤氣通過料柱的壓力降小?!?nbsp;
③電爐冶煉富錳渣質(zhì)量較好,渣中含錳量高,含磷和鐵較低,可以冶煉出w(SiO2)<20%,w(Mn)>48%的富錳渣(沒有焦炭的灰分參加造渣)。 
④電爐富錳渣不僅可作為冶煉錳硅合金的原料,而且還可以作為冶煉金屬錳的優(yōu)質(zhì)原料。 
⑤出爐后,為使渣中的鐵珠完全沉淀(降低富錳渣含鐵、磷)需要在渣坑或渣包內(nèi)鎮(zhèn)靜一定時間再放渣澆鑄。 
2)電爐冶煉富錳渣的原料
電爐冶煉富錳渣的主要原料是含鐵的錳礦石、焦炭和螢石(或硅石)。為了滿足富錳渣質(zhì)量要求,普通電爐富錳渣對入爐錳礦石的化學(xué)成分要求如下:m(Mn)/m(Fe)=0.3~2.5,w(Mn+Fe)≥38%,w(Mn)≥18%,w(A12O3+SiO2)≤35%,m(SiO2)/m(A12O3)≥1.7,m(CaO)/m(SiO2)/0.3。錳礦石的入爐粒度,一般為5~50mm,含粉率小于8%,錳礦石含水要控制在8%以下。焦炭主要是做還原劑用,要求固定碳含量≥80%,灰分≤18%,焦炭粒度為3~15mm。螢石要求CaF2含量≥85%,粒度為5~80mm。硅石要求,SiO2含量大于97%,粒度為20~80mm,電爐富錳渣生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表2。
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