CN108149016A - 锰硅合金综合冶炼系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锰硅合金综合冶炼系统。本发明提供的锰硅合金综合冶炼系统中，原料锰、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；高碳渣和/或中碳渣、锰矿、焦炭、硅石、熔剂、中碳渣混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；高碳锰铁与锰矿、石灰、步骤S2制得的硅锰合金在精炼炉中冶炼得到产品中低碳锰铁，得到副产品中碳渣。本发明提供的锰硅合金综合冶炼系统提高了锰矿资源的利用率；煤气发电节约能源减少环境污染，水冷炉壁的使用增加矿热炉寿命，增加筑炉材料的利用率；提高了经济效益；实现了整个冶炼工艺的零污染、零排放，实现了环保、高效、节能、资源综合利用、循环经济。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，具体涉及一种锰硅合金综合冶炼系统。
背景技术
硅锰合金是炼钢中常用的复合脱氧剂，又是生产中，中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂，生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭，通过矿热炉高温冶炼得到硅锰合金。但是，众所周知，冶金行业是能源消耗大户，而硅锰合金的冶炼中除了消耗大量能源之外，还有大量的三废物质的排放，造成环境问题，对于三废物质的处理成本也十分昂贵。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的主要目的是提供一种能够有效提高能源利用率、生产高品质产品、且能实现废物零排放的锰硅合金综合冶炼系统。
本发明提供的锰硅合金综合冶炼系统包括步骤：
S1.原料锰、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；
S2.所述高碳渣和/或中碳渣、锰矿、焦炭、硅石混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；所述中碳渣来自步骤S3得到的副产品；即高碳渣和/或中碳渣可相互替换使用或者补充使用；
S3.所述步骤S1中的产品高碳锰铁与锰矿、石灰、步骤S2制得的硅锰合金在精炼炉中冶炼得到产品中低碳锰铁，得到副产品中碳渣。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S1中所述原料锰和焦炭的质量比用量为：高锰烧结矿40％、南非半碳酸锰矿25％、澳大利亚氧化锰矿35％，余量为焦炭；所述原料锰的锰含量均不低于质量分数42％，所述原料锰矿和焦炭的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S1中第一矿热炉的冶炼温度为1300-1400℃，冶炼时间为2.5-3h。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S2中所述锰矿的质量比用量为：南非烧结锰矿12％、南非半碳酸锰矿41％、澳大利亚氧化锰矿7％、南非高铁锰矿6％、高碳渣10％、加蓬锰矿18％、国内锰矿6％；所述高碳渣或者中碳渣、锰矿、焦炭、硅石的质量用量比为：30：30：20：19；所述锰矿的锰含量平均不低于质量分数37％，所述锰矿的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S2中第二矿热炉的冶炼温度为1450-1600℃，冶炼时间为4-6h。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S3中所述锰矿、石灰、硅锰6818加工粉的质量用量比为：澳大利亚氧化锰矿：石灰：硅锰6818加工粉为100：65：90；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿、石灰粒度为10-30mm级配、水分不高于6％；所述步骤S3中精炼炉的冶炼温度为1300-1500℃，冶炼时间为2.5-3h。也就是说中低碳锰铁所用硅锰6818加工粉即符合国标6818的硅锰标准。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气处理后用于生活区燃烧供热、以及煤气发电。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气用于烧结锰矿、烘干原料。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气处理方法是干法布袋除尘；所述干法布袋除尘工艺流程为：煤气经重力沉降后通过一级粗气风机引气进入布袋过滤得到净煤气，整个工艺的除尘效率为99.9％、净煤气含尘量<20mg/Nm3、净煤气压力为6-8KPa、净煤气温度为120-200℃。
进一步的，上述锰硅合金综合冶炼系统中，所述步骤S2中得到的副产品硅锰水渣经过直接水淬技术处理后用于水泥制备原料；所述直接水淬技术工艺如下：出铁时，渣铁同时从铁口流出，进入铁水包，铁的密度大，在铁水包下层，渣在铁水包上层，随着铁水的增加，铁水包内铁水逐渐上升，渣也从铁水包内流出，经过溜槽进入冲渣溜槽内，同时冲渣溜槽下部有高压水流出，将高温渣水淬进入渣池；所述高压水的压力为0.35-0.4Mpa。
综上所述，本发明提供的锰硅合金综合冶炼系统提高了锰矿资源的利用率，锰的回收率由80％左右提高至87％左右，吨铁成本效益增加了至少200元以上；煤气发电节约能源减少环境污染，水冷炉壁的使用增加矿热炉寿命，增加筑炉材料的利用率；提高了经济效益；粗煤气干法布袋除尘净化煤气发电，原料烘干焙烧、粉矿烧结；自流式冷却塔、全自动化生产、硅锰炉渣直接水淬，实现了整个冶炼工艺的零污染、零排放，实现了环保、高效、节能、资源综合利用、循环经济。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。所述实施例仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
实施例1
原料锰、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；原料锰和焦炭的质量比用量为：高锰烧结矿40％、南非半碳酸锰矿25％、澳大利亚氧化锰矿35％，余量为焦炭；所述原料锰的锰含量均不低于质量分数42％，所述原料锰矿和焦炭的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S1中第一矿热炉的冶炼温度为1350℃，冶炼时间为2.5h。
制备所得的高碳渣、锰矿、焦炭、硅石混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；所述锰矿的质量比用量为：南非烧结锰矿12％、南非半碳酸锰矿41％、澳大利亚氧化锰矿7％、南非高铁锰矿6％、高碳渣10％、加蓬锰矿18％、国内锰矿6％；所述高碳渣或者中碳渣、锰矿、焦炭用量20％、硅石19％的质量用量比为：30：30：20：19；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S2中第二矿热炉的冶炼温度为1500℃，冶炼时间为5h。
上述产品高碳锰铁加工产生的加工粉与锰矿、石灰、制得的硅锰合金加工产生的加工粉在精炼炉中冶炼得到产品中碳锰铁，得到副产品中碳渣；所述锰矿、石灰、硅锰6818加工粉质量用量比为：澳大利亚氧化锰矿：石灰：硅锰6818加工粉：高碳锰铁加工粉为100：65：90：10；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿、石灰、中低碳锰铁的粒度为10-30mm级配、水分不高于6％；所述步骤S3中精炼炉的冶炼温度为1300℃，冶炼时间为3h。
第一矿热炉产生的煤气和第二矿热炉产生的煤气经干法布袋除尘后用于烧结锰矿、烘干原料；所述干法布袋除尘工艺流程为：煤气经重力沉降后通过一级粗气风机引气进入布袋过滤得到净煤气，整个工艺的除尘效率为99.9％、净煤气含尘量<20mg/Nm3、净煤气压力为6-8KPa、净煤气温度为120-200℃。
制备所得副产品硅锰水渣经过直接水淬技术处理后用于水泥制备原料；所述直接水淬技术工艺如下：出铁时，渣铁同时从铁口流出，进入铁水包，铁的密度大，在铁水包下层，渣在铁水包上层，随着铁水的增加，铁水包内铁水逐渐上升，渣也从铁水包内流出，经过溜槽进入冲渣溜槽内，同时冲渣溜槽下部有高压水流出，将高温渣水淬进入渣池；所述高压水的压力为0.35-0.4Mpa。
实施例2
原料锰、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；原料锰和焦炭的质量比用量为：高锰烧结矿40％、南非半碳酸锰矿25％、澳大利亚氧化锰矿35％，，余量为焦炭；所述原料锰的锰含量均不低于质量分数42％，所述原料锰和焦炭的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S1中第一矿热炉的冶炼温度为1400℃，冶炼时间为3h。
制备所得的高碳渣和中碳渣、锰矿、焦炭、硅石混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；所述锰矿的质量比用量为：南非烧结锰矿12％、南非半碳酸锰矿41％、澳大利亚氧化锰矿7％、南非高铁锰矿6％、高碳渣10％、加蓬锰矿18％、国内锰矿6％；所述高碳渣或者中碳渣、锰矿、焦炭用量20％、硅石19％的质量用量比为：30：30：20：19；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S2中第二矿热炉的冶炼温度为1450℃，冶炼时间为4h；所述中碳渣来自下一步得到的副产品，高碳渣和中碳渣的用量比为3：1。
上述产品高碳锰铁与锰矿、石灰、制得的硅锰合金在精炼炉中冶炼得到产品中低碳锰铁，得到副产品中碳渣，副产品中碳渣回用于第二矿热炉的冶炼；所述锰矿、石灰、硅锰6818加工粉的质量用量比为：澳大利亚氧化锰矿：石灰：硅锰6818加工粉：高碳锰铁加工粉为100：65：90：10；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿、石灰粒度为10-30mm级配、水分不高于6％；所述步骤S3中精炼炉的冶炼温度为1500℃，冶炼时间为3h。
第一矿热炉产生的煤气和第二矿热炉产生的煤气经干法布袋除尘后用于烧结锰矿、烘干原料；所述干法布袋除尘工艺流程为：煤气经重力沉降后通过一级粗气风机引气进入布袋过滤得到净煤气，整个工艺的除尘效率为99.9％、净煤气含尘量<20mg/Nm3、净煤气压力为6-8KPa、净煤气温度为120-200℃。
制备所得副产品硅锰水渣经过直接水淬技术处理后用于水泥制备原料；所述直接水淬技术工艺如下：出铁时，渣铁同时从铁口流出，进入铁水包，铁的密度大，在铁水包下层，渣在铁水包上层，随着铁水的增加，铁水包内铁水逐渐上升，渣也从铁水包内流出，经过溜槽进入冲渣溜槽内，同时冲渣溜槽下部有高压水流出，将高温渣水淬进入渣池；所述高压水的压力为0.35-0.4Mpa。
实施例3
原料锰、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；原料锰和焦炭的质量比用量为：高锰烧结矿40％、南非半碳酸锰矿25％、澳大利亚氧化锰矿35％，余量为焦炭；所述原料锰的锰含量均不低于质量分数42％，所述原料锰和焦炭的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S1中第一矿热炉的冶炼温度为1400℃，冶炼时间为3h。
制备所得的高碳渣和中碳渣、锰矿、焦炭、硅石混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；所述锰矿的质量比用量为：南非烧结锰矿12％、南非半碳酸锰矿41％、澳大利亚氧化锰矿7％、南非高铁锰矿6％、高碳渣10％、加蓬锰矿18％、国内锰矿6％；所述高碳渣或者中碳渣、锰矿、焦炭用量20％、硅石19％的质量用量比为：30：30：20：19；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；所述步骤S2中第二矿热炉的冶炼温度为1450℃，冶炼时间为6h；所述中碳渣来自下一步得到的副产品，高碳渣和中碳渣的用量比为1：4。
上述产品高碳锰铁加工粉与锰矿、石灰、制得的硅锰合金在精炼炉中冶炼得到产品中碳锰铁，得到副产品中碳渣，副产品中碳渣回用于第二矿热炉的冶炼；所述锰矿、石灰、硅锰6818加工粉的质量用量比为：澳大利亚氧化锰矿：石灰：硅锰6818加工粉：高碳锰铁加工粉为100：65：90：10；所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿、石灰、中低碳锰铁的粒度为10-30mm级配、水分不高于6％；所述步骤S3中精炼炉的冶炼温度为1300℃，冶炼时间为3h。
第一矿热炉产生的煤气和第二矿热炉产生的煤气经干法布袋除尘后用于烧结锰矿、烘干原料；所述干法布袋除尘工艺流程为：煤气经重力沉降后通过一级粗气风机引气进入布袋过滤得到净煤气，整个工艺的除尘效率为99.9％、净煤气含尘量<20mg/Nm3、净煤气压力为6-8KPa、净煤气温度为120-200℃。
制备所得副产品硅锰水渣经过直接水淬技术处理后用于水泥制备原料；所述直接水淬技术工艺如下：出铁时，渣铁同时从铁口流出，进入铁水包，铁的密度大，在铁水包下层，渣在铁水包上层，随着铁水的增加，铁水包内铁水逐渐上升，渣也从铁水包内流出，经过溜槽进入冲渣溜槽内，同时冲渣溜槽下部有高压水流出，将高温渣水淬进入渣池；所述高压水的压力为0.35-0.4Mpa。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，包括步骤：
S1.原料锰矿、焦炭在第一矿热炉中冶炼制备高碳锰铁，得到副产品：煤气和高碳渣；
S2.所述高碳渣和/或中碳渣、锰矿、焦炭、硅石混合在第二矿热炉中冶炼制备硅锰合金，得到副产品硅锰水渣；所述中碳渣来自步骤S3得到的副产品；
S3.所述步骤S1中的产品高碳锰铁与锰矿、石灰、步骤S2制得的硅锰合金在精炼炉中冶炼得到产品中低碳锰铁，得到副产品中碳渣。
2.根据权利要求1所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S1中所述原料锰矿和焦炭的质量比用量为：高锰烧结矿40％、南非半碳酸锰矿25％、澳大利亚氧化锰矿35％，余量为焦炭；
所述原料锰的锰含量均不低于质量分数42％，所述原料锰和焦炭的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；
所述步骤S1中第一矿热炉的冶炼温度为1300-1400℃，冶炼时间为2.5-3h。
3.根据权利要求1所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S2中所述锰矿的质量比用量为：南非烧结锰矿12％、南非半碳酸锰矿41％、澳大利亚氧化锰矿7％、南非高铁锰矿6％、高碳渣10％、加蓬锰矿18％、国内锰矿6％；
所述高碳渣或者中碳渣、锰矿、焦炭、硅石的质量用量比为：30：30：20：19；
所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿的粒度为10-60mm级配、水分不高于6％；
所述步骤S2中第二矿热炉的冶炼温度为1450-1600℃，冶炼时间为4-6h。
4.根据权利要求1所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S3中所述锰矿、石灰、硅锰6818的质量用量比为：澳大利亚氧化锰矿：石灰：硅锰6818为100：65：90；
所述锰矿的锰含量均不低于质量分数37％，所述锰矿、石灰、硅锰6818的粒度为10-30mm级配、水分不高于6％；
所述步骤S3中精炼炉的冶炼温度为1300-1500℃，冶炼时间为2.5-3h。
5.根据权利要求1至3中任意一项所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气处理后用于煤气发电。
6.根据权利要求1至3中任意一项所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气处理后用于生活区燃烧供热。
7.根据权利要求1至3中任意一项所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气用于烧结锰矿、烘干原料。
8.根据权利要求5所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S1中第一矿热炉产生的煤气和步骤S2中第二矿热炉产生的煤气处理方法是干法布袋除尘；
所述干法布袋除尘工艺流程为：煤气经重力沉降后通过一级粗气风机引气进入布袋过滤得到净煤气，整个工艺的除尘效率为99.9％、净煤气含尘量<20mg/Nm3、净煤气压力为6-8KPa、净煤气温度为120-200℃。
9.根据权利要求1至3中任意一项所述的锰硅合金综合冶炼系统，其特征在于，
所述步骤S2中得到的副产品硅锰水渣经过直接水淬技术处理后用于水泥制备原料；所述直接水淬技术工艺如下：
出铁时，渣铁同时从铁口流出，进入铁水包，铁的密度大，在铁水包下层，渣在铁水包上层，随着铁水的增加，铁水包内铁水逐渐上升，渣也从铁水包内流出，经过缓冲渣灌进入冲渣溜槽内，同时冲渣溜槽下部有高压水流出，将高温渣水淬进入渣池；所述高压水的压力为0.35-0.4Mpa。
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