_50MVA电炉锰系合金地模浇注技术

摘 要： 云南建水锰矿有限责任公司针对锰系合金生产中铁盆浇注工艺存在的缺陷与不足 ， 通过不断摸索改
进，采用地模浇注技术在大型电炉生产中的实践，提高浇注效率，简化了工艺操作， 解决了一系列难题， 取得了 可观的经济效益。 关键词： 50MVA 锰铁电炉； 地模浇铸； 节能 中图分类号： TG242. 2 文献标识码： A 文章编号： 1006 －0308 （ 2013 ） 06 －0057 －04
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地模浇注技术实施
建水锰矿冶炼二厂建造的地模规格为： 1 248 × 758 × 152 （ cm） ，底部用耐火砖平砌两层， 再用 系统产品的碎铁平铺 100 mm， 一个地模用浇铸模 块护边围成两个坑。 一个坑可浇铸产品 6 ～ 7 炉， 共可浇铸 12 ～ 14 炉。50 MVA 电炉建造了两个地 模，循环使用，以地模浇铸代替铁盆定模浇铸。建 造地模后，平铺系统产生的碎铁 10 cm， 保护底层 耐火砖。 地模混凝土墙地上部分高为 1. 5 m， 地下 0. 5 m，C15 砼垫层 0. 1 m。墙顶宽 0. 3 m， 墙底宽 0. 7 m。C25 耐热砼底板厚 0. 2 m。 钢筋采用二级螺纹 钢。双层拉结筋采用 10 间距 400 。 砼采用水硬性 耐火砼。 主要材料为高铝水泥、 高铝矾土耐火粉 料、细骨料、粗骨料。其配合比为高铝水泥： 高铝 矾土粉料： 高铝矾土细骨料： 高铝矾土粗骨料 = 1 ∶ 1∶ 2. 33∶ 2. 67 （ 重量比） ，水灰比 = 0. 32 ～ 0. 38 。 50 MVA 电炉车间新老浇铸方法比较见图 2 。 59
将液态的锰系合金注入模中使之凝固成锭的工 艺过程。按所用设备的不同，锰铁合金浇铸有锭模 58
黄云才，等 50MVA 电炉锰系合金地模浇注技术
表1 Tab. 1
方法 ①精整易产生碎铁 。 ②碎铁回炉耗电。 锭模浇铸法 ③操作时间较长。 ④占用车间面积较大。 ⑤精整时在车间内 ，存在交叉作业。 ⑥需要大量锭模周转，投资较大。
ABSTＲACT： According to the existing defect and deficiency in the iron bowl casting technology of manganese alloy production in
Ltd， through the constant exploration and improvement， the floor mold casting technology is adopted in the Yunnan Jianshui Manganese Co． ， large scale furnace production practice，so that the casting efficiency is increased，and the operation process is simplified，a series difficult problems are solved，the impressive economic benefits is obtained．
间不匹配，极度制约生产。 产品脱模，产品与耐火砖有一定粘接力，靠行 车调动脱膜，浇铸盆底部耐火砖震动后，易被产品 带出，导致重新砌筑铁盆费用升高。 铁盆定模浇铸时间过长，每浇铸一炉产品需要 25 ～ 30 min，行车操作人员与出炉班人员操作、 产 品脱模、 产品精整时间长强度大， 存有一定安全 隐患。 铁盆定模浇铸由于铁水温度高，鉄盆容易被铁 水烧损及侵蚀，导致鉄盆损坏严重，无法使用，损 坏铁盆重新加工产生费用，平均每个月损坏 3 个 。 铁盆定模浇铸，时间过长，导致行车浇注、吊 运、出炉设备运转率高，磨损大，维修率高，增加 了成本。 铸模工艺产品厚度 20 cm 左右， 需人工击碎 精整。 为降本增效， 提高浇铸能力， 降低浇铸成本， 公司组织攻关小组进行研究，决定在 50 MVA 电炉 浇注车间建造地模，进行浇铸试验。
alloy smelting with 50 MVA electric furnace
电炉生产锰 系 合 金 主 要 包 括 配 料、 熔 炼、 出 、 炉 浇注、精整等工序。它是以电能为热源，焦炭 为还原剂在电炉中生产锰系合金的一种方法 。生产 高碳锰铁的原料锰矿石包括冶金块矿 、烧结矿、焙 烧矿、富锰渣和进口富锰矿； 辅助材料为铁矿石、 硅石、电极糊； 还原剂为焦炭。 25 MVA 电炉采用组合式把持器、50 MVA 电 炉采用波纹管技术， 电极升降采用液压系统，25 MVA 电炉结构型式为矮烟罩半密闭电炉，50 MVA 电炉结构型式为全密闭电炉。 烟罩采用水冷钢骨 架，侧壁及顶内侧捣制高铝耐火浇注料 ，使用寿命 长、维修量小，烟罩设置 3 根烟气导出管，烟气通 过垂直烟道进入收尘系统净化。 电炉顶部采用移动式带式输送机布料 ，分别给 入炉顶料仓，进入定量料仓，再由加料管直接给入 炉内，加料管进入烟罩段通水冷却。 电炉短网为管式，软连接部分为水冷电缆。电 炉采用软化水冷却。液压系统，采用箱体阀块集成 化的模式，结构紧凑，便于安装检修，工作可靠。 炉前设施包括开堵眼设备、 铁水 （ 渣 ） 包及 其牵引装置和渣处理设施等。 25 MVA 电炉每天出炉 6 ～ 8 次，50 MVA 电炉 每天出炉 8 ～ 10 次。25 MVA 电炉与 50 MVA 电炉 铁渣包 型 号 一 致， 渣 铁 共 用 互 换， 出 炉 时 铁 水 （ 渣） 流入钢包。出铁后，卷扬机将铁 （ 渣 ） 包拉 至烧铸间，铁包扒渣分渣后再浇入锭模，冷却后倒 出破碎精整，渣包由行车吊至冲渣槽，经压力水水 淬，并冲至冲渣池。
三种浇铸方法比较
Three kinds of casting methods comparison
缺 点 优 点
①灵活性大。 ②适应性强。
①操作时间较长。 ②操作复杂。 浇铸机浇铸法 ③投资较大。 ④占用车间面积较大。 ⑤操作人员多。 ⑥浇铸成本高。 ①浇铸一次成形。 ②不产生碎铁。
①操作时间较短。 ②操作方便、简单。 ①精整易产生碎铁 。 地模浇铸法 ②碎铁回炉耗电。 ③需用机车移到另一工作点精整。 ③占用车间面积小。 ④投资小。 ⑤操作人员少。 ⑥浇铸成本低。 ⑦减少车间交叉作业。
损明显降低， 产品精整费用减少， 月浇铸成本从 20 万元降到 14 万元，节能降耗效果显著。
浇铸、浇铸机浇铸和地模浇铸等方法。 锭模浇铸法，在一组或数个锭模中进行铁合金 的浇铸。所用锭模的大小和材质与所浇铸的合金品 种和冶炼设备容量的不同而有差异 。锭模在使用前 要进行预热并喷洒涂料，受冲刷严重的部位垫上与 所浇铸的合金有类似成分的铁合金 。铁水注入锭模 的速度和方法也是不同的，例如硅铁采用分层多次 浇注，中碳锰铁、 电炉金属锰采用盖渣浇铸 （ 渣
2013 年 12 月 第 42 卷第 6 期 （ 总第 243 期）
云南冶金 YUNNAN METALLUＲGY
Dec． 2013 Vol. 42． No. 6 （ Sum243 ）
50MVA 电炉锰系合金地模浇注技术
1 1 2 2 2 黄云才 ，张志斌 ，瞿仁静 ，卢青芬 ，马江玲
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（ 1． 云南建水锰矿有限责任公司，云南 建水 654399 ； 2． 昆明冶金研究院，云南 昆明 650031 ）
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收稿日期： 2013－04－03 作者简介： 黄云才 （ 1972－） ，男，云南富民人，化工工程师，研究方向： 冶金、化工、安全环保。
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云南冶金 YUNNAN METALLUＲGY
Dec． 2013 Vol. 42． No. 6 （ Sum243 ）
Floor Mold Casting Technology for Manganese Alloy of 50MVA Electric Furnace
HUANG Yun －cai1 ，ZHANG Zhi －bin1 ，QU Ｒen －jing2 ，LU Qing －fen2 ，MA Jiang －lin2 （ 1． Yunnan Jianshui Manganese Co． ，Ltd． ，Jianshui，Yunnan， 654399 ，China； 2． Kunming Metallurgical Ｒesearch Institute，Kunming，Yunnan 650031 ，China）
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原有浇铸系统存在问题
50 MVA 电炉建成投产以来， 设计共有两套浇
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锰系合金浇铸简介
铸设备，每套设备可容纳硅锰合金 25 ～ 28 t 左右， 随着 50 MVA 电炉采用留渣法操作及有功功率提升 后，每炉产量可达 30 t 以上，一套浇铸设备有时无 法满足要求，开动两套设备又因冷却时间及出炉时
云南建水锰矿有限责任公司 （ 简称建水锰矿 ） 200 kt / a 锰系合金节能减排技改工程分两期进行， 一期工程建设 25 MVA 半封闭电炉 2 座， 生产锰系 合金 100 kt / a，工程投产后一年，二期工程建设 50 MVA 全封闭电炉 1 座建成投产，新增锰系合金 100 kt / a。 主要产品为高碳锰铁和硅锰合金， 产品执行 GB / T3795 － 2006 《锰 铁 》 、 GB / T4008 － 1996 《硅 锰》 等国家标准。产品牌号为锰铁 FeMn68C7. 0 及 锰硅合金 FeMn68Si18 。 公司现有三台铁合金冶炼电炉， 其中 2 台 25 MVA、1 台 50 MVA 电炉， 于 2010 年 11 月相继投
KEY WOＲDS： 50MVA ferromanganese furnace； floor mold casting technology； energy saving
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引
言
入试生产，平均每天产量为 550t 左右， 主要产品 为高碳锰铁和硅锰合金。所有产品都采用铁盆浇铸 定形。在一年多的生产中发现此种浇铸方式成本 高、浇铸时间过长， 行车使用频率大、 劳动强度 大、现场交叉作业频繁，存在一定的安全隐患。自 50 MVA 电炉于 2011 年 8 月建成投入使用以来，随 着电炉的不断调试和电压档位的不断提升 ，渣铁量 不断增加，当初设计的浇铸系统难于满足新的冶炼 与生产要求，浇注场地难以承载物流、人流负荷。 为降本增效， 提高浇铸效力， 降低浇铸成本， 公司组织攻关小组进行为期一年的科学研究 ，改进 浇铸模式，在 50 MVA 电炉建造地模， 进行浇铸试 验。试验证明采用地模浇铸， 浇铸能力大幅提升， 浇铸时间大幅度缩短，生产环境得以改善，设备磨