原料预热式锰系合金矿热炉冶炼技术

2019年第1期总第276期

铁合金

FERRO-ALLOYS

2019N O.1

Tot276

D01：10.16122/ki.issnl001-1943.2019.01.003

原料预热式锰系合金矿热炉冶炼技术

吕搞李秦灿

(中冶东方工程技术有限公司青岛中国266555)

摘要介绍了锰系合金中锰硅合金的冶炼工艺及设备组成，重点阐述了利用矿热炉冶炼产生的煤气燃烧加热锰 矿，实现原料预处理及预热入炉冶炼的整个工艺过程。原料经过处理及预热后再进入矿热炉，能够大大改善冶炼 设备的生产状况，提高了产品质量，大幅降低了冶炼电耗，同时实现了矿热炉自产煤气的综合利用，消除了安全隐 患，极大地改善了生产环境。本套原料处理及热料入炉冶炼工艺的研发是以国内首套由中冶东方自主设计的锰系 合金项目的实际生产数据为基础，结合相关参考文献最终完成，对锰系合金及相关铁合金产品的生产提质、减能、增效、循环经济有着有重要的实际意义。

关键词锰系合金原料预热尾气利用循环经济

中图分类号TF639 文献标识码B 文章编号1001-1943(2019)01-0010-05

FEEDSTOCK PREHEATING TECHNOLOGY FOR Mn BASED ALLOYS SMELTING IN SUBMERGED ARC FURNACE

LYU Tao,LI Qincan

(BERIS Engineering & Research Corporation, Qingdao 266555, China) Abstract This paper introduces the process and equipment composition for ferromangnese-silicon smelting. I t? s ex­pounded in detail that manganese ore was heated by gas combustion generated from submerged arc furnace, which real­ized the treatment and preheating of raw materials. This process can greatly improve the production status of the smel­ting equipment and product quality, reducing the consumption of smelting power. M eanwhile, coal gas from furnace was utilized comprehensively, which eliminated the hidden danger and improved the production environment. This set of feedstock handling and hot charging process was depended on the actual Mn alloys production data designed by BERIS，combined with relevant references. I t，s of great practical significance to improve quality，reduce energy，in- crease efficiency and recycle economy for Mn alloys and related ferroalloy products.

Keywords Mn based alloys, feedstock preheating, waste gas utilization, recycle economy

刖S

猛是炼钢的脱氧剂和脱硫剂，同时还是各钢种 中最重要的合金元素，在合金钢中会添加15%以上 的锰以增加钢的结构强度[1]。硅则主要用作熔融 金属的脱氧剂，或作为合金添加剂使钢增加强度和 改善其性能。而大量的锰和硅都是以铁合金（锰铁、锰硅合金和硅铁）的形式添加到钢液中的。

锰硅合金以碳质还原剂、锰矿石、富锰渣、烧结 锰矿、焙烧锰矿和硅石作原料，石灰、白云石、萤石 等作熔剂在矿热炉内连续炼制生产而得[2]，在炼钢 行业内是使用范围最广、使用量最大的铁合金产品。但我国锰矿匮乏，国内基本所有的锰系列合金 企业的原料依赖于进口。对于原料的进口与处理，国内基本都在一个技术水平上。铁合金作为高耗

作者简介吕韬男，1984年2月出生，2008年毕业于内蒙古科技大学，高级工程师，主要从事铁合金设计工作。

E-mail: lvtao@ 〇

收稿日期2018-10-10

第1期吕韬等原料预热式锰系合金矿热炉冶炼技术• 11•

电行业，其中锰硅合金冶炼电耗在成本中也占有40%以上，故国内企业如果想立足锰系合金行业，如 何能够最大程度地降低冶炼电耗最为关键。

传统的锰系合金冶炼是大量使用锰块矿冷料 入炉，使得矿热炉冶炼电耗高，炉况差，安全隐患 大，环境污染重，自产煤气也无法得到有效的利用，企业效益差。随着市场竞争力不断增大，环保要求 不断提高，能源综合利用与循环经济的提出，寻找 一条新的冶炼工艺是摆在所有铁合金从业者面前 必须要走的道路。

由此可见，设计开发一套可以大幅度降低锰系 合金冶炼电耗，综合利用矿热炉自产煤气的新工艺 是铁合金行业和许多锰系合金企业的迫切需求。借助西部大开发政策以及国家大力发展贵州的东 风，中冶东方铁合金事业部承接了贵州清水河锰系 合金冶炼项目，第一次实现了原料粉矿预处理、回转窑预热原料入炉的锰系合金冶炼新工艺，大大降 低了锰系合金的产品成本，实现了资源的综合利 用。本文着重对该套新工艺进行详细的介绍。

1工艺简介

各类锰矿、硅石、白云石经过配料，送入回转窑 进行预热。预热后的热矿进入缓冲料仓，配入称量 好的焦炭和烧结矿，混合料卸放至保温料罐。保温 料罐由电动小车运入主车间，经天车吊至加料平台，并将混合料卸至炉顶保温料仓，炉料经料管连 续加入炉内，连续冶炼，定时出合金。

锰矿通过回转窑进行预热焙烧可以脱除其中 的结晶水，降低硫含量，同时焙烧热源为矿热炉煤 气，有利于资源的综合利用，降低了能耗。焙烧后 的热矿石送入矿热炉，也节省了炉内矿石升温所需 的能量，冶炼电耗得到了降低。采用回转窑焙烧和 热装工艺，大大提高了矿热炉冶炼的安全性，具有 显著的竞争优势。

矿热炉产生的高温含尘气体采用干法除尘。当煤气质量不满足回收条件时，可直接通过烟囱点 火放散，而合格煤气则通过煤气管道送至各回转窑 进行原料的处理。

锰硅合金矿热炉出铁时用开堵眼机打开出铁 口，渣铁混出，铁水流入铁水包，炉渣经铁水包溢流 至过渡渣包后由BT冲渣系统处理后作为建筑材料 外销（后续可作为岩棉生产原料，实现炉渣综合利 用，固废零排放）。当BT冲渣系统出现故障时，采用熔渣沟分流方式进入干渣坑。铁水包由电动出 炉车运至浇铸跨，铁水在浇铸跨铁水浇铸区内浇铸 成锭。待合金冷却后由过跨车送至成品跨，进行破 碎、筛分，计量、包装。工艺流程如图1所示。

混合锰矿 硅石 白云石

图1锰硅合金矿热炉冶炼工艺流程图

Fig.l Flowchart of smelting process for ferrmanganese-sili- con submerged arc furnace

2工艺组成及主体设备

2.1冶炼工艺及设备

2.1.1电极系统

电极把持与电极压放采用组合把持器与碟簧一液压夹持压放装置。其特点是用接触元件代 替了铜瓦，接触元件通过碟簧压在电极径向伸出的 筋板上，电极筋板与电极轴线平行[3]。这种结构可 使电流在电极断面上均匀分布，加快电极焙烧速度，提高电极烧结质量，减少电极软断事故。电极 升降采用液压吊缸升降，有利于功率的调节。

2.1.2炉盖和排烟系统

炉盖采用圆形，侧壁内侧捣制高铝耐火浇注料。骨架和炉盖板均采用水冷，骨架座于平台之上，炉盖板一部分座于骨架之上，另一部分悬吊于 平台下，其内侧也捣制高铝耐火浇注料。炉盖设置 烟气导出管。全封闭矿热炉炉气经干法除尘系统 净化，合格煤气送用户点（回转窑加热系统等），不 合格煤气则点火放散。

2.1.3矿热炉加料系统

每座矿热炉设有16个炉顶料仓，位于加料平台 上，料仓下设置有称重压头。

2.1.4矿热炉短网

矿热炉短网为管式，软连接部分为水冷电缆，