硅铁渣在锰硅合金中的应用简析

2017年第11期总第268期

铁合金

FERRO-ALLOYS

2017No.ll

Tot268

D01：10.16122/ki.issnl001-1943.2017.11.003

硅铁渣在锰硅合金中的应用简析

王先武马天荣王光胜

(酒钢集团宏电铁合金有限责任公司嘉峪关中国735100)

摘要硅铁渣作为硅铁合金冶炼过程中的中间产物，未能被有效的利用，资源闲置浪费，通过对硅铁渣成分的检 验分析，硅铁渣中的[S i]在冶炼过程中能够起到还原作用，既可代替部分焦炭，还可以提升炉温以提高合金硅含 量。通过在锰硅生产过程中配加硅铁渣试验，能够达到提升炉底温度，提高合金硅含量的效果。

关键词硅铁渣锰硅合金硅含量放热反应

中图分类号TF642.3.3 文献标识码B 文章编号1001-1943(2017)11-0011-04

DISCUSSION ON THE APPLICATION OF FERROSILICON FURNACE SLAG IN FERROMANGANESE-

SILICON SMELTING

WANG Xianwu, M A Tianrong, WANG Guangsheng

(JISCO Hongdian Ferroalloy Co., Ltd., Jiayuguan 735100, China)

Abstract Ferrosilicon salg is the intermediate product in the process of ferrosilicon smelting. If it couldnt be effec­tively used, it will be a kind of resource waste. Through test, Si in the ferrosilicon slag can play a role of reduction in smelting process. Then, it not only can replace part of coke amount, but also can improve Si content in alloy by en­hancing the furnace temperature. By the test of adding ferrosilicon slag in ferromanganese-silicon production, it shows that it can achieve the effect of improve Si content in alloy by enhancing the temperature of the furnace bottom.

Keywords ferrosilicon slag, ferromanganese-silicon, Si content, exothermic reaction

a—

刖S

宏电铁合金有限责任公司主要生产硅铁、锰硅 合金、高碳铬铁合金，硅铁渣[1]产生之后未能得到 很好的处理，作为废渣闲置，同时存在锰硅合金硅 含量偏低的状况持续得不到改善的情况，经查阅相 关资料硅铁渣中的〔Si〕在冶炼过程[2]中能够起到 还原作用，可代替部分焦炭，另外还可以起到提升 炉温以提高合金硅含量的作用。该公司组织在锰 硅合金生产过程中配加使用硅铁渣，在合理使用废 渣的同时既提高了炉底温度，又增加了硅元素的还 原效果，另外还降低了生产成本。1硅铁渣成分及硅铁渣参与锰硅冶炼原理

1.1硅铁渣成分

硅铁渣成分见表1。

表1硅铁渣检测成分

Tab.l Ferrosilicon slag detection composition

品名TFe Si SiG<10 mm 硅铁渣/%13.1913.8210 〜1510 〜15

1.2娃铁渣参与猛娃合金冶炼原理

由于锰与碳元素能够生成稳定的M n3C，用碳直

接还原得到的是锰的碳化物[3]，其反应式为：M n0-Si02+4/3 C=l/3 M n3C+Si02+C0 t

作者简介王先武男，1987年6月出生，2011年毕业于兰州理工大学冶金工程专业，助理工程师，现于酒钢集团宏电铁合金 有限责任公司主要从事生产工艺工作。E-mail: wangxianwu@ 。

收稿日期2017-07-21

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铁合金

2017 年

在配入硅铁渣之后，硅铁渣中的碳化硅与混合 物料中的 Si 02反应:Si 02+2SiC =3Si +2C 0。

由于硅元素与锰元素能够生成比M n 3C 更稳定 的化合物MnSi ，当还原出来的硅遇到M n 3C 时，可以 置换出其中的碳元素，降低了合金中的碳含量，确 保合金质量的达标[4]，其反应式如下：

1/3 M n 3C +Si =MnSi +l /3 C

2硅铁渣在锰硅合金生产中的使用实践

2.1技术指标

硅铁渣在锰硅合金冶炼时，不同阶段配加硅铁 渣对应的技术指标，见表2。

表2

不同阶段配加硅铁渣相应的指标

Tab.2 The corresponding indexes of adding silicon slag in different stages

阶段日期产量/t 冶炼电耗/(k W h /t)

焦耗/(t /t )矿耗/(t /t )

回收率/%未配加硅铁渣前

118.96 4 1440.491 2.3286.96配加硅石硅铁渣3:1122.17 3 9650.456 2.2186.86配加硅石硅铁渣32

123.56

3 899

0.436

2.05

82.4

从表2技术指标统计分析配加硅铁渣前后，产 量、冶炼电耗、回收率、焦耗、矿耗均呈下降趋势。 得出以下结论：

(1) 从指标降幅来看，冶炼电耗和焦耗降幅较 为突出，配加前冶炼电耗为4 144 kWh /t ，配加第一

阶段(硅石与硅铁渣为3:1配加）的平均冶炼电耗为

3 965 kWh /t ，较配加前降低了 179 kWh /t 。主要原

因一是单炉耗电量平均为60 356 kWh ;二是合金硅

含量较低（只有16.82% )而锰成分偏高，合金重量

增加，电耗降低;三是硅铁渣在炉内属于放热反应，

单质硅参与还原，沉入合金层，降低冶炼电耗。(2)

配加第二阶段(硅石与硅铁渣为3:2配加） 的平均冶炼单耗为3 899 kWh /t ，相比配加前降低

245 kWh/t 。降幅较大的原因是单炉耗电量平均为 59 230 kWh,耗电量下降而产量在阶段内稳定，单位

产品冶炼电耗下降;另外合金硅低锰高（硅含量只 达到17.15%，而锰含量为66.04% )，合金重量增加， 使得电耗降低。

(3)焦耗降低方面，配加前焦耗为0.491 t /t ，第

一阶段(硅石与硅铁渣为3:1配加）的平均焦耗为

0.456t /t ，较配加前降低了 35 kg /t ;第二阶段（硅石

与硅铁渣为3:2配加）的平均焦耗为0.436 t /t ，相比

配加前降低了55 kg /t 。2.2指标区间对比

配加前后消耗指标区间对比分析，见表3。表3

配加前后消耗指标区间对比

Tab.3

Comparison of consumption index interval before and after addition

项目取值

硅石（100%)

桂石:桂铁淹(3:1)

桂石:桂铁淹(32)

最大0.53

0.480.46焦耗/(t /t )

最小平均0.470.490.420.460.390.44累计值0.500.450.40最大4219 3 9773990冶炼电耗/(k W h /t)

最小平均 3 9794 144 3 722 3 9653589 3 882累计值 4 103 3 873 3 796最局124.85128.67127.84产量/t

最低107.21111.57113.14平均116.03120.10120.49累计值

118.96

122.17

121.48

2.2.1焦耗

从表3对比情况来看，吨铁焦炭消耗无论是最 大、最小、平均及累计值均是硅铁渣配加后少于配 加前，平均降低30〜50 kg/t 。通过电炉冶炼情况及

数据分析可知，硅铁渣中的单质[Si ]在熔于熔体时 能还原熔体中的MnO 、FeO ,替代了部分焦炭，使焦 炭的吨铁消耗量有所降低。

2.2.2冶炼电耗