專利名稱：制備高碳錳鐵的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及錳系合金生產(chǎn)領(lǐng)域，具體地，涉及一種制備高碳錳鐵的方法。
背景技術(shù)：
電爐冶煉高碳錳鐵主要用作煉鋼中的脫氧劑、脫硫劑和合金添加劑。在高碳錳鐵的生產(chǎn)中，由于天然富礦日益減少，大量貧礦被采用。礦石經(jīng)細(xì)磨、選礦后，粒度較小，如果直接將這些小粒度礦石應(yīng)用于生產(chǎn)中，爐料的透氣性較差，從而降低產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，導(dǎo)致各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下滑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明需要提供一種制備高碳錳鐵的方法，所述方法根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種制備高碳錳鐵的方法。所述制備高碳錳鐵的方法包括以下步驟a)將混合礦加入電爐中，然后將焦炭加入所述電爐中，且在1400 1600攝氏度下將所述混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿；以及b)從所述含有高碳錳鐵的熔漿分離所述高碳錳鐵，其中，按重量百分比，所述高碳錳鐵包含75. 5%的錳、 14. 71%的鐵、2%的硅、0. 25%的磷、7%的碳和0. 03%的硫。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過控制原料的粒度，可以改善爐料的透氣性，能夠改善爐況，有效地提高熱能利用率，從而降低電耗。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備錳硅合金的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述混合礦由110重量份的復(fù)合球團(tuán)、240重量份的磁選富錳礦、90重量份的南非礦、100重量份的原生礦和130重量份的南非高鐵礦組成。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述復(fù)合球團(tuán)的粒度為50 70mm，所述磁選富錳礦的粒度為70 80mm，所述南非礦的粒度為10 50mm，所述原生礦的粒度為70 80mm，以及所述南非高鐵礦的粒度為50 80mm。通過控制原料的粒度，可以改善爐料的透氣性，能夠改善爐況，有效地提高熱能利用率，從而降低電耗。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述復(fù)合球團(tuán)包含25. 65 %的錳、 2. 16%的鐵、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化鈣和1. 83%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述磁選富錳礦包含33. 2%的錳、 2. 58%的鐵、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化鈣和2. 86%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述南非礦包含37. 52%的錳、6. 52% 的鐵、0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化鈣和2. 51%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述原生礦包含25. 63%的錳、2%的鐵、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化鈣和6. 41%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述南非高鐵礦包含42. 12%的錳、13. 5%的鐵和0. 142%的磷。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，按重量百分比，所述焦炭包含78 82%的固定碳和 15 20%的灰分；所述焦炭的粒度為5 20mm ；且所述焦炭的用量為所述混合礦的重量的 17 20%。由此，能夠使上述礦石中的氧化物充分反應(yīng)。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的制備高碳錳鐵的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。下面參考圖1描述上述制備高碳錳鐵的方法。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，制備高碳錳鐵的方法包括以下步驟。首先，如圖1所示，將混合礦加入電爐中，然后將焦炭加入所述電爐中，且在 1400 1600攝氏度下將所述混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述混合礦由110重量份的復(fù)合球團(tuán)、240重量份的磁選富錳礦、90重量份的南非礦、100重量份的原生礦和130重量份的南非高鐵礦組成。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述復(fù)合球團(tuán)的粒度為50 70mm，所述磁選富錳礦的粒度為70 80mm，所述南非礦的粒度為10 50mm，所述原生礦的粒度為70 80mm，以及所述南非高鐵礦的粒度為50 80mm。通過控制原料的粒度，可以改善爐料的透氣性，能夠改善爐況，有效地提高熱能利用率，從而降低電耗。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述復(fù)合球團(tuán)包含25. 65%的錳、2. 16%的鐵、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化鈣和1. 83%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述磁選富錳礦包含33. 2%的錳、2. 58%的鐵、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化鈣和2. 86%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述南非礦包含37. 52%的錳、6. 52%的鐵、 0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化鈣和2. 51 %的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述原生礦包含25. 63%的錳、2%的鐵、 0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化鈣和6. 41%的氧化鎂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述南非高鐵礦包含42. 12%的錳、13. 5% 的鐵和0. 142%的磷。在電爐中，以焦炭為還原劑，在高溫電熱狀態(tài)(1400 1600攝氏度)下還原上述礦石中的錳的氧化物和鐵的氧化物，并按一定比例形成高碳錳鐵。在電爐中，主要還原反應(yīng)的化學(xué)方程式為MnOx+xC = Mn+xCO 個(gè)
FeyOz+zC = yFe+zCO 個(gè)其中，χ為1或2，y為1或2，ζ為1或3。也就是說，在上述礦石中，錳的氧化物為一氧化錳MnO和/或二氧化錳MnO2,鐵的氧化物為FeO和/或F%03。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述焦炭包含78 82%的固定碳和15 20%的灰分，且所述焦炭的粒度為5 20mm。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，焦炭的用量為所述混合礦的重量的17 20%。由此，能夠使上述礦石中的氧化物充分反應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電爐的類型不受特別限制，只要能夠保證上述還原反應(yīng)順利進(jìn)行即可。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例，電爐為12500KVA礦熱電爐。在電爐中，采用從貴州變壓器廠商購的4200KVA單相變壓器，一次側(cè)電壓為35KV，二次側(cè)電壓為134 170V， 電極直徑為1050mm，極心圓直徑為^OOmm，爐膛直徑為6000mm，爐膛深度為MOOmm。在電爐冶煉之后，如圖1所示，對所述含有高碳錳鐵的熔漿進(jìn)行分離，以得到高碳錳鐵。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，按重量百分比，所述高碳錳鐵包含75. 5%的錳、14. 71%的鐵、2 %的硅、0. 25 %的磷、7 %的碳和0. 03 %的硫。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，按重量百分比，牌號(hào)為 FeMn75C7. 5的高碳錳鐵包含75 82 %的錳、不大于8 %的碳、不大于2. 5%的硅、不大于 0. 33%的磷和0. 03%的硫。因此，采用本發(fā)明實(shí)施例的方法制備的高碳錳鐵滿足國家標(biāo)準(zhǔn)中對于牌號(hào)為i^eMr^SCS的高碳錳鐵的品級(jí)率要求。具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將上述含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成鑄錠。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過控制原料的粒度，可以改善爐料的透氣性，能夠改善爐況，有效地提高熱能利用率，從而降低電耗。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1將IlOkg粒度為50mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為70mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 IOmm的南非礦、IOOkg粒度為70mm的原生礦和130kg粒度為50mm的南非高鐵礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入114kg焦炭，在1500攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續(xù)生產(chǎn)，每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵Al。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所示。
入爐品位是指入爐礦石中錳元素的重量百分比，即，入爐品位=(入爐礦石中錳元素的總重量/入爐礦石的總重量)X 100%其中，入爐礦石由混合礦由復(fù)合球團(tuán)、磁選富錳礦、南非礦、原生礦和南非高鐵礦組成。實(shí)施例2將IlOkg粒度為70mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為80mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 50mm的南非礦、IOOkg粒度為80mm的原生礦和130kg粒度為80mm的南非高鐵礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入134kg焦炭，在1400攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續(xù)生產(chǎn)，每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵A2。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所
實(shí)施例3將IlOkg粒度為60mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為75mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 30mm的南非礦、IOOkg粒度為75mm的原生礦和130kg粒度為60mm的南非高鐵礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入IMkg焦炭，在1450攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續(xù)生產(chǎn)，每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵A3。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所
7J\ ο實(shí)施例4將IlOkg粒度為65mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為75mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 40mm的南非礦、IOOkg粒度為75mm的原生礦和130kg粒度為75mm的南非高鐵礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入U(xiǎn)6kg焦炭，在1450攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續(xù)生產(chǎn)，每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵A4。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所
7J\ ο對比例1將IlOkg粒度為50mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為70mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 IOmm的南非礦、IOOkg粒度為70mm的原生礦和40kg粒度為5mm的高鐵錳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入105kg焦炭，在1500攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。在冶煉過程中，噴火和刺火現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。爐況不穩(wěn)定。連續(xù)生產(chǎn)，每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵Bi。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所示。對比例2將IlOkg粒度為50mm的復(fù)合球團(tuán)、240kg粒度為70mm的磁選富錳礦、90kg粒度為 IOmm的南非礦、IOOkg粒度為70mm的原生礦和40kg粒度為6mm的鐵礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到12500KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成混合礦。接下來，加入105kg焦炭，在1500攝氏度下將混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。在冶煉過程中，噴火和刺火現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。爐況不穩(wěn)定。連續(xù)生產(chǎn)， 每4小時(shí)出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進(jìn)行鑄造，以形成高碳錳鐵 B2。測量其入爐品位、產(chǎn)量、電耗，其結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，包括以下步驟a)將混合礦加入電爐中，然后將焦炭加入所述電爐中，且在1400 1600攝氏度下將所述混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿；以及b)從所述含有高碳錳鐵的熔漿分離所述高碳錳鐵，其中，按重量百分比，所述高碳錳鐵包含75. 5%的錳、14. 71%的鐵、2%的硅、0. 25%的磷、7%的碳和0. 03%的硫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，所述混合礦由110重量份的復(fù)合球團(tuán)、240重量份的磁選富錳礦、90重量份的南非礦、100重量份的原生礦和130重量份的南非高鐵礦組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，所述復(fù)合球團(tuán)的粒度為 50 70mm，所述磁選富錳礦的粒度為70 80mm，所述南非礦的粒度為10 50mm，所述原生礦的粒度為70 80mm，以及所述南非高鐵礦的粒度為50 80mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述復(fù)合球團(tuán)包含25. 65%的錳、2. 16%的鐵、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化鈣和1.83%的氧化鎂。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁選富錳礦包含33. 2%的錳、2. 58%的鐵、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化鈣和2. 86%的氧化鎂。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述南非礦包含37. 52%的錳、6. 52%的鐵、0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化鈣和2. 51%的氧化鎂。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述原生礦包含25. 63%的錳、2%的鐵、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化鈣和 641%的氧化鎂。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述南非高鐵礦包含42. 12%的錳、13. 5%的鐵和0. 142%的磷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，按重量百分比，所述焦炭包含78 82%的固定碳和15 20%的灰分；所述焦炭的粒度為5 20mm ；且所述焦炭的用量為所述混合礦的重量的17 20%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備高碳錳鐵的方法。所述制備高碳錳鐵的方法包括以下步驟a)將混合礦加入電爐中，然后將焦炭加入所述電爐中，且在1400～1600攝氏度下將所述混合礦進(jìn)行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿；以及b)從所述含有高碳錳鐵的熔漿分離所述高碳錳鐵，其中，按重量百分比，所述高碳錳鐵包含75.5％的錳、14.71％的鐵、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過控制原料的粒度，可以改善爐料的透氣性，能夠改善爐況，有效地提高熱能利用率，從而降低電耗。
文檔編號(hào)C22B5/10GK102373333SQ20111029338
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者孫仲春, 孫廣元, 李傳云, 田晉偳, 蔡德鴻, 趙輝然, 馬文清 申請人:云南文山斗南錳業(yè)股份有限公司