一种低微碳金属锰锭冶炼方法与流程

1.本技术属于冶金工程技术领域，具体涉及低微碳锰锭冶炼方法。

背景技术：

2.低微碳金属锰主要用于炼钢或铸造行业作为合金添加剂使用，广泛用于钢铁行业中板、管、带材等钢种生产。
3.生产低微碳金属锰的方法有两种：一是重熔法，是以电解金属锰和废钢材为原料用中频电炉重熔生产，生产过程中没有化学反应发生。二是电硅热法，是以高硅硅锰(或低碳硅锰)和高品质的进口锰矿在精炼炉内脱硅生产。
4.上述两种生产低微碳金属锰的方法相比，电硅热法较重熔法比较优秀，但均受生产工艺、选用原料资源及价格的制约，在低微碳锰金锰的生产过程中有以下问题：一是原料资源紧张，价格高；二是产品综合能耗高；三是生产成本高。

技术实现要素：

5.本技术提供一种低微碳金属锰锭冶炼方法。以解决生产低微碳金属锰锭生产成本高，产品综合能耗高等问题。
6.本技术提供一种低微碳金属锰锭的冶炼方法，包括以下步骤：
7.步骤1、将硅锰合金、锰矿及石灰放入第一精炼电炉中精炼，得到第一热液态锰渣；
8.步骤2、将所述的第一热液态锰渣放入第一摇包，加入硅质还原剂，摇炼6-9分钟，得到热液态第一合金；
9.步骤3、将硅锰合金、锰矿及石灰放入第二精炼电炉中精炼，得到第二热液态锰渣；
10.步骤4、将热液态第一合金、第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-9分钟，得到热液态第二合金；
11.步骤5、提取热液态第二合金，检测热液态第二合金含锰量，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量低于93％，则将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入热液态锰渣和石灰继续精炼，再次检测，重复执行步骤4、步骤5，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％；
12.步骤6、将含锰量在93％～94％的热液态第二合金与锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，调节热液态第二合金的含锰量。
13.可选的，步骤1中，所述硅锰合金化学成分为：mn》66％、si》17％、c《1.3％、p《0.23％。
14.可选的，步骤1中，所述锰矿、所述硅锰合金及所述石灰的质量比为：2:2:1。
15.可选的，步骤2中，所述第一热态锰渣化学成分为：mn％》30％、fe《3％％、p《0.03％、sio2《12％、al2o3《15％。
16.可选的，步骤2中，所述硅质还原剂的化学成分为：si》90％、c《0.2％、p《0.1％。硅质还原剂可以用来调剂炉渣碱度，使炉渣呈酸性，提高炉渣的流动性。
17.可选的，步骤3中，所述硅锰合金、所述锰渣及所述石灰的质量比为：1:2:1。
18.可选的，步骤6中，所述的锰原料是电解锰、次锰片以及粒状电解锰。所述的高温炼炉是高频感应电炉、中频感应电炉、工频感应电炉中的一种。
19.可选的，步骤6中，所述的高温炼炉的熔炼温度为1300℃～1800℃，熔炼温度如果小于1300℃，锰原料不能充分熔解，熔炼温度如果大于1800℃，锰与氧容易生成稳定的氧化锰。所以温度要控制在1300℃～1800℃之间。
20.可选的，步骤6中，所述的锰原料的加入比率为总加料重量的50.00％～66.65％。所述的低微碳锰锭成品的含锰量为95％～96％。根据热液态第二合金的含锰量和生产低微碳锰锭的要求，可以通过计算得出添加锰原料的质量，来调整成品锰锭的含锰量。
21.可选的，步骤1、步骤2、步骤5中，所述石灰的化学成分为：cao》85％、sio2《3％、夹杂《10％。所述石灰为活性石灰，活性石灰在炼钢过程有形成符合规定的炉渣以及脱除溶液中的硫的作用。
22.由以上技术方案可知，本技术提供一种低微碳金属锰锭的冶炼工艺方法。所述方法包括以下步骤：通过第一精炼炉生产第一热态锰渣，将第一热态锰渣送入第一摇包生产热液态第一合金；第二精炼炉生产第二热态锰渣；然后将热液态第一合金与第二热态锰渣送入第二摇包生产热液态第二合金；检测热液态第二合金含锰量，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量小于93％，将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入第二热液态锰渣和石灰继续精炼，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％；然后将热液态第二合金、锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，最后生产出含锰量95％～96％的低微碳金属锰锭。解决了低微碳金属锰锭生产过程中，生产成本高，能耗高的问题。
附图说明
23.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1为本技术实施例提供的低微碳金属锰锭冶炼方法流程图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员能够更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中技术方案进行清楚、完成地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
26.为了使本技术领域的人员更好地理解本发申请方案，下面结合附图和实施例方式对本技术作进一步的详细说明。
27.如图1所示，为本技术实施例提供的低微碳金属锰锭冶炼方法流程图。包括以下步骤：
28.步骤1、将硅锰合金、锰矿及石灰放入第一精炼电炉中精炼，得到第一热液态锰渣；
29.步骤2、将所述的第一热液态锰渣放入第一摇包，加入硅质还原剂，摇炼6-9分钟，得到热液态第一合金；
30.步骤3、将硅锰合金、锰矿及石灰放入第二精炼电炉中精炼，得到第二热液态锰渣；
31.步骤4、将热液态第一合金、第二热液态锰渣放入第二摇包，摇炼6-9分钟，得到热液态第二合金；
32.步骤5、提取热液态第二合金，检测热液态第二合金含锰量，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量低于93％，则将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入热液态锰渣和石灰继续精炼，再次检测，重复执行步骤4、步骤5，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％；
33.步骤6、将含锰量在93％～94％的热液态第二合金与锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，调节热液态第二合金的含锰量。
34.示例的，在实际生产金属锰锭中，具体步骤如下：
35.在第一精炼炉中加入硅锰合金，锰矿和石灰。先在精炼炉低铺一层石灰，然后加部分硅锰合金，再将其余混合料全部加入炉内。炉料加完后，启动精炼炉。为减少热损并缩短熔化期，要及时将炉膛边缘的炉料推向电极附近和炉心，但要防止翻渣和喷溅，待炉料基本熔化后，便进入精炼期。
36.由于在熔化末期炉渣温度已达到1500～1600℃，脱硅反应结束，导致精炼期脱硅速度减慢。为加速脱硅，缩短精炼时间，需要对熔池进行多次搅拌，并定时取样判断合金含锰量，确定出料时间。第一热态锰渣含锰量一般控制在mn》30％。
37.取样检测结果含锰量》30％后，将第一热液态锰渣送入第一摇包中进行摇炼。
38.在一些实施例中，延长精炼时间，能使废渣中含锰量降低，同时也会导致锰的挥发损失和电能消耗的增加。因此不宜过分强调废渣中含锰量。
39.在一些实施例中，加入的硅锰合金，锰矿和石灰的比例为：2:2:1。
40.硅锰合金成分如下：
41.mnsicp》66％》17％《1.3％《0.23％
42.石灰的成分如下：
43.caosio2夹杂》85％《3％《10％
44.第一液态锰渣成分如下：
45.mnfepsio2al2o3》30％《3％《0.03％《12％《15％
46.第一热液态锰渣送入第一摇包后，加入硅质还原剂，摇炼出热液态第一合金，然后将热液态第一合金送入第二摇包进行摇炼。
47.在一些实施例中，摇包按选定的转速进行转动，硅质还原剂熔化及第一热液态锰渣脱硅过程(锰氧化物的还原过程)是借助于炉料的显热和硅氧化反应放热而实现的，直至反应结束。使用摇包是为了使熔体在反应过程中得到充分搅拌，并使反应界面不断更新，从而改善反应动力学条件，加快反应进行速度。其第一热液态锰渣的加热已经在第一精炼炉
中进行。
48.此方法没有局部高温区，mn的挥发损失少。不用电炉，没有电极增碳现象。采用此方法冶炼过程在反应自热条件下进行，可大大降低单位产品电能消耗。
49.硅质还原剂成分如下：
50.sicp》90％《0.2％《0.1％
51.热液态第一合金成分如下：
52.mnsife》70％《25％《3％
53.在第二精炉中加入硅锰合金，锰矿和石灰，采用同样的方法精炼出精炼第二热液态锰渣，然后将第二热液态锰渣送入第二摇包进行摇炼。
54.在一些实施例中，锰矿、硅锰合金及石灰的质量比为：1:2:1。
55.在第二摇包中，将送入的热液态第一合金、第二热液态锰渣进行摇炼，摇炼出热液态第二合金。随后工作人员会对热液态第二合金进行取样分析，如果热液态第二合金中含锰量为93％～94％，则会将热液态第二合金送入高温炼炉中；如果热液态第二合金中含锰量小于93％，则会将热液态第二合金再次送入第二摇包，与第二热液锰渣进行摇炼，摇炼完成后再次取样、分析，重复上述步骤，直到热液态第二合金中含锰量为93％～94％。
56.热液态第二合金的成分如下：
57.mnsifepsc93％～94％0.14％～0.15％5.3％～5.4％0.010％～0.015％0.02％～0.023％0.04％～0.06％
58.高温炼炉中加入热液态第二合金，锰原料，辅助炉料进行熔炼，生产出含锰量95％～96％的低微碳金属锰锭。
59.在一些实施例中，锰原料的加入比率为总加料重量的50.00％～66.65％。将锰原料、辅助炉料装入加料小车中，通过加料机将加料小车中的锰原料、辅助炉料投入中频感应电炉燃烧室中，加热中频感应电炉，中频感应电炉过程中产生的废气、烟尘通过烟囱排出，中频感应电炉中的低温合金从位置较高的中频感应电炉区流入位置较低的保温区内，在保温区内将合金升至规定的温度并保温。
60.打开保温区操作炉门，对合金溶液进行精炼、除气、除渣处理，将合金溶液净化，并保持合金溶液温度在设定的合适温度范围。合金溶液经过保温区底部的溢流坝进入前炉，通过前炉出液口可放出合金溶液，将合金溶液灌入铸模中，等待合金溶液完成冷却后，从铸模中取出，破碎成客户所要求的尺寸即为成品。
61.在一些实施例中，高温炼炉中熔炼温度为1300℃～1800℃。锰的熔点在1244℃，沸点在1963℃，高温炼炉温度如果小于1300℃，锰原料不能充分熔解。高温炼炉温度如果大于1800℃，锰与氧容易生成稳定的氧化锰。所以炼炉中温度要控制在1300℃～1800℃之间。
62.在一些实施例中，高温炼炉为中频感应电炉。中频感应电炉具有以下优点：
63.(1)生产效率高。中频感应炉的功率密度大，每吨合金溶液的功率配置比工频感应炉高20％～30％。因此，在相同条件下中频感应炉的熔化速度快，生产效率高；
64.(2)电磁搅拌效果较好。由于合金溶液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比，因此中频电源的搅拌力比工频电源小。对比去除合金中杂质、均匀化学成分、均匀温度
等方面，中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲力使合金溶液对炉衬的冲刷力增大，不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命；
65.(3)启动操作方便。中频感应电炉在工作时可以节约电力。
66.低微碳金属锰锭成品化学成分如下：
67.mnsifepsc95％～96％0.1％～0.12％3.3％～4.4％0.0015％～0.010％0.015％～0.019％0.03％～0.04％
68.由以上技术方案可知，上述实施例中通过第一精炼炉生产第一热态锰渣，将第一热态锰渣送入第一摇包生产热液态第一合金；第二精炼炉生产第二热态锰渣；然后将热液态第一合金与第二热态锰渣送入第二摇包生产热液态第二合金；对热液态第二合金进行检测，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量低于93％，将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入热液态锰渣和石灰继续精炼，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％。然后将热液态二次合金、锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，生产出含锰量95％～96％的低微碳金属锰锭。解决了低微碳金属锰锭生产过程中，耗能高，生产过程复杂等问题。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本技术的具体实施方式，用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本技术方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本技术的保护范围。

技术特征：

1.一种低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将硅锰合金、锰矿及石灰送入第一精炼电炉中精炼，得到第一热液态锰渣；步骤2、将第一热液态锰渣送入第一摇包，加入硅质还原剂，摇炼6-9分钟，得到热液态第一合金；步骤3、将硅锰合金、锰矿及石灰送入第二精炼电炉中精炼，得到第二热液态锰渣；步骤4、将热液态第一合金、第二热液态锰渣送入第二摇包，摇炼6-9分钟，得到热液态第二合金；步骤5、提取热液态第二合金，检测热液态第二合金含锰量，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量低于93％，则将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入热液态锰渣和石灰继续精炼，再次检测，重复执行步骤4、步骤5，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％；步骤6、将含锰量在93％～94％的热液态第二合金与锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，调节热液态第二合金的含锰量。2.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤1中，所述硅锰合金化学成分为：mn>66％、si>17％、c<1.3％、p<0.23％。3.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤1中，所述锰矿、所述硅锰合金及所述石灰的质量比为：2:2:1。4.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤2中，所述第一热态锰渣化学成分为：mn>30％、fe<3％、p<0.03％、sio2<12％、al2o3<15％。5.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤2中，所述硅质还原剂化学成分为：si>90％、c<0.2％、p<0.1％。6.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤3中，所述硅锰合金、所述锰渣、所述石灰的质量比为：1:2:1。7.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤6中，所述锰原料是电解锰、次锰片以及粒状电解锰；所述高温炼炉是高频感应电炉、中频感应电炉、工频感应电炉中的一种。8.根据权利要求1的所述低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤6中，所述高温炼炉的熔炼温度为1300℃～1800℃。9.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤6中，所述锰原料的加入比率为总加料重量的50.00％～66.65％，所述低微碳锰锭成品的含锰量为95％～96％。10.根据权利要求1所述的低微碳金属锰锭冶炼方法，其特征在于，所述步骤1、步骤2、步骤5中，所述石灰的化学成分为：cao>85％、sio2<3％、夹杂<10％。

技术总结

本申请公开一种低微碳金属锰锭冶炼方法，包括以下步骤：通过第一精炼炉生产第一热态锰渣，将第一热态锰渣送入第一摇包生产热液态第一合金；第二精炼炉生产第二热态锰渣；然后把热液态第一合金与第二热态锰渣送入第二摇包生产热液态第二合金；对热液态第二合金进行检测，如果热液态第二合金含锰量在93％～94％，送入高温炼炉；如果热液态第二合金含锰量低于93％，将热液态第二合金送入第二精炼炉，加入热液态锰渣和石灰继续精炼，直至热液态第二合金含锰量在93％～94％；然后将热液态二次合金、锰原料及辅助炉料加入高温炼炉，生产出含锰量95％～96％的低微碳金属锰锭。解决了低微碳金属锰锭生产过程中，生产成本高，能耗高的问题。问题。问题。