一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410308539.3

申请日:

2014.07.01

公开号:

CN104046780A

公开日:

2014.09.17

当前法律状态:

驳回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):C22B 7/00申请公布日:20140917|||实质审查的生效IPC(主分类):C22B 7/00申请日:20140701|||公开

IPC分类号:

C22B7/00; C22B47/00; C21B5/00

主分类号:

C22B7/00

申请人:

宁夏晟晏实业集团福华冶金有限公司

发明人:

高春虎; 白向龙; 智泽庭; 杨斌; 赵建井; 牛勇志

地址:

753400 宁夏回族自治区石嘴山市平罗县太沙工业区翰泉路8号

优先权:

专利代理机构:

宁夏专利服务中心 64100

代理人:

赵明辉

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内容摘要

本发明涉及高铁、高磷、难选贫锰矿石的冶炼工艺,尤其是一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺。其特点是,包括如下步骤:(1)将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78∶21∶1的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;(2)将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;(3)将炉温控制在1250-1350℃,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。本发明工艺以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,以传统的富锰渣冶炼工艺和生铁冶炼工艺为基础,调整各项操作参数、操作制度、操作手段,形成了一种新型的富锰渣冶炼生产工艺。

权利要求书

1.  一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于,包括如下步骤:
(1)将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78:21:1的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;
(2)将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;
(3)将炉温控制在1250-1350℃,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。

2.
  如权利要求1所述的一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于:其中收集反应过程中生成的煤气,经过重力除尘、布袋除尘后得到净煤气,再送入热风炉中加热。

3.
  如权利要求1所述的一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于:其中低硫低锰高铁富锰渣中含锰1-8%并且含铁20-40%。

说明书

一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺
技术领域
本发明涉及高铁、高磷、难选贫锰矿石的冶炼工艺,尤其是一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺。
背景技术
随着硅锰合金市场需求量的增加,生产硅锰合金所需的优质原料之一低磷低铁富锰渣的需求量也大幅度增加,而由于近几年国内锰矿石大量开采,能直接进行冶炼生产富锰渣的矿物越来越少了,为了维持生产只能依靠配加大量进口锰矿又使生产成本居高不下。
但是我国内又存在大量的无法利用的含锰1-8%、含铁20-40%的“呆矿”:以锰铁矿看锰含量太低,无利用价值;以铁矿看,因为矿物组成复杂,为磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿混合伴生,无法精选利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,该工艺能够以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,从而使生产成本大幅度降低。
一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特别之处在于,包括如下步骤:
(1)将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78:21:1的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;
(2)将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;
(3)将炉温控制在1250-1350℃,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。
其中收集反应过程中生成的煤气,经过重力除尘、布袋除尘后得到净煤气,再送入热风炉中加热。
其中低硫低锰高铁富锰渣中含锰1-8%并且含铁20-40%。
本发明的工艺与现有技术相比具有以下有益效果:
1.拓宽了富锰渣冶炼生产原料的使用范围:本发明工艺以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,以传统的富锰渣冶炼工艺和生铁冶炼工艺为基础,调整各项操作参数、操作制度、操作手段,形成了一种新型的富锰渣冶炼生产工艺。
2.降低了富锰渣的生产成本:本发明因为提高了入炉矿石的综合铁品位使得低锰低硫中磷生铁产量增加,加上大量使用成本极低的贫锰矿而使富锰渣成本大幅度降低。由于采取了相应的操作手段,不但保证了炉况的顺行,同时也保证了锰的回收率达到85%以上。
3.改善渣铁分离效果,提高了锰、铁回收率:本发明由于适当提高富锰渣的三元碱度,不仅改变了渣相结构,还提高了渣的蓄热能力,从而降低了富锰渣的粘度,提高了渣的流动性,极大地改善了渣铁分离能力,渣中带铁情况明显减少,提高了富锰渣的质量。同时由于采用有目的地控制三元碱度和富锰渣的物理热焓,锰的回收率有了较大提高。
4.提高了炉况的顺行程度,降低了入炉焦比:本发明采用增加鼓风动能,活跃了炉缸,使得炉况顺行程度有了很大提高,改变了现有富锰渣冶炼技术中因炉缸容易堆积而造成崩、悬料现象多的问题。而且由于提高热风温度的使用范围,及时补充了由于出铁量较大而产生的炉缸热量损失, 在同等条件下,减少了焦炭的使用量,降低了富锰渣炉的生产焦比。6.降低了工人劳动强度,提高了劳动生产率和安全性:本发明由于改善了渣铁流动性和适当提高渣铁温度,不但降低了工人的劳动强度,同时减少了现场作业人员,提高了劳动生产率和工人操作的安全性。
附图说明
附图1为本发明实施例1的高炉冶炼富锰渣工艺流程图。
具体实施方式
本发明提供了一种低硫低锰高铁的富锰渣冶炼工艺,在传统冶炼富锰渣和冶炼生铁两种生产工艺的基础上,针对我国有高铁、高磷、难选贫锰矿石自主研发的冶炼工艺技术,可将矿石Mn/Fe在0.4-0.7之间,且Mn+Fe达到38%以上的矿石进行锰的富集冶炼,改变了传统富锰渣冶炼在原料质量上要求锰矿石的Mn/Fe保持在1.0-3.0之间,且Mn+Fe达到42%以上才能冶炼的生产方式,还大幅度减少炉缸内物料的堆积现象,提高了脱硫效果,还可生产回收低硫低锰生铁,回收生铁率与冶炼生铁出铁率相当,比传统富锰渣冶炼回收生铁提高了3.5-4%,打破了冶炼富锰渣低锰生铁产量低的传统,开辟和拓宽了我国高铁、高磷、难选贫锰矿石的应用领域,并使得铁水内锰含量控制在6%以下,锰回收率高于85%以上。同时使得吨富锰渣成本下降30%,实现了资源的充分利用。
1、根据国内贫锰矿锰低铁高的情况,将国内锰矿(Mn4-8%,Fe35%)与进口高锰高铁(Mn30%,Fe24%)按6:4进行配料。
2、在送风制度方面:缩小原设计风口进风面积,以提高鼓风流速,增加鼓风动能,由2900J·S-1提高到3050J·S-1,进一步活跃炉缸工作状态,减少了传统冶炼富锰渣炉缸易堆结现象,且为炉况稳定顺行打下了基 础。
3、在装料制度方面:传统冶炼富锰渣装料通常采用全部正装或倒装,并保持低料线。通过摸索总结,我们采用正装和倒装按比例进行装料,使炉内中心和边缘俩道煤气流全发展,按正常料线操作,煤气热能和化学能利用好,崩料悬料少,焦比大幅下降,炉况稳定顺行。
4、在造渣制度方面:传统冶炼富锰渣采用自然碱度,炉缸蓄热能力差,温度不好控制,渣铁分离不好,炉缸易堆积,锰和铁的回收率都较低,铁水内锰含量一般在6%--10%,锰回收率在80%--85%,并且生产出的副产品低锰高硫高磷生铁产量极低。通过总结改进,针对富锰渣炉入炉锰矿含铁综合品位远高于传统冶炼富锰渣要求含铁品位,通过配加一定数量熔剂,富锰渣三元碱度维持在0.35--0.4左右,提高了炉缸储热能力,炉缸温度合适,渣铁流动性和分离状况良好,炉缸堆积现象减少,锰和铁回收率大大提高,而且由于增加了炉渣的CaO+MgO含量,提高了炉渣脱硫能力,生产出低硫低锰生铁,生铁产量显著提高,打破了冶炼富锰渣低锰生铁产量低的传统。铁水内锰含量控制在4.5%以下、含磷量小于0.15%,含硫量小于0.03%,锰回收率高于85%以上。充分利用了国产低锰高铁矿,渣铁比在1.50--2.0之间,经济效益显著。
5、在热制度方面:传统冶炼富锰渣风温一般在800℃左右,焦炭负荷较低,高炉利用系数低,煤气利用不好,焦比较高,炉缸温度不易控制。通过总结经验,风温由开炉初期800℃多逐步提高到1000℃以上,软熔带逐步下移,炉温相对稳定,同时由于热风温度的提高,使得入炉焦炭数量相应减少,减轻了入炉硫负荷和废渣量,使富锰渣中铁、磷的含量和副产品生铁中硫、硅的含量符合了国家标准,更使富锰渣高炉炉况顺行,焦比大幅度降低。
实施例1:
(1)将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78:21:1的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;
(2)将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;
(3)将炉温控制在1250-1350℃,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。
传统工艺与本实施例1操作比较:

高炉冶炼富锰渣的过程就是渣中锰的富集过程。它的基本原理是选择性还原,即根据锰、铁、磷等不同还原性能进行选择还原,即在保证铁、磷等元素充分还原的同时,抑制锰的还原。其实,也就是在具有强还原气氛的高炉中将铁、磷与锰分离,让容易还原的铁和磷等氧化物优先还原成金属而沉淀于炉缸底部,难还原的高价锰氧化物还原为低价氧化物(MnO2→Mn2O3→Mn3O4→MnO),并以MnO的形式进入炉渣中而成为低磷低铁的高锰渣浮积在炉缸上部。由于铁和锰的还原温度不同,采用选择还原的方法能使锰在高炉中达到分离的目的。

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1、10申请公布号CN104046780A43申请公布日20140917CN104046780A21申请号201410308539322申请日20140701C22B7/00200601C22B47/00200601C21B5/0020060171申请人宁夏晟晏实业集团福华冶金有限公司地址753400宁夏回族自治区石嘴山市平罗县太沙工业区翰泉路8号72发明人高春虎白向龙智泽庭杨斌赵建井牛勇志74专利代理机构宁夏专利服务中心64100代理人赵明辉54发明名称一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺57摘要本发明涉及高铁、高磷、难选贫锰矿石的冶炼工艺,尤其是一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺。其特点是,。

2、包括如下步骤1将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78211的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;2将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;3将炉温控制在12501350,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。本发明工艺以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,以传统的富锰渣冶炼工艺和生铁冶炼工艺为基础,调整各项操作参数、操作制度、操作手段,形成了一种新型的富锰渣冶炼生产工艺。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104。

3、046780ACN104046780A1/1页21一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于,包括如下步骤1将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78211的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;2将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;3将炉温控制在12501350,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。2如权利要求1所述的一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于其中收集反应过程中生成的煤气,经过重力除尘、布袋除尘后得到净煤气,再送入热风炉中加热。3如权利要求1所述的一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特征在于其中低硫低锰高。

4、铁富锰渣中含锰18并且含铁2040。权利要求书CN104046780A1/3页3一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺技术领域0001本发明涉及高铁、高磷、难选贫锰矿石的冶炼工艺,尤其是一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺。背景技术0002随着硅锰合金市场需求量的增加,生产硅锰合金所需的优质原料之一低磷低铁富锰渣的需求量也大幅度增加,而由于近几年国内锰矿石大量开采,能直接进行冶炼生产富锰渣的矿物越来越少了,为了维持生产只能依靠配加大量进口锰矿又使生产成本居高不下。0003但是我国内又存在大量的无法利用的含锰18、含铁2040的“呆矿”以锰铁矿看锰含量太低,无利用价值;以铁矿看,因为矿物组成复杂,。

5、为磁铁矿、赤铁矿、菱铁矿混合伴生,无法精选利用。发明内容0004本发明的目的是提供一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,该工艺能够以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,从而使生产成本大幅度降低。0005一种低硫低锰高铁富锰渣的高炉冶炼工艺,其特别之处在于,包括如下步骤00061将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78211的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;00072将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;00083将炉温控制在12501350,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。0009其中收集反应过程中生成的煤气。

6、,经过重力除尘、布袋除尘后得到净煤气,再送入热风炉中加热。0010其中低硫低锰高铁富锰渣中含锰18并且含铁2040。0011本发明的工艺与现有技术相比具有以下有益效果00121拓宽了富锰渣冶炼生产原料的使用范围本发明工艺以国内大量闲置的贫锰矿配合一定比例的进口高锰高铁矿为原料,以传统的富锰渣冶炼工艺和生铁冶炼工艺为基础,调整各项操作参数、操作制度、操作手段,形成了一种新型的富锰渣冶炼生产工艺。00132降低了富锰渣的生产成本本发明因为提高了入炉矿石的综合铁品位使得低锰低硫中磷生铁产量增加,加上大量使用成本极低的贫锰矿而使富锰渣成本大幅度降低。由于采取了相应的操作手段,不但保证了炉况的顺行,同时。

7、也保证了锰的回收率达到85以上。00143改善渣铁分离效果,提高了锰、铁回收率本发明由于适当提高富锰渣的三元说明书CN104046780A2/3页4碱度,不仅改变了渣相结构,还提高了渣的蓄热能力,从而降低了富锰渣的粘度,提高了渣的流动性,极大地改善了渣铁分离能力,渣中带铁情况明显减少,提高了富锰渣的质量。同时由于采用有目的地控制三元碱度和富锰渣的物理热焓,锰的回收率有了较大提高。00154提高了炉况的顺行程度,降低了入炉焦比本发明采用增加鼓风动能,活跃了炉缸,使得炉况顺行程度有了很大提高,改变了现有富锰渣冶炼技术中因炉缸容易堆积而造成崩、悬料现象多的问题。而且由于提高热风温度的使用范围,及时补。

8、充了由于出铁量较大而产生的炉缸热量损失,在同等条件下,减少了焦炭的使用量,降低了富锰渣炉的生产焦比。6降低了工人劳动强度,提高了劳动生产率和安全性本发明由于改善了渣铁流动性和适当提高渣铁温度,不但降低了工人的劳动强度,同时减少了现场作业人员,提高了劳动生产率和工人操作的安全性。附图说明0016附图1为本发明实施例1的高炉冶炼富锰渣工艺流程图。具体实施方式0017本发明提供了一种低硫低锰高铁的富锰渣冶炼工艺,在传统冶炼富锰渣和冶炼生铁两种生产工艺的基础上,针对我国有高铁、高磷、难选贫锰矿石自主研发的冶炼工艺技术,可将矿石MN/FE在0407之间,且MNFE达到38以上的矿石进行锰的富集冶炼,改变。

9、了传统富锰渣冶炼在原料质量上要求锰矿石的MN/FE保持在1030之间,且MNFE达到42以上才能冶炼的生产方式,还大幅度减少炉缸内物料的堆积现象,提高了脱硫效果,还可生产回收低硫低锰生铁,回收生铁率与冶炼生铁出铁率相当,比传统富锰渣冶炼回收生铁提高了354,打破了冶炼富锰渣低锰生铁产量低的传统,开辟和拓宽了我国高铁、高磷、难选贫锰矿石的应用领域,并使得铁水内锰含量控制在6以下,锰回收率高于85以上。同时使得吨富锰渣成本下降30,实现了资源的充分利用。00181、根据国内贫锰矿锰低铁高的情况,将国内锰矿MN48,FE35与进口高锰高铁MN30,FE24按64进行配料。00192、在送风制度方面缩。

10、小原设计风口进风面积,以提高鼓风流速,增加鼓风动能,由2900JS1提高到3050JS1,进一步活跃炉缸工作状态,减少了传统冶炼富锰渣炉缸易堆结现象,且为炉况稳定顺行打下了基础。00203、在装料制度方面传统冶炼富锰渣装料通常采用全部正装或倒装,并保持低料线。通过摸索总结,我们采用正装和倒装按比例进行装料,使炉内中心和边缘俩道煤气流全发展,按正常料线操作,煤气热能和化学能利用好,崩料悬料少,焦比大幅下降,炉况稳定顺行。00214、在造渣制度方面传统冶炼富锰渣采用自然碱度,炉缸蓄热能力差,温度不好控制,渣铁分离不好,炉缸易堆积,锰和铁的回收率都较低,铁水内锰含量一般在610,锰回收率在8085,。

11、并且生产出的副产品低锰高硫高磷生铁产量极低。通过总结改进,针对富锰渣炉入炉锰矿含铁综合品位远高于传统冶炼富锰渣要求含铁品位,通过配加一定数量熔剂,富锰渣三元碱度维持在03504左右,提高了炉缸储热能力,炉缸温度合适,渣铁流动性和分离状况良好,炉缸堆积现象减少,锰和铁回收率大大提高,而且由于增说明书CN104046780A3/3页5加了炉渣的CAOMGO含量,提高了炉渣脱硫能力,生产出低硫低锰生铁,生铁产量显著提高,打破了冶炼富锰渣低锰生铁产量低的传统。铁水内锰含量控制在45以下、含磷量小于015,含硫量小于003,锰回收率高于85以上。充分利用了国产低锰高铁矿,渣铁比在15020之间,经济效益。

12、显著。00225、在热制度方面传统冶炼富锰渣风温一般在800左右,焦炭负荷较低,高炉利用系数低,煤气利用不好,焦比较高,炉缸温度不易控制。通过总结经验,风温由开炉初期800多逐步提高到1000以上,软熔带逐步下移,炉温相对稳定,同时由于热风温度的提高,使得入炉焦炭数量相应减少,减轻了入炉硫负荷和废渣量,使富锰渣中铁、磷的含量和副产品生铁中硫、硅的含量符合了国家标准,更使富锰渣高炉炉况顺行,焦比大幅度降低。0023实施例100241将低硫低锰高铁富锰渣、焦炭和白云石按78211的重量比例混合后从炉顶加入高炉中;00252将热风炉中送出的热煤气和热空气从炉底送入高炉,使焦炭燃烧从而生成煤气并放热;。

13、00263将炉温控制在12501350,在高炉内进行选择性还原反应,然后收集炉缸上部的渣即为富锰渣。0027传统工艺与本实施例1操作比较00280029高炉冶炼富锰渣的过程就是渣中锰的富集过程。它的基本原理是选择性还原,即根据锰、铁、磷等不同还原性能进行选择还原,即在保证铁、磷等元素充分还原的同时,抑制锰的还原。其实,也就是在具有强还原气氛的高炉中将铁、磷与锰分离,让容易还原的铁和磷等氧化物优先还原成金属而沉淀于炉缸底部,难还原的高价锰氧化物还原为低价氧化物MNO2MN2O3MN3O4MNO,并以MNO的形式进入炉渣中而成为低磷低铁的高锰渣浮积在炉缸上部。由于铁和锰的还原温度不同,采用选择还原的方法能使锰在高炉中达到分离的目的。说明书CN104046780A1/1页6图1说明书附图CN104046780A。

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