專利名稱：制備高碳錳鐵的方法
技術領域：
本發明涉及錳系合金生產領域，具體地，涉及一種制備高碳錳鐵的方法。
背景技術：
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。在高碳錳鐵的生產中，由于天然富礦日益減少，大量貧礦被采用。礦石經細磨、選礦后，粒度較小，如果直接將這些小粒度礦石應用于生產中，爐料的透氣性較差，從而降低產品的產量和質量，導致各項經濟指標下滑。

發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明需要提供一種制備高碳錳鐵的方法，所述方法根據本發明的一個方面，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。根據本發明的實施例，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，根據本發明上述實施例的制備錳硅合金的方法還可以具有如下附加的技術特征根據本發明的一個實施例，所述混合礦由110重量份的復合球團、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。根據本發明的一個實施例，所述復合球團的粒度為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。根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述復合球團包含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。根據本發明的一個實施例，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。根據本發明的一個實施例，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。根據本發明的一個實施例，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。根據本發明的一個實施例，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。根據本發明的一個實施例，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。本發明的附加方面和優點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，或通過本發明的實踐了解到。


本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是根據本發明實施例的制備高碳錳鐵的方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。下面參考圖1描述上述制備高碳錳鐵的方法。參考圖1，根據本發明的實施例，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行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。根據本發明的實施例，所述混合礦由110重量份的復合球團、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。根據本發明的實施例，所述復合球團的粒度為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。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述復合球團包含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。根據本發明的實施例，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。根據本發明的實施例，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。根據本發明的實施例，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。根據本發明的實施例，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(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，主要還原反應的化學方程式為MnOx+xC = Mn+xCO 個
FeyOz+zC = yFe+zCO 個其中，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。根據本發明的實施例，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。根據本發明的實施例，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。根據本發明的實施例，電爐的類型不受特別限制，只要能夠保證上述還原反應順利進行即可。根據本發明的一個具體示例，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，一次側電壓為35KV，二次側電壓為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行分離，以得到高碳錳鐵。根據本發明的實施例，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。根據國家標準，按重量百分比，牌號為 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，采用本發明實施例的方法制備的高碳錳鐵滿足國家標準中對于牌號為i^eMr^SCS的高碳錳鐵的品級率要求。具體地，根據本發明的一個實施例，將上述含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。根據本發明的實施例，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。下面結合實施例對本發明進行詳細描述。實施例1將IlOkg粒度為50mm的復合球團、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行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵Al。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表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合球團、磁選富錳礦、南非礦、原生礦和南非高鐵礦組成。實施例2將IlOkg粒度為70mm的復合球團、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行冶煉，以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵A2。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表1所
實施例3將IlOkg粒度為60mm的復合球團、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行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵A3。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表1所
7J\ ο實施例4將IlOkg粒度為65mm的復合球團、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U6kg焦炭，在1450攝氏度下將混合礦進行冶煉， 以得到含有高碳錳鐵的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵A4。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表1所
7J\ ο對比例1將IlOkg粒度為50mm的復合球團、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，噴火和刺火現象頻繁出現。爐況不穩定。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵Bi。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表1所示。對比例2將IlOkg粒度為50mm的復合球團、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，噴火和刺火現象頻繁出現。爐況不穩定。連續生產， 每4小時出爐一次。出爐后，將含有高碳錳鐵的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成高碳錳鐵 B2。測量其入爐品位、產量、電耗，其結果如表1所示。表 權利要求
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.根據權利要求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重量份的復合球團、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.根據權利要求2所述的制備高碳錳鐵的方法，其特征在于，所述復合球團的粒度為 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.根據權利要求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，所述復合球團包含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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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。根據本發明的實施例，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C22B5/10GK102373333SQ20111029338
公開日2012年3月14日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者孫仲春, 孫廣元, 李傳云, 田晉偳, 蔡德鴻, 趙輝然, 馬文清 申請人:云南文山斗南錳業股份有限公司