專利名稱：制備錳硅合金的方法
技術領域：
本發明涉及錳硅合金生產領域，具體地，涉及一種制備錳硅合金的方法。
背景技術：
錳硅合金(例如，i^Mn68Sil8)生產過程中，產品品級率的控制主要通過原料配比控制元素在合金中的含量而實現的。當合金中錳元素的含量偏低時，目前主要通過以下兩種方法來提高錳元素的含量。第一種方法是調整料批的錳鐵重量比(Mn/Fe)，但是這種方法速度較慢，通常需要從配料開始進行，經過16個小時左右才能提高合金中錳元素的含量。第二種方法是利用裝載機將所需原料裝運到爐臺，然后人工入爐，該方法雖然能使錳元素的含量快速提高，但是所需原料的重量無法正確估計，且原料混合不均勻，這樣既增加了工人的勞動強度又可能使爐況惡化。

發明內容
本發明旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本發明需要提供一種制備錳硅合金的方法，所述方法能夠快速提高錳硅合金中錳元素的含量。根據本發明的一方面，提供了一種制備錳硅合金的方法，該方法包括以下步驟a) 將第一混合礦加入電爐中，通過所述電爐頂部的中心料管將第二混合礦加入所述電爐中， 然后將焦炭和硅石加入所述電爐中，且在1400 1600攝氏度下將所述第一混合礦和所述第二混合礦同時進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿；以及b)從所述包含錳硅合金的熔漿分離所述錳硅合金，其中，在所述第一混合礦中，錳鐵重量比為6. 55 ；在所述第二混合礦中，錳鐵重量比為9. 47 ；按重量百分比，所述錳硅合金包含65%的錳、14. 43%的鐵、18%的硅、0. 23%的磷、1. 8%的碳和0. 04%的硫。根據本發明的實施例，通過將錳鐵重量比較高的第二混合礦加入第一混合礦中進行冶煉，可以快速提高錳硅合金中錳元素的含量，使產品質量當日合格。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，按重量百分比，所述第一混合礦由17. 5%的原生礦、 26. 5%的磁選富錳礦、41%的水緬富錳礦、5%的球團和10%的澳礦組成。根據本發明的一個實施例，按重量百分比計，所述第二混合礦由15%的原生礦、 40 %的磁選富錳礦、10 %的富錳渣、15%的水緬富錳礦、10 %的球團和10 %的澳礦組成。根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述原生礦包含觀.32%的錳、1.67% 的鐵、0. 078%的磷、12. 39%的二氧化硅、16%的氧化鈣、1. 5%的氧化鎂和1. 8%的氧化鋁。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32. 5%的錳、 2. 5%的鐵、0. 08%的磷、18%的二氧化硅、15. 5%的氧化鈣、1. 5%的氧化鎂和1. 5%的氧化
根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述水緬富錳礦包含28. 96%的錳、8% 的鐵、0. 08%的磷、26%的二氧化硅、3%的氧化鈣、2%的氧化鎂和11%的氧化鋁。根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述球團包含27. 07%的錳、2. 5%的鐵、0. 08%的磷、11. 14%的二氧化硅、10. 02%的氧化鈣、1. 91 %的氧化鎂和0. 84%的氧化
ο根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述澳礦包含44%的錳、4%的鐵、 0. 05%的磷、12%的二氧化硅、2%的氧化鈣和的氧化鎂。根據本發明的一個實施例，按重量百分比，所述富錳渣包含四.02%的錳、3%的鐵、0. 07%的磷、35%的二氧化硅、8%的氧化鈣和的氧化鎂。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1 5cm ；且所述焦炭的用量為所述第一混合礦或所述第二混合礦的重量的21 沈％。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錳硅合金的方法的流程圖。
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。根據本發明的一個方面，提供了一種制備錳硅合金的方法。下面參考圖1描述上述制備錳硅合金的方法。參考圖1，根據本發明的實施例，制備錳硅合金的方法包括以下步驟。首先，如圖1所示，將第一混合礦加入電爐中，通過所述電爐頂部的中心料管將第二混合礦加入所述電爐中，然后將焦炭和硅石加入所述電爐中，且在1400 1600攝氏度下將所述第一混合礦和所述第二混合礦同時進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述第一混合礦由17. 5%的原生礦、26. 5% 的磁選富錳礦、41 %的水緬富錳礦、5%的球團和10%的澳礦組成，且在所述第一混合礦中， 錳鐵重量比為6. 55。根據本發明的實施例，按重量百分比計，所述第二混合礦由15%的原生礦、40%的磁選富錳礦、10%的富錳渣、15%的水緬富錳礦、10%的球團和10%的澳礦組成，且在所述第二混合礦中，錳鐵重量比為9. 47。通過將錳鐵重量比較高的第二混合礦加入第一混合礦中進行冶煉，可以快速提高錳硅合金中錳元素的含量，使產品質量當日合格。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述原生礦包含28. 32%的錳、1. 67%的鐵、 0. 078%的磷、12. 39%的二氧化硅、16%的氧化鈣、1. 5%的氧化鎂和1. 8%的氧化鋁。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述磁選富錳礦包含32. 5%的錳、2. 5%的
4鐵、0. 08%的磷、18%的二氧化硅、15. 5%的氧化鈣、1. 5%的氧化鎂和1. 5%的氧化鋁。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述水緬富錳礦包含觀.96%的錳、8%的鐵、0. 08%的磷、26%的二氧化硅、3%的氧化鈣、2%的氧化鎂和11%的氧化鋁。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述球團包含27. 07%的錳、2. 5%的鐵、 0. 08%的磷、11. 14%的二氧化硅、10. 02%的氧化鈣、1. 91%的氧化鎂和0. 84%的氧化鋁。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述澳礦包含44%的錳、4%的鐵、0. 05%的磷、12 %的二氧化硅、2 %的氧化鈣和1 %的氧化鎂。根據本發明的實施例，按重量百分比，所述富錳渣包含四.02%的錳、3%的鐵、 0. 07%的磷、35%的二氧化硅、8%的氧化鈣和的氧化鎂。根據本發明的實施例，所述焦炭含有78 82%的固定碳和15 20%的灰分，且所述焦炭的粒度為1 5cm。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、二氧化硅和鐵的氧化物，并按一定比例形成錳硅合金。還原反應的化學方程式為MnOx+xC = Mn+xCO 個Si02+2C = Si+2C0 個Fey0z+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1 5cm。根據本發明的實施例，焦炭的用量為所述第一混合礦或所述第二混合礦的重量的21 沈％。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，按重量百分比，所述硅石包含95 97%的二氧化硅。根據本發明的實施例，所述硅石的用量為所述第一混合礦或所述第二混合礦的重量的13 20%。由此，可以保證錳硅合金中硅元素的含量。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25000KVA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。根據本發明的實施例，第二混合礦的加料方式不受特別限制。根據本發明的一個具體示例，將第二混合礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中。中心料管位于三個電極中間。本發明的發明人經過大量實驗發現，將第二混合礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中，可以快速提高錳硅合金中錳元素的含量，使產品質量當日合格。在電爐冶煉之后，如圖1所示，對所述包含錳硅合金的熔漿進行分離，以得到錳硅
合金 O根據本發明的實施例，按重量百分比，所述錳硅合金包含65 %的錳、14. 43 %的鐵、 18 %的硅、0. 23 %的磷、1. 8 %的碳和0. 04 %的硫。根據國家標準，按重量百分比，牌號為 FeMn68Sil8的錳硅合金包含65 72%的錳、17 20%的硅、1. 8%的碳、不大于0. 25%的磷和0. 04%的硫。因此，采用本發明實施例的方法制備的錳硅合金滿足國家標準中對于牌號為i^Mn68Sil8的錳硅合金的品級率要求。具體地，根據本發明的一個實施例，將上述包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。需要說明的是，上述制備錳硅合金的方法為連續生產方法，每4小時出爐一次。出爐和鑄造后，對鑄錠的成分進行分析。當鑄錠中錳元素的含量小于65重量％時，將第二混合礦通過所述電爐頂部的中心料管加入電爐中，從而快速提高錳硅合金中錳元素的含量， 使產品質量當日合格。下面結合實施例對本發明進行詳細描述。實施例1將175kg原生礦、265kg磁選富錳礦、410kg水緬富錳礦、50kg球團和IOOkg澳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到25000KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成第一混合礦。接下來，加入210kg焦炭和130kg硅石，在1400 攝氏度下將第一混合礦進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。然后，對鑄錠的成分進行分析。當鑄錠中錳元素的含量小于65重量％時，將150kg原生礦、400kg磁選富錳礦、IOOkg富錳渣、150kg水緬富錳礦、IOOkg球團和IOOkg澳礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中，然后加入210kg焦炭和130kg硅石，在1400攝氏度下進行冶煉。8個小時后，鑄錠中錳元素的含量大于65重量％。產品的品級率為95%。實施例2將175kg原生礦、265kg磁選富錳礦、410kg水緬富錳礦、50kg球團和IOOkg澳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到25000KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成第一混合礦。接下來，加入230kg焦炭和160kg硅石，在1500 攝氏度下將第一混合礦進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。然后，對鑄錠的成分進行分析。當鑄錠中錳元素的含量小于65重量％時，將150kg原生礦、400kg磁選富錳礦、IOOkg富錳渣、150kg水緬富錳礦、IOOkg球團和IOOkg澳礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中，然后加入230kg焦炭和160kg硅石，在1500攝氏度下進行冶煉。8個小時后，鑄錠中錳元素的含量大于65重量％。產品的品級率為96%。實施例3將175kg原生礦、265kg磁選富錳礦、410kg水緬富錳礦、50kg球團和IOOkg澳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到25000KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成第一混合礦。接下來，加入^Okg焦炭和200kg硅石，在1600 攝氏度下將第一混合礦進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。然后，對鑄錠的成分進行分析。當鑄錠中錳元素的含量小于65重量％時，將150kg原生礦、400kg磁選富錳礦、IOOkg富錳渣、150kg水緬富錳礦、IOOkg球團和IOOkg澳礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中，然后加入260kg焦炭和200kg硅石，在1600攝氏度下進行冶煉。8個小時后，鑄錠中錳元素的含量大于65重量％。產品的品級率為98%。
實施例4將175kg原生礦、265kg磁選富錳礦、410kg水緬富錳礦、50kg球團和IOOkg澳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到25000KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成第一混合礦。接下來，加入250kg焦炭和170kg硅石，在1450 攝氏度下將第一混合礦進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。然后，對鑄錠的成分進行分析。當鑄錠中錳元素的含量小于65重量％時，將150kg原生礦、400kg磁選富錳礦、IOOkg富錳渣、150kg水緬富錳礦、IOOkg球團和IOOkg澳礦通過電爐頂部的中心料管加入電爐中，然后加入250kg焦炭和170kg硅石，在1450攝氏度下進行冶煉。8個小時后，鑄錠中錳元素的含量大于65重量％。產品的品級率為97%。對比例1將175kg原生礦、265kg磁選富錳礦、410kg水緬富錳礦、50kg球團和IOOkg澳礦分別加入料倉中，通過料倉下的皮帶輸送到25000KVA礦熱電爐的頂部，然后通過電爐頂部的加料口加入電爐中，以形成第一混合礦。接下來，加入210kg焦炭和130kg硅石，在1500 攝氏度下將第一混合礦進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿。連續生產，每4小時出爐一次。出爐后，將包含錳硅合金的熔漿倒入模具中進行鑄造，以形成鑄錠。然后，對鑄錠的成分進行分析，經過兩個爐次后，鑄錠中錳元素的含量由65. 4重量％下降到64. 5重量％。產品的品級率為80%。根據本發明的實施例，通過將錳鐵重量比較高的第二混合礦加入第一混合礦中進行冶煉，可以快速提高錳硅合金中錳元素的含量，使產品質量當日合格。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種制備錳硅合金的方法，其特征在于，包括以下步驟a)將第一混合礦加入電爐中，通過所述電爐頂部的中心料管將第二混合礦加入所述電爐中，然后將焦炭和硅石加入所述電爐中，且在1400 1600攝氏度下將所述第一混合礦和所述第二混合礦同時進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿；以及b)從所述包含錳硅合金的熔漿分離所述錳硅合金，其中，在所述第一混合礦中，錳鐵重量比為6. 55 ；在所述第二混合礦中，錳鐵重量比為 9. 47 ；按重量百分比，所述錳硅合金包含65%的錳、14. 43%的鐵、18%的硅、0. 23%的磷、 1. 8%的碳和0. 04%的硫。
2.根據權利要求1所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述第一混合礦由17. 5%的原生礦、26. 5%的磁選富錳礦、41%的水緬富錳礦、5%的球團和10%的澳礦組成。
3.根據權利要求1所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比計，所述第二混合礦由15 %的原生礦、40 %的磁選富錳礦、10 %的富錳渣、15 %的水緬富錳礦、10 %的球團和10%的澳礦組成。
4.根據權利要求2或3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述原生礦包含28. 32 %的錳、1. 67 %的鐵、0. 078 %的磷、12. 39 %的二氧化硅、16 %的氧化鈣、 1. 5%的氧化鎂和1. 8%的氧化鋁。
5.根據權利要求2或3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁選富錳礦包含32. 5%的錳、2. 5%的鐵、0. 08%的磷、18%的二氧化硅、15. 5%的氧化鈣、 1. 5%的氧化鎂和1. 5%的氧化鋁。
6.根據權利要求2或3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述水緬富錳礦包含28. 96%的錳、8%的鐵、0. 08%的磷、26%的二氧化硅、3%的氧化鈣、2%的氧化鎂和11%的氧化鋁。
7.根據權利要求2或3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述球團包含27. 07%的錳、2. 5%的鐵、0. 08%的磷、11. 14%的二氧化硅、10. 02%的氧化鈣、 1. 91%的氧化鎂和0. 84%的氧化鋁。
8.根據權利要求2或3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述澳礦包含44%的錳、4%的鐵、0. 05%的磷、12%的二氧化硅、2%的氧化鈣和的氧化鎂。
9.根據權利要求3所述的制備錳硅合金的方法，其特征在于，按重量百分比，所述富錳渣包含29. 02%的錳、3 %的鐵、0. 07 %的磷、35%的二氧化硅、8 %的氧化鈣和1 %的氧化鎂。
10.根據權利要求4 8中任一項所述的制備錳硅合金的方法，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1 5cm ； 且所述焦炭的用量為所述第一混合礦或所述第二混合礦的重量的21 沈％。
全文摘要
制備錳硅合金的方法。制備錳硅合金的方法包括以下步驟a)將第一混合礦加入電爐中，通過所述電爐頂部的中心料管將第二混合礦加入所述電爐中，然后將焦炭和硅石加入所述電爐中，且在1400～1600攝氏度下將所述第一混合礦和所述第二混合礦同時進行冶煉，以得到包含錳硅合金的熔漿；以及b)從所述包含錳硅合金的熔漿分離所述錳硅合金，其中，在所述第一混合礦中，錳鐵重量比為6.55；在所述第二混合礦中，錳鐵重量比為9.47；按重量百分比，所述錳硅合金包含65％的錳、14.43％的鐵、18％的硅、0.23％的磷、1.8％的碳和0.04％的硫。根據本發明的實施例，通過將錳鐵重量比較高的第二混合礦加入第一混合礦中進行冶煉，可以快速提高錳硅合金中錳元素的含量，使產品質量當日合格。
文檔編號C22B5/10GK102367518SQ20111029831
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者何興杰, 劉大雄, 呂達海, 張定剛, 李培元, 楊忠姚, 楊紹萍, 楊選, 湯順祥, 王寧, 王春林, 王運正, 胡忠奎, 趙光躍, 韋祖林, 高德云 申請人:云南文山斗南錳業股份有限公司