專利名稱：利用15m³大型預(yù)煉裝置冶煉中、低碳錳鐵合金快速配料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配合15m3大型預(yù)煉裝置生產(chǎn)的中、低碳錳鐵合金快速配料的方法。
背景技術(shù)：
目前，生產(chǎn)中低碳錳鐵合金的方法是利用由礦熱爐冶煉出的液態(tài)錳硅合金和中錳搖前渣混合裝入15m3大型預(yù)煉裝置內(nèi)進行預(yù)煉，然后將預(yù)煉后錳硅合金倒入精煉電爐與爐內(nèi)配入的混合錳礦(錳礦、鐵礦和石灰)繼續(xù)反應(yīng)，直至冶煉出合格的中、低碳錳鐵合金。生產(chǎn)時，錳礦、鐵礦配入量的控制需要根據(jù)化學(xué)平衡計算，計算復(fù)雜，計算量大；而 且還要考慮在預(yù)煉裝置內(nèi)進行預(yù)煉步驟，計算內(nèi)容更為繁瑣，對操作人員的化學(xué)及數(shù)學(xué)水平要求較高，一旦計算發(fā)生錯誤，將導(dǎo)致配入的錳礦及鐵礦過多或過少，最后造成礦耗的上升或冶煉電耗的增加，甚至產(chǎn)生不合格品，對生產(chǎn)極其不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用15m3大型預(yù)煉裝置冶煉中、低碳錳鐵合金快速配料的方法，該方法快速、準(zhǔn)確、簡潔，錳礦及鐵礦配入量可準(zhǔn)確控制，優(yōu)化各項指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是
一種利用15m3大型預(yù)煉裝置煉冶中、低碳錳鐵合金快速配料的方法，其特殊之處在
于
精煉爐猛礦配入量
預(yù)煉前檢測錳硅合金質(zhì)量、含錳量、含硅量分別計為G t、L%、a%，預(yù)煉后檢測預(yù)煉的錳硅合金含硅量計為b% ;混合錳礦每IOOkg為I批料，混合錳礦含錳量計為Mn含鐵量計為Fer% ；
每批混合猛礦配入的猛娃合金中參與還原反應(yīng)的娃質(zhì)量計為Akg, A=O. 212 Mnr+0. 237 Fer ；
每批混合錳礦配入的預(yù)煉的錳硅合金質(zhì)量計為Bkg，B= (28. 2 Mnr^+31. 5 Fer) /
b ；
所需的混合錳礦料批數(shù)計為N，N =IOOGXb/ (28. 2 Mnr+31. 5 Fer)；
精煉爐鐵礦配入量
將要冶煉的不同品種的中、低碳錳鐵合金中的含錳量、含硅量、含碳量分別計為Mn中％、Si中％、C中％，實測混合錳礦的含錳量、含鐵量分別計為Mn實際礦％、Fe實際礦％，預(yù)煉后錳娃合金含猛量、含鐵量分別計為Mn w&!g %>Femig %,每批混合猛礦經(jīng)過預(yù)煉和精煉后進入猛娃合金中猛元素、鐵元素的質(zhì)量分別計為Mn合金kg、Fe合金kg,定義系數(shù)k、C、D、E ;k = (1+2. 93 a%) / (1+2. 93 b%)；
Mn 預(yù)煉后 ％ =〔 L%+3. 93 (a%-k X b%)〕/k ；Mn合金=O. 3 Mn礦+1.33 AXMn預(yù)煉后/b，F(xiàn)e合金=O. 95 Fe礦+1.33 AXFe預(yù)煉后/
b ；
C = Mn預(yù)煉后/b ；
D = Fe預(yù)煉后/ b ；
E = {1- (Mn 中 ％ +Si 中 ％ +C 中 ％ ) } /Mn 中 ％ ；
Mn合金/Fe合金=(O. 315 CXE-0. 315 D-O. 95)/(0. 282 D-0. 282 CXE-0. 3 E)；
計算Mn實際礦/Fe實際礦的值，判斷Mn實際礦/Fe實際礦與Mn合金/Fe合金的大小關(guān)系；
判斷Mn實際r /Fe實際礦是否小于Mn合金/Fe合金，當(dāng)小于時,更換高品位的猛礦,重新計算Mn合金/Fe合金的值,判斷Mn實際礦/Fe實際礦與Mn合金/Fe合金的大小關(guān)系；
當(dāng)不小于時，繼續(xù)判斷Mn^pirVFe等于Mn合金/Fe合金，當(dāng)?shù)扔跁r，不外加鐵礦，直接冶煉；當(dāng)Mn實際r/Fe實際r> Mn合金/Fe合金，加入鐵礦，鐵礦配入量為Ykg，Y= Mn實際r Fe^/
Mn合金—Fe實際礦。利用15m3大型預(yù)煉裝置煉冶中、低碳錳鐵合金的工藝流程如圖I所示
一、實際錳礦配入量
I、錳硅合金在預(yù)煉裝置內(nèi)進行預(yù)煉反應(yīng) 預(yù)煉環(huán)節(jié)的反應(yīng)為
Si + 2Mn0=2Mn+Si0228 110110:28=3.93:1
由上式可知，每脫I單位重量值的硅，錳硅合金增錳量為3. 93個重量單位，錳硅合金增重為2. 93個重量單位；
預(yù)煉前錳硅合金稱重為G t，預(yù)煉后錳硅合金稱重為X t，經(jīng)檢測，預(yù)煉前錳硅合金含硅量為a%、含錳量為L%，預(yù)煉后錳硅合金含硅為b%，根據(jù)上述反應(yīng)方程式則有等式
X =G+2 93 (GX 淑rXXWO(I)
設(shè) k = (1+2. 93 a%) /(1+2. 93 b%)，則得到 X = kXG，
設(shè)預(yù)煉后錳硅合金含錳量為Mn ■_%，則根據(jù)上述反應(yīng)方程式則有等式
Mn 預(yù)煉后 ％ =〔 L%+3. 93 (a%-k X b%)〕/k。2、經(jīng)預(yù)煉后錳硅合金在精煉爐內(nèi)進行精煉反應(yīng)
設(shè)加入爐內(nèi)混合錳礦成分含錳量為Mnr^、含鐵量為Fer^ ；
說明混合錳礦(100kg)在精煉爐精煉反應(yīng)時，混合錳礦中的Mnr 30%入合金，20%揮發(fā)，F(xiàn)er 95%入合金，硅的利用率取75% ；
精煉爐內(nèi)反應(yīng)
2Mn0,4fc203+l/20,丨570。。(2)
3_=2Mn304+l/2 O,丨900。。(3)
錳礦主要是以MnO2形式存在，(2)、(3)式中MnO2和Mn2O3均不需要還原劑，在高溫下即可分解，MnO2 折算成 Mn3O4 的質(zhì)量為 100 X Mn r% X 229 +165=1. 388 Mn 礦
Mn3O4+ Si = 0+00 ⑷
45828 426
I. 388 Mnr Xl Y①還原Mn3O4 的需硅質(zhì)量為X1= I. 388XMnr X28 + 458= O. 0849 Mn礦，
Mn3O4 被還原生產(chǎn)的 MnO 質(zhì)量為Υ=1· 388 XMnr X426^-458=l. 291 Mn礦，
參加反應(yīng)的MnO質(zhì)量為I. 291 XMnr X (20%+30%) =0. 6445 Mnr，其余入渣；
2Μ) + Si= afc+SiO,(5)
142 28
0.6445Mnr X2
②還原MnO 的需硅質(zhì)量為X2=0. 6445Mnr X 28/142=0. 1273 Mn礦，
參加反應(yīng)的FeO質(zhì)量為100 XFer%X72 + 56X95%=l. 221 Fe礦，其余入渣；·
2Fe0 + Si= 2Fe+SiQ,(6)
144 28
1.221 Fer X3
③還原FeO 的需硅質(zhì)量為Χ3=1· 221 Fer X28 +144=0. 2374 Fe礦；
有硅參與還原的反應(yīng)在(4)、(5)、(6)式中發(fā)生，需硅質(zhì)量為Xl+X2+X3=0. 0849 Mn礦+0. 1273 Mnr+0. 2374 Fe礦，即預(yù)煉后錳硅合金中硅的質(zhì)量；
加入猛娃合金中參與還原反應(yīng)的娃質(zhì)量A為A=O. 212 Mnr+0. 237 Fer
(7)
需加入經(jīng)預(yù)煉裝置預(yù)煉的錳硅合金質(zhì)量B為B=(28. 2 Mnr+31. 5 Fe礦)/b (8)根據(jù)IOOkg混合錳礦所需的錳硅合金質(zhì)量B，則某一爐錳硅合金預(yù)煉前質(zhì)量為Gt，折算出所需的混合錳礦料批數(shù)(IOOkg為I批)N為
妒 100 G/B=100 GXb/ (28.2 Mnr+31.5 Fe礦)⑨
二、鐵礦加入量
每批混合錳礦設(shè)經(jīng)過預(yù)煉和精煉后進入合金中Mn、Fe元素的質(zhì)量分別為kg、Fe
合金kg，
Mn合金=100XMnr^ X30%+BXMn預(yù)煉后％= O. 3 Mnr+1. 33 AXMn預(yù)煉后/b (10) Fe合金=IOOXFer^ X0. 95+BXFe預(yù)煉后％ = 0· 95 Fer+1. 33 AXFe預(yù)煉后/b(11)
= Mn預(yù)煉后/b, D = Fe預(yù)煉后/ b,
貝Ij IVh始=Q 3 Mir+L 33 AXC(12)
R5始=Q 95 Rir+133 AXD(13)
設(shè)Mn + %、Si 、C + %為要冶煉不同品種的中、低碳猛鐵合金中的含猛量、含娃量、含
碳量，
Fe合金=[I-(跑中％ +Si + % +0中％)] Mn合金Afc中％(14)
將(12)、(13)帶入(14)，設(shè) E = {I- (Mn + % +Si + % +C + %)}/Mn + %，
貝 Ij Mn 合金 / Fe 合金=(0.315 C X E - O . 3 15 D - O . 9 5) /(O. 282 D-0. 282 CXE-0. 3 E)。本發(fā)明的有益效果是
配料方法快速、準(zhǔn)確、簡潔，操作人員按照所生產(chǎn)牌號查找系數(shù)，做簡單的加減乘除計算便能生產(chǎn)出穩(wěn)定合格的產(chǎn)品，避免過多計算，而且結(jié)果更加精準(zhǔn)，實現(xiàn)了錳礦及鐵礦配入量的準(zhǔn)確控制，優(yōu)化各項指標(biāo)，降低了生產(chǎn)成本。


圖I是本發(fā)明的工藝流程 圖2是本發(fā)明的配料流程圖。
具體實施例方式冶煉Mn75Fel8Si2. 0C2. O的中碳錳鐵合金產(chǎn)品，預(yù)煉前錳硅合金為Mn64Fel8Sil6C2. O。(I)精煉時錳礦配入量
對預(yù)煉前猛娃合金稱重，其質(zhì)量G=15t,預(yù)煉前猛娃合金娃含量a%=16%,預(yù)煉前猛娃合金含錳量L%=64%，檢測預(yù)煉后錳硅合金含硅量b% =11%，設(shè)混合錳礦每IOOkg為I批料，礦中含錳量Mnr % =仞％、含鐵量Fer% =4% ；
每批混合猛礦配入的猛娃合金中參與還原反應(yīng)的娃質(zhì)量為
A=O. 212 Mnr+0. 237 Fer=O. 212X49+0. 237X4=11. 34kg ；
每批混合錳礦配入的預(yù)煉的錳硅合金質(zhì)量為
B=A/ (75% Xb%) =133 A/b=ll. 34/ (75% Xll%)=137. 5kg ；
所需的混合錳礦料批數(shù)N為
N=IOO GXb/ (28. 2 Mnr+31. 5 Fer) =100X15X11/ (28. 2 X49+31. 5X4)
=11。(2)精煉時鐵礦配入量
k = (1+2. 93 a%) /(1+2. 93 b%)=l. 11 ；
預(yù)煉后錳硅合金含錳量Mn預(yù)煉后% = { L%+3. 93 (a%_k b%) } /k=71. 1% ；
預(yù)煉后猛娃合金含鐵星Fe預(yù)煉后0Zo=I- Mn預(yù)煉后%- Si預(yù)煉后% -C預(yù)煉后%=1-71. 1%-11%-2%=15. 9% ；
C = Mn 預(yù)煉后/b= 71. 1711=6. 46 ；
D = Fe 預(yù)煉后/b=15. 9 ~ 11=1. 45 ；
要冶煉中碳錳鐵合金中的含錳量、含硅量、含碳量分別為Mn + %、Si + %、C + %，則E ={I- (Mn 中 ％ +Si 中 ％ +C 中 ％ ) } /Mn 中 ％=(卜75%-2%_2%) + 75%=0. 28 ；
Mn合金/Fe合金=(O. 315 CXE-0.315 D-0. 95)/(0. 282 D-0. 282 CXE-0. 3 E)=(O. 315X6. 46XO. 23-0. 315X1. 45-0. 95) + (O. 282X1. 45-0. 282X6. 46XO. 23-0. 3X0.23) =-0. 837/(-0. 185)=4. 5。(3 )混合猛礦中頭測含猛里、含鐵里分別計為Mn實p$^%、Fe實卩$礦％，計算Mn實礦/Fe實際礦的值，判斷Mn實際礦/Fe實際礦是否小于Mn合金/Fe合金，如圖2所示，當(dāng)Mn實際礦/ Fe實際礦=44/10=4. 4< Mn合金/Fe合金=4. 5,需要更換高品位的猛礦，重新計算Mn實際礦/Fe實際礦的值,判斷Mn^sr/Fe實際礦與Mn礦/Fe礦的大小關(guān)系；當(dāng)Mn實際礦/Fe實際礦不小于Mn合金/Fe合金時，繼續(xù)判斷Mn實際礦/Fe實際礦是否等于Mn合金/Fe合金，當(dāng)Mn實際礦/Fe實際礦=45/10=4. 5=Mn合金/ Fe合金=4. 5，不需外加鐵礦，直接冶煉；當(dāng)Mn^srVFe=48/6=8 >Mn^/ Fe^ =4. 5，需要加入鐵礦，鐵礦加入量為Y，Y=Mn實際礦Fe合金/Mn合金-Fe實際礦=48 X O. 22-6 = 4. 56kg，每批混合錳礦需配入4. 56kg鐵礦。
權(quán)利要求
1. 一種利用15m3大型預(yù)煉裝置煉冶中、低碳錳鐵合金快速配料的方法，其特征在于 I. I精煉爐猛礦配入量 預(yù)煉前檢測錳硅合金質(zhì)量、含錳量、含硅量分別計為G t、L%、a%，預(yù)煉后檢測預(yù)煉的錳硅合金含硅量計為b% ;混合錳礦每IOOkg計為I批料，混合錳礦含錳量計為Mny^、含鐵量為Fer% ； 每批混合猛礦配入的猛娃合金中參與還原反應(yīng)的娃質(zhì)量計為A kg, A=O. 212 Mnr+0. 237 Fer ； 每批混合錳礦配入的預(yù)煉的錳硅合金質(zhì)量計為B kg，B= (28.2 Mnr+31.5 Fe礦)/b ； 所需的混合錳礦料批數(shù)計為N，N =IOOGXb/ (28. 2 Mnr+31. 5 Fer)； I. 2精煉爐鐵礦配入量 將要冶煉的不同品種的中、低碳錳鐵合金中的含錳量、含硅量、含碳量分別計為Mn中％、Si中％、C中％，實測混合錳礦的含錳量、含鐵量分別計為Mn實際礦％、Fe實際礦％，預(yù)煉后錳娃合金含猛量、含鐵量分別計為Mn w&!g %、Fe %,每批混合猛礦經(jīng)過預(yù)煉和精煉后進入猛娃合金中猛元素、鐵元素的質(zhì)量分別計為Mn1^ kg>Fe^ kg,定義系數(shù)k、C、D、E ；k = (1+2. 93 a%) / (1+2. 93 b%)；Mn 預(yù)煉后 ％ =〔 L%+3. 93 (a%-k X b%)〕/k ； Mn合金=0. 3 Mn礦+1.33 AXMn預(yù)煉后/b，F(xiàn)e合金=0. 95 Fe礦+1.33 AXFe預(yù)煉后/b ；C = Mn預(yù)煉后/b ；D = Fe預(yù)煉后/ b ； E = {1- (Mn 中 ％ +Si 中 ％ +C 中 ％ ) } /Mn 中 ％ ； Mn合金/Fe合金=(0. 315 CXE-0. 315 D-0. 95)/(0. 282 D-0. 282 CXE-0. 3 E)； 計算Mn實際礦/Fe實際礦的值，判斷Mn實際礦/Fe實際礦與Mn合金/Fe合金的大小關(guān)系； 判斷Mn實際r /Fe實際礦是否小于Mn合金/Fe合金，當(dāng)小于時,更換高品位的猛礦,重新計算Mn合金/Fe合金的值,判斷Mn實際礦/Fe實際礦與Mn合金/Fe合金的大小關(guān)系； 當(dāng)不小于時，繼續(xù)判斷Mn等于Mn合金/Fe合金，當(dāng)?shù)扔跁r，不外加鐵礦，直接冶煉；當(dāng)Mn實際r/Fe實際r> Mn合金/Fe合金，加入鐵礦，鐵礦配入量為Ykg，Y= Mn實際r Fe^/Mn合金—Fe實際礦。
全文摘要
一種利用15m3大型預(yù)煉裝置煉冶中、低碳錳鐵合金快速配料的方法，錳礦配入量預(yù)煉后錳硅合金含硅量b％；混合錳礦中含錳量Mn礦％、含鐵量Fe礦％；錳硅合金中參與還原反應(yīng)的硅質(zhì)量A=0.212 Mn礦+0.237 Fe礦；預(yù)煉的錳硅合金質(zhì)量B=(28.2 Mn礦+31.5 Fe礦)/b；混合錳礦料批數(shù)N=100G×b/(28.2 Mn礦+31.5 Fe礦)；鐵礦配入量判斷Mn實際礦/Fe實際礦是否小于Mn合金/Fe合金，當(dāng)小于時，更換高品位的錳礦，重新計算Mn合金/Fe合金的值并判斷；當(dāng)不小于時，繼續(xù)判斷是否等于，當(dāng)?shù)扔跁r，不外加鐵礦，直接冶煉；當(dāng)大于時，加入鐵礦，鐵礦配入量為Ykg，Y=Mn實際礦Fe合金/Mn合金-Fe實際礦。配料方法快速、準(zhǔn)確、簡潔，錳礦及鐵礦配入量可準(zhǔn)確控制，優(yōu)化各項指標(biāo)，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號C22B4/08GK102796870SQ20121031304
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者齊牧, 崔傳海, 孫繼斌, 鄭中巍, 項東, 李楊, 其他發(fā)明人請求不公開姓名 申請人:中信錦州金屬股份有限公司