专利名称：一种炉外法高硅锰硅生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炉外法生产高硅锰硅工艺，特别是以硅铁(结晶硅)和液态中锰渣为原料通过摇包生产高硅锰硅合金的一种生产工艺方法。
背景技术：
高硅锰硅合金是一种传统的铁合金产品，以前一直是在矿热炉中用碳热法冶炼生产，该工艺每生产一吨硅锰合金，耗电5000kWh，产生废气1200m3(标态)，废水110吨，并且在矿热炉中很难生产出C≤0.7％，用于生产低碳锰铁的高硅锰硅合金合金。
摇包生产作为一种节能新工艺，在众多的铁合金文献中都有记录，属于一种铁合金炉外法生产工艺。在国外的先进企业已作为一种成熟工艺应用于生产。它无污染，节约能源，能提高矿石中的元素回收率，更重要的是对废渣进行了综合利用，大幅度降低产品的生产成本，是国内各铁合金厂家近十几年来竭尽全力竞相开发的新工艺，我公司也于1994年进行过试验性开发。但到本世纪2003年，国内其它铁合金厂家真正形成工业性生产摇包的也只是利用中锰渣对锰硅合金进行预炼，生成低硅锰硅合金，再入炉冶炼生产中碳锰铁；故最终产品附加值低。
高硅锰硅传统的生产方法，就是在电炉中生产，利用提高产品中的Si元素含量来控制合金中C元素含量。这种方法的缺点是电耗高，必须大量使用含P低的优质进口锰矿，生产成本高，炉况难以控制，产品成分波动大，品级率低。近几年国内钢铁厂家纷纷调整钢种结构，增加优质钢种比例，对低碳锰铁的需求急剧增加。而生产低碳锰铁的关键就是要有优质的高硅锰硅，如果能开发出摇包生产高硅锰硅合金新工艺，不仅能大幅度降低高硅锰硅合金的生产成本，还能保证具有高质量的产品成分；既减少环境污染，又有社会及经济效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种炉外法中锰渣摇包生产高硅锰硅合金新工艺。
本发明的目的是通过如下途径实现的一种炉外法高硅锰硅生产工艺，第一步，备料，将硅铁粉破碎加工成0～10mm的粒度；取液态中锰渣，其锰Mn含量18～20％，碱度1.0～1.2，保存温度1480～1510℃备用；第二步，反应，将硅铁与液态中锰渣按重量百分比1∶6～9的比例先后注入摇包中，启动摇包9～17分钟，镇静9～12分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。
所述的硅铁粉FeSi可以是75％硅铁FeSi或块状65％硅铁FeSi或结晶硅Si。
当使用75％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶7.2～7.5，运转摇包的时间为14～17分钟；当使用65％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶6.2～6.4，运转摇包的时间为14～17分钟；当使用结晶硅和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶8.7～8.9，运转摇包的时间为10～14分钟。
当使用75％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶7.33，运转摇包的时间为15分钟；当使用65％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶6.28，运转摇包的时间为15分钟；当使用结晶硅和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶8.80，运转摇包的时间为12分钟。
反应前，硅铁粉以每袋20～30Kg装袋备用，便于人工搬运加入到摇包中。
炉外法中锰渣摇包生产高硅锰硅，主要是利用硅铁中的Si与中锰渣中的MnO在摇包状态下发生氧化还原反应生成Mn与SiO2的原理，其化学反应式为，反应为剧烈的放热反应，不需外来热源，反应所放的热量能保证硅铁熔化并维持摇包内中锰渣温度；由于原料中的杂质元素碳、磷都很低，又不需要经过炉内冶炼，所以，高硅锰硅合金中的碳、磷都非常低且稳定。而高硅锰硅合金以前的生产方法是在电炉中进行，既耗电且原料中的杂质元素碳、磷含量高，从而冶炼出的高硅锰硅产品品位低。
液态中锰渣Mn18～20％；75％硅铁或65％硅铁或结晶硅破碎至粒度0～10mm；先将中锰电炉的副产品液态中锰渣兑入摇包中，再将破碎后的硅铁粉兑入摇包，开启摇包；在硅含量达到要求后，停止摇包，充分镇静，扒渣浇铸。本发明含Si≥22％，具有比其它任何形式生产高硅锰硅成本低的特性，特别是能满足生产低碳锰铁所用高硅锰硅的要求。产品质量稳定，品级率高，操纵简单、方便、安全可靠。合金成份C≤0.2％，P≤0.08％，终渣成份Mn≤5％，碱度R0.8左右。
下面结合附图对本发明作进一步详细说明图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
以下实施例参照图1实施例1，将75％硅铁600公斤破碎加工成8mm的粒度；取液态中锰渣4400公斤，其锰Mn含量18％，碱度1.0，保存温度1480℃备用；将上述原料先后倒入摇包内，运转摇包15分钟，镇静10分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。
实施例2，取65％硅铁700公斤破碎加工成6mm的粒度，液态中锰渣4400公斤，其锰Mn含量19％，碱度1.2，保存温度1500℃备用；将上述原料先后倒入摇包内，运转摇包15分钟，镇静10分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。
实施例3，取结晶硅500公斤破碎加工成9mm的粒度，液态中锰渣4400公斤，其锰Mn含量20％，碱度1.2，保存温度1510℃备用；将上述原料先后倒入摇包内，运转摇包12分钟，镇静10分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。
权利要求
1.一种炉外法高硅锰硅生产工艺，其工艺步骤特征是第一步，备料，将硅铁粉破碎加工成0～10mm的粒度；取液态中锰渣，其锰Mn含量18～20％，碱度1.0～1.2，保存温度1480～1510℃备用；第二步，反应，将硅铁与液态中锰渣按重量百分比1∶6～9的比例先后注入摇包中，启动摇包9～17分钟，镇静9～12分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。
2.如权利要求1所述的一种炉外法高硅锰硅生产工艺，其特征在于所述的硅铁粉FeSi可以是75％硅铁FeSi或块状65％硅铁FeSi或结晶硅Si。
3.如权利要求1所述的一种炉外法高硅锰硅生产工艺，其特征在于当使用75％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶7.2～7.5，运转摇包的时间为14～17分钟；当使用65％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶6.2～6.4，运转摇包的时间为14～17分钟；当使用结晶硅和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶8.7～8.9，运转摇包的时间为10～14分钟。
4.如权利要求3所述的一种炉外法高硅锰硅生产工艺，其特征在于当使用75％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶7.33，运转摇包的时间为15分钟；当使用65％硅铁粉和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶6.28，运转摇包的时间为15分钟；当使用结晶硅和液态中锰渣反应时，两者加入的比例按重量百分比1∶8.80，运转摇包的时间为12分钟。
5.如权利要求1所述的一种炉外法高硅锰硅生产工艺，其特征在于反应前，硅铁粉以每袋20～30Kg装袋备用。
全文摘要
本发明涉及一种炉外法高硅锰硅生产工艺。第一步，备料，将硅铁粉破碎加工成0～10mm的粒度；取液态中锰渣，其锰Mn含量18～20％，碱度1.0～1.2，保存温度1480～1510℃备用；第二步，反应，将硅铁与液态中锰渣按重量百分比1∶6～9的比例先后注入摇包中，启动摇包9～17分钟，镇静9～12分钟后扒渣、浇铸、精整后入库。本发明具有比其它任何形式生产高硅锰硅成本低的特性，特别是能满足生产低碳锰铁所用高硅锰硅的要求。产品质量稳定，品级率高，操纵简单、方便、安全可靠。
文档编号C22C38/04GK1814843SQ20061003131
公开日2006年8月9日 申请日期2006年3月8日 优先权日2006年3月8日
发明者陈建武, 彭灵芝, 谭立宇, 李涛, 伍建, 张明鹏 申请人:湖南铁合金集团有限公司