专利名称：制备高碳锰铁的方法
技术领域：
本发明涉及锰系合金生产领域，具体地，涉及一种制备高碳锰铁的方法。
背景技术：
电炉冶炼高碳锰铁主要用作炼钢中的脱氧剂、脱硫剂和合金添加剂。在高碳锰铁的生产中，由于天然富矿日益减少，大量贫矿被采用。矿石经细磨、选矿后，粒度较小，如果直接将这些小粒度矿石应用于生产中，炉料的透气性较差，从而降低产品的产量和质量，导致各项经济指标下滑。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种制备高碳锰铁的方法，所述方法根据本发明的一个方面，提供了一种制备高碳锰铁的方法。所述制备高碳锰铁的方法包括以下步骤a)将混合矿加入电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400 1600摄氏度下将所述混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，其中，按重量百分比，所述高碳锰铁包含75. 5%的锰、 14. 71%的铁、2%的硅、0. 25%的磷、7%的碳和0. 03%的硫。根据本发明的实施例，通过控制原料的粒度，可以改善炉料的透气性，能够改善炉况，有效地提高热能利用率，从而降低电耗。另外，根据本发明上述实施例的制备锰硅合金的方法还可以具有如下附加的技术特征根据本发明的一个实施例，所述混合矿由110重量份的复合球团、240重量份的磁选富锰矿、90重量份的南非矿、100重量份的原生矿和130重量份的南非高铁矿组成。根据本发明的一个实施例，所述复合球团的粒度为50 70mm，所述磁选富锰矿的粒度为70 80mm，所述南非矿的粒度为10 50mm，所述原生矿的粒度为70 80mm，以及所述南非高铁矿的粒度为50 80mm。通过控制原料的粒度，可以改善炉料的透气性，能够改善炉况，有效地提高热能利用率，从而降低电耗。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述复合球团包含25. 65 %的锰、 2. 16%的铁、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化钙和1. 83%的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含33. 2%的锰、 2. 58%的铁、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化钙和2. 86%的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述南非矿包含37. 52%的锰、6. 52% 的铁、0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化钙和2. 51%的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述原生矿包含25. 63%的锰、2%的铁、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和6. 41%的氧化镁。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述南非高铁矿包含42. 12%的锰、13. 5%的铁和0. 142%的磷。根据本发明的一个实施例，按重量百分比，所述焦炭包含78 82%的固定碳和 15 20%的灰分；所述焦炭的粒度为5 20mm ；且所述焦炭的用量为所述混合矿的重量的 17 20%。由此，能够使上述矿石中的氧化物充分反应。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明实施例的制备高碳锰铁的方法的流程图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。下面参考图1描述上述制备高碳锰铁的方法。参考图1，根据本发明的实施例，制备高碳锰铁的方法包括以下步骤。首先，如图1所示，将混合矿加入电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在 1400 1600摄氏度下将所述混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。根据本发明的实施例，所述混合矿由110重量份的复合球团、240重量份的磁选富锰矿、90重量份的南非矿、100重量份的原生矿和130重量份的南非高铁矿组成。根据本发明的实施例，所述复合球团的粒度为50 70mm，所述磁选富锰矿的粒度为70 80mm，所述南非矿的粒度为10 50mm，所述原生矿的粒度为70 80mm，以及所述南非高铁矿的粒度为50 80mm。通过控制原料的粒度，可以改善炉料的透气性，能够改善炉况，有效地提高热能利用率，从而降低电耗。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述复合球团包含25. 65%的锰、2. 16%的铁、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化钙和1. 83%的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含33. 2%的锰、2. 58%的铁、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化钙和2. 86%的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述南非矿包含37. 52%的锰、6. 52%的铁、 0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化钙和2. 51 %的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述原生矿包含25. 63%的锰、2%的铁、 0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和6. 41%的氧化镁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述南非高铁矿包含42. 12%的锰、13. 5% 的铁和0. 142%的磷。在电炉中，以焦炭为还原剂，在高温电热状态(1400 1600摄氏度)下还原上述矿石中的锰的氧化物和铁的氧化物，并按一定比例形成高碳锰铁。在电炉中，主要还原反应的化学方程式为MnOx+xC = Mn+xCO 个
FeyOz+zC = yFe+zCO 个其中，χ为1或2，y为1或2，ζ为1或3。也就是说，在上述矿石中，锰的氧化物为一氧化锰MnO和/或二氧化锰MnO2,铁的氧化物为FeO和/或F%03。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述焦炭包含78 82%的固定碳和15 20%的灰分，且所述焦炭的粒度为5 20mm。根据本发明的实施例，焦炭的用量为所述混合矿的重量的17 20%。由此，能够使上述矿石中的氧化物充分反应。根据本发明的实施例，电炉的类型不受特别限制，只要能够保证上述还原反应顺利进行即可。根据本发明的一个具体示例，电炉为12500KVA矿热电炉。在电炉中，采用从贵州变压器厂商购的4200KVA单相变压器，一次侧电压为35KV，二次侧电压为134 170V， 电极直径为1050mm，极心圆直径为^OOmm，炉膛直径为6000mm，炉膛深度为MOOmm。在电炉冶炼之后，如图1所示，对所述含有高碳锰铁的熔浆进行分离，以得到高碳锰铁。根据本发明的实施例，按重量百分比，所述高碳锰铁包含75. 5%的锰、14. 71%的铁、2 %的硅、0. 25 %的磷、7 %的碳和0. 03 %的硫。根据国家标准，按重量百分比，牌号为 FeMn75C7. 5的高碳锰铁包含75 82 %的锰、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，采用本发明实施例的方法制备的高碳锰铁满足国家标准中对于牌号为i^eMr^SCS的高碳锰铁的品级率要求。具体地，根据本发明的一个实施例，将上述含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成铸锭。根据本发明的实施例，通过控制原料的粒度，可以改善炉料的透气性，能够改善炉况，有效地提高热能利用率，从而降低电耗。下面结合实施例对本发明进行详细描述。实施例1将IlOkg粒度为50mm的复合球团、240kg粒度为70mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 IOmm的南非矿、IOOkg粒度为70mm的原生矿和130kg粒度为50mm的南非高铁矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入114kg焦炭，在1500摄氏度下将混合矿进行冶炼， 以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁Al。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所示。
入炉品位是指入炉矿石中锰元素的重量百分比，即，入炉品位=(入炉矿石中锰元素的总重量/入炉矿石的总重量)X 100%其中，入炉矿石由混合矿由复合球团、磁选富锰矿、南非矿、原生矿和南非高铁矿组成。实施例2将IlOkg粒度为70mm的复合球团、240kg粒度为80mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 50mm的南非矿、IOOkg粒度为80mm的原生矿和130kg粒度为80mm的南非高铁矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入134kg焦炭，在1400摄氏度下将混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁A2。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所
实施例3将IlOkg粒度为60mm的复合球团、240kg粒度为75mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 30mm的南非矿、IOOkg粒度为75mm的原生矿和130kg粒度为60mm的南非高铁矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入IMkg焦炭，在1450摄氏度下将混合矿进行冶炼， 以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁A3。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所
7J\ ο实施例4将IlOkg粒度为65mm的复合球团、240kg粒度为75mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 40mm的南非矿、IOOkg粒度为75mm的原生矿和130kg粒度为75mm的南非高铁矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入U6kg焦炭，在1450摄氏度下将混合矿进行冶炼， 以得到含有高碳锰铁的熔浆。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁A4。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所
7J\ ο对比例1将IlOkg粒度为50mm的复合球团、240kg粒度为70mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 IOmm的南非矿、IOOkg粒度为70mm的原生矿和40kg粒度为5mm的高铁锰矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入105kg焦炭，在1500摄氏度下将混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。在冶炼过程中，喷火和刺火现象频繁出现。炉况不稳定。连续生产，每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁Bi。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所示。对比例2将IlOkg粒度为50mm的复合球团、240kg粒度为70mm的磁选富锰矿、90kg粒度为 IOmm的南非矿、IOOkg粒度为70mm的原生矿和40kg粒度为6mm的铁矿分别加入料仓中，通过料仓下的皮带输送到12500KVA矿热电炉的顶部，然后通过电炉顶部的加料口加入电炉中，以形成混合矿。接下来，加入105kg焦炭，在1500摄氏度下将混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆。在冶炼过程中，喷火和刺火现象频繁出现。炉况不稳定。连续生产， 每4小时出炉一次。出炉后，将含有高碳锰铁的熔浆倒入模具中进行铸造，以形成高碳锰铁 B2。测量其入炉品位、产量、电耗，其结果如表1所示。表 权利要求
1.一种制备高碳锰铁的方法，其特征在于，包括以下步骤a)将混合矿加入电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400 1600摄氏度下将所述混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，其中，按重量百分比，所述高碳锰铁包含75. 5%的锰、14. 71%的铁、2%的硅、0. 25%的磷、7%的碳和0. 03%的硫。
2.根据权利要求1所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，所述混合矿由110重量份的复合球团、240重量份的磁选富锰矿、90重量份的南非矿、100重量份的原生矿和130重量份的南非高铁矿组成。
3.根据权利要求2所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，所述复合球团的粒度为 50 70mm，所述磁选富锰矿的粒度为70 80mm，所述南非矿的粒度为10 50mm，所述原生矿的粒度为70 80mm，以及所述南非高铁矿的粒度为50 80mm。
4.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述复合球团包含25. 65%的锰、2. 16%的铁、0. 064%的磷、12. 44%的二氧化硅、9.的氧化钙和1.83%的氧化镁。
5.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述磁选富锰矿包含33. 2%的锰、2. 58%的铁、0. 067%的磷、15. 94%的二氧化硅、16. 7%的氧化钙和2. 86%的氧化镁。
6.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述南非矿包含37. 52%的锰、6. 52%的铁、0. 031%的磷、14. 5%的二氧化硅、18. 87%的氧化钙和2. 51%的氧化镁。
7.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述原生矿包含25. 63%的锰、2%的铁、0. 094%的磷、7. 8%的二氧化硅、4. 72%的氧化钙和 641%的氧化镁。
8.根据权利要求2或3所述的制备高碳锰铁的方法，其特征在于，按重量百分比，所述南非高铁矿包含42. 12%的锰、13. 5%的铁和0. 142%的磷。
9.根据权利要求1所述的制备高碳锰铁的方法，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；所述焦炭的粒度为5 20mm ；且所述焦炭的用量为所述混合矿的重量的17 20%。
全文摘要
本发明公开了一种制备高碳锰铁的方法。所述制备高碳锰铁的方法包括以下步骤a)将混合矿加入电炉中，然后将焦炭加入所述电炉中，且在1400～1600摄氏度下将所述混合矿进行冶炼，以得到含有高碳锰铁的熔浆；以及b)从所述含有高碳锰铁的熔浆分离所述高碳锰铁，其中，按重量百分比，所述高碳锰铁包含75.5％的锰、14.71％的铁、2％的硅、0.25％的磷、7％的碳和0.03％的硫。根据本发明的实施例，通过控制原料的粒度，可以改善炉料的透气性，能够改善炉况，有效地提高热能利用率，从而降低电耗。
文档编号C22B5/10GK102373333SQ20111029338
公开日2012年3月14日 申请日期2011年9月29日 优先权日2011年9月29日
发明者孙仲春, 孙广元, 李传云, 田晋偳, 蔡德鸿, 赵辉然, 马文清 申请人:云南文山斗南锰业股份有限公司