[0001]
矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，本发明属于铁合金生产技术领域，具体涉及硅锰合金不同品种之间的转炼工艺。
背景技术：
[0002]
硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。锰硅合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。
[0003]
高硅硅锰，也叫低碳硅锰。作为名称上区别于普通硅锰，首先在于元素成分上与普通硅锰的区别：高硅硅锰一般含硅高(si>22％)，杂质fe、c、p等含量低(c<0.5％、p<0.15％)。
[0004]
普通硅锰合金的生产工艺：锰矿石、硅石、碳质还原剂(焦炭)等，在配料站按治炼工艺要求进行称量配料，混匀后，通过上料系统、布料系统及下料管加到电炉内，供电治炼。电炉为连续还原冶炼，定时间歇出铁出渣。出炉的铁水铸锭成形，经精整破碎加工后，产品散装或包装出厂，大量的炉渣需进行水淬处理。
[0005]
还原电炉是铁合金的主要治炼设备，主要原料是矿石和炭质还原剂。含硅、锰的矿石和炭质原料在电炉中靠电弧放电作用发生还原反应，加热熔炼物料及反应所需的能量为电能。原料入炉后，在电炉炉温高达摄氏2000多度的高温下，发生还原反应，得到产品。
[0006]
冶炼普通硅锰和高硅硅锰主体工艺大致相同，在正常冶炼过程中，采用常规的转炼工艺过渡期长、合金质量兑现率低、指标差。同时在冶炼过程中，随着炉温的升高，硅的还原率提升，炉渣碱度会成上升趋势，炉体及炉底温度大幅度上涨，炉眼冲刷侵蚀加剧，常常出现炉眼堵不住、炉体烧穿漏铁等事故，严重制约至矿热炉安全生产，同时对产量指标和质量均造成影响。
技术实现要素：
[0007]
本发明的目的在于：提供矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，以解决普通硅锰转炼高硅硅锰过渡期长、过渡产品多的问题。
[0008]
本发明采用的技术方案如下：
[0009]
矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，包括如下步骤：
[0010]
(1)配料；
[0011]
(2)转炼前准备：转炼前3天开始调整矿热炉炉况，深插电极，电极限位处于中下限位置，增加配碳量，提高矿热炉炉温，普通硅锰合金中的硅含量由17.5％提升至18.5％以上；
[0012]
(3)焦炭种类调整：转炼前1-2天按重量比配入48％-52％低磷焦进入矿热炉炉内循环，转炼前普硅合金磷含量的重量比降低38％-42％；
[0013]
(4)转炼前1天，降低锰矿原料料仓的储料量至40％以内、焦炭料仓储料量控制在
50％以内，保证高硅硅锰物料能同时入矿热炉，高硅硅锰物料投料前1.5-2.5小时开始降低矿热炉冶炼料面，将冶炼料面降到矿热炉炉壳以下200-300mm，矿热炉炉顶炉料仓普硅物料全部拉空；(5)转炼过渡期炉渣碱度为常规冶炼时碱度的1.1倍；
[0014]
(6)耗电量达到单炉耗电量70％-75％时打开炉眼出铁，出铁时间不低于40min；具体可根据矿热炉炉型大小进行微调，保证渣铁排放到位避免煮渣；
[0015]
(7)矿热炉外脱磷，矿热炉出铁过程中，当铁水包内渣铁液面达到1/3时，开始人工附加石灰粉或萤石粉，直至高硅硅锰合金中p成分达标后停止附加。
[0016]
本申请的技术方案中：转炼前的炉况调整，可以有效提升普通硅锰合金的硅成分，为转炼高硅硅锰创造条件；转炼前1-2天提前配加低磷焦，稀释炉内磷浓度，最大限度降低炉料磷含量，为合金磷成分快速达标奠定了基础；投入高硅硅锰料比前，将炉顶料仓拉空，同时适当降低炉内料面，有利于高硅硅锰炉料直接进入炉内进行冶炼，缩短转炼流程，加快了炉料进入冶炼环节；过渡期提高炉渣碱度可缓解增碳提硅过程中炉前出铁难度，缩短出铁时间，稳定生产组织并降低劳动轻度；增加换炉眼频次可提高炉内熔池活跃性，为合金还原创造良好的热力学和动力学条件；炉铁外护措施的跟进，为冶炼高硅提温提高了保障，保证了冶炼期间炉体的安全；缩短转炼过渡期至一天以内，合金质量兑现率提升20％以上，回收率升高2％左右，过渡产品少，各类消耗大幅度降低。
[0017]
优选的，步骤(1)中，配料包括锰矿配料和焦炭配料，锰矿配料，按重量份计，包括低磷低铁锰矿35-45份，低磷高碱度中品锰矿45-50份，自产渣10-15份，焦炭配料，按重量份计，粒度20-40mm的低磷焦55-60份，粒度10-30mm的化工焦40-45份。
[0018]
更为优选的，步骤(1)中，配料包括锰矿配料和焦炭配料，锰矿配料，按重量份计，包括低磷低铁锰矿40份，低磷高碱度中品锰矿43份，自产渣12份，焦炭配料，按重量份计，粒度30mm的低磷焦58份，粒度20mm的化工焦42份。
[0019]
优选的，低磷焦中磷含量0.01％以下。
[0020]
优选的，按重量份数计，配料还包括焦炭10-15份，硅石8-12份。
[0021]
更为优选的，配料为前100-150批的物料。
[0022]
优选的，步骤(2)中提高矿热炉炉温具体为矿热炉内铁水温度由1520℃-1550℃提高至1570℃以上。
[0023]
优选的，常规冶炼时碱度为0.6-0.7。
[0024]
优选的，步骤(7)中，石灰粉或萤石粉的附加量为每矿热炉80-100kg。
[0025]
优选的，步骤(2)中配碳量按配料的重量比增加1.8％-2.2％。
[0026]
优选的，骤(6)中勤换炉眼，按一班一换眼或一炉一换眼更换。
[0027]
本申请的技术方案中，高硅硅锰合金磷含量按照质量控制标准的70％-80％进行测算，首次配料时测算，有利于快速降低合金磷成分，待磷成分达标后逐步恢复正常配料。
[0028]
150批物料以后，不再增加焦炭和硅石；
[0029]
自产渣硅锰合金冶炼的副产品，也叫硅锰干渣。
[0030]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0031]
1、本发明中，正常生产过程中，普通硅锰转炼高硅硅锰需要3天左右的时间，过渡期长、不合格品多，影响整体效益，通过转炼工艺优化后，可实现1天内达产达标的目的，合金质量兑现率提升20％以上，有效解决转炼过渡期长导致的过渡产品多的问题；
[0032]
2、本工艺实施后实现硅锰合金两种品牌之间的快速转炼，缩短过渡期，大大降低了各类消耗，回收率在原有基础上提升2％、焦耗下降50kg/t；
[0033]
3、普通硅锰转炼高硅硅锰增碳提硅过程中炉眼排碳严重，存在炉眼难开、出铁不畅以及出铁时间长等问题，通过转炼前渣型的调整，提高渣铁流动性，很好底度过了转炼过渡期，炉前出铁顺畅，职工劳动强度大幅度下降；
[0034]
4、转炼前提升炉温，提高合金硅含量至18.5％以上，为快速转炼创造了良好的炉况条件；
[0035]
5、转炼前1-2天的普硅生产中，配入高价的低磷焦进入炉内循环，稀释炉内整体磷含量，为转炼后合金磷成分快速达标创造了条件，虽然配加高价低磷焦会造成普通硅锰成本有所上升，但相比与转炼过渡期长造成的成本损失是微不足道的；
[0036]
6、普通硅锰转炼高硅硅锰过程中，随着炉温的升高，炉体整体温度呈大幅升高趋势，制约高硅硅锰冶炼的安全生产，通过在转炼前架设炉体环形冷却风管，在炉体温度局部上升时进行针对性的强制冷却，实现了炉体温度的整体稳定，保证了矿热炉的安全稳定运行；
[0037]
7、高硅硅锰冶炼过程中由于渣型和炉内温度的变化，原有普硅用炮泥无法满足高硅冶炼堵眼需求，堵眼过程中存在堵不上或者跑眼等情况，通过对高硅硅锰冶炼炮泥配比进行研究和攻关，有效杜绝了炉眼堵不上不及跑眼问题；
[0038]
8、普通硅锰冶炼一般3天1换炉眼，转炼高硅硅锰后，由于炉底碳层增厚，换眼时间长会造成炉眼区域积碳，炉内熔池不活跃，合金质量有波动，调整换眼工艺后增加了熔池的活跃性，促进合金硅的还原，稳定合金质量。
具体实施方式
[0039]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0040]
实施例1
[0041]
矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，包括如下步骤：
[0042]
(1)配料；配料包括锰矿配料和焦炭配料，锰矿配料，按重量份计，包括低磷低铁锰矿35份，低磷高碱度中品锰矿45份，自产渣10份，焦炭配料，按重量份计，粒度20mm的低磷焦60份，粒度10mm的化工焦45份，按重量份数计，配料还包括焦炭10份，硅石8份，上述配料为前100批的物料，100批物料以后，不再增加焦炭和硅石；
[0043]
(2)转炼前3天开始调整矿热炉炉况，深插电极，电极限位处于中下限位置，增加配碳量，提高矿热炉炉温，普通硅锰合金中的硅含量由17.5％提升至18.5％以上，步骤(2)中提高矿热炉炉温具体为矿热炉内铁水温度由1520℃-1550℃提高至1570℃以上，配碳量按配料的重量比增加1.8％；
[0044]
(3)转炼前1-2天按重量比配入48％低磷焦进入矿热炉炉内循环，转炼前普硅合金磷含量的重量比降低42％；
[0045]
(4)转炼前1天，降低锰矿原料料仓的储料量至40％以内、焦炭料仓储料量控制在50％以内，保证高硅硅锰物料能同时入矿热炉，高硅硅锰物料投料前1.5-2.5小时开始降低
矿热炉冶炼料面，将冶炼料面降到矿热炉炉壳以下200mm，矿热炉炉顶炉料仓普硅物料全部拉空；
[0046]
(5)转炼过渡期炉渣碱度为常规冶炼时碱度的1.1倍，常规冶炼时碱度为0.6-0.7；
[0047]
(6)耗电量达到单炉耗电量70％时打开炉眼出铁，出铁时间不低于40min，勤换炉眼，按一班一换眼或一炉一换眼更换；
[0048]
(7)矿热炉外脱磷，矿热炉出铁过程中，当铁水包内渣铁液面达到1/3时，开始人工附加石灰粉或萤石粉，直至高硅硅锰合金中p成分达标后停止附加，石灰粉或萤石粉的附加量为每矿热炉80kg。
[0049]
本实施例中，转炼过渡期由之前的三天缩短到一天，炉前合金质量合格率由75％提升至95％以上，炉眼深度由400-500mm提高到800mm以上，实现了炉眼堵深堵实，跑眼故障由2次降低到零故障；平均日产由90t左右提升至95t，冶炼电耗由5900kwh/t降低至5600kwh/t，在快速转炼的基础上，实现了合金质量和经济技术指标的提升。
[0050]
实施例2
[0051]
矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，包括如下步骤：
[0052]
(1)配料；配料包括锰矿配料和焦炭配料，锰矿配料，按重量份计，包括低磷低铁锰矿40份，低磷高碱度中品锰矿43份，自产渣12份，焦炭配料，按重量份计，粒度30mm的低磷焦58份，粒度20mm的化工焦42份，按重量份数计，配料还包括焦炭12份，硅石10份，上述配料为前120批的物料，120批物料以后，不再增加焦炭和硅石；
[0053]
(2)转炼前3天开始调整矿热炉炉况，深插电极，电极限位处于中下限位置，增加配碳量，提高矿热炉炉温，普通硅锰合金中的硅含量由17.5％提升至18.5％以上，步骤(2)中提高矿热炉炉温具体为矿热炉内铁水温度由1520℃-1550℃提高至1570℃以上，配碳量按配料的重量比增加2.0％；
[0054]
(3)转炼前1-2天按重量比配入50％低磷焦进入矿热炉炉内循环，转炼前普硅合金磷含量的重量比降低40％；
[0055]
(4)转炼前1天，降低锰矿原料料仓的储料量至40％以内、焦炭料仓储料量控制在50％以内，保证高硅硅锰物料能同时入矿热炉，高硅硅锰物料投料前1.5-2.5小时开始降低矿热炉冶炼料面，将冶炼料面降到矿热炉炉壳以下250mm，矿热炉炉顶炉料仓普硅物料全部拉空；
[0056]
(5)转炼过渡期炉渣碱度为常规冶炼时碱度的1.1倍，常规冶炼时碱度为0.6-0.7；
[0057]
(6)耗电量达到单炉耗电量72％时打开炉眼出铁，出铁时间不低于40min，勤换炉眼，按一班一换眼或一炉一换眼更换；
[0058]
(7)矿热炉外脱磷，矿热炉出铁过程中，当铁水包内渣铁液面达到1/3时，开始人工附加石灰粉或萤石粉，直至高硅硅锰合金中p成分达标后停止附加，石灰粉或萤石粉的附加量为每矿热炉90kg。
[0059]
本实施例中，转炼过渡期由之前的三天缩短到一天，炉前合金质量合格率由75％提升至92％以上，炉眼深度由400-500mm提高到850mm以上，实现了炉眼堵深堵实，跑眼故障由2次降低到零故障；平均日产由90t左右提升至97t，冶炼电耗由5900kwh/t降低至5700kwh/t，在快速转炼的基础上，实现了合金质量和经济技术指标的提升。
[0060]
实施例3
[0061]
矿热炉冶炼普通硅锰合金快速转炼高硅硅锰合金的工艺，包括如下步骤：
[0062]
(1)配料；配料包括锰矿配料和焦炭配料，锰矿配料，按重量份计，包括低磷低铁锰矿45份，低磷高碱度中品锰矿50份，自产渣15份，焦炭配料，按重量份计，粒度40mm的低磷焦55份，粒度30mm的化工焦40份，按重量份数计，配料还包括焦炭15份，硅石12份，上述配料为前150批的物料，150批物料以后，不再增加焦炭和硅石；
[0063]
(2)转炼前3天开始调整矿热炉炉况，深插电极，电极限位处于中下限位置，增加配碳量，提高矿热炉炉温，普通硅锰合金中的硅含量由17.5％提升至18.5％以上，步骤(2)中提高矿热炉炉温具体为矿热炉内铁水温度由1520℃-1550℃提高至1570℃以上，配碳量按配料的重量比增加2.2％；
[0064]
(3)转炼前1-2天按重量比配入52％低磷焦进入矿热炉炉内循环，转炼前普硅合金磷含量的重量比降低38％；
[0065]
(4)转炼前1天，降低锰矿原料料仓的储料量至40％以内、焦炭料仓储料量控制在50％以内，保证高硅硅锰物料能同时入矿热炉，高硅硅锰物料投料前1.5-2.5小时开始降低矿热炉冶炼料面，将冶炼料面降到矿热炉炉壳以下300mm，矿热炉炉顶炉料仓普硅物料全部拉空；
[0066]
(5)转炼过渡期炉渣碱度为常规冶炼时碱度的1.1倍，常规冶炼时碱度为0.6-0.7；
[0067]
(6)耗电量达到单炉耗电量75％时打开炉眼出铁，出铁时间不低于40min，勤换炉眼，按一班一换眼或一炉一换眼更换；
[0068]
(7)矿热炉外脱磷，矿热炉出铁过程中，当铁水包内渣铁液面达到1/3时，开始人工附加石灰粉或萤石粉，直至高硅硅锰合金中p成分达标后停止附加，石灰粉或萤石粉的附加量为每矿热炉100kg。
[0069]
本实施例中，转炼过渡期由之前的三天缩短到一天半，炉前合金质量合格率由75％提升至90％以上，炉眼深度由400-500mm提高到1000mm以上，实现了炉眼堵深堵实，跑眼故障由2次降低到零故障；平均日产由90t左右提升至100t，冶炼电耗由5900kwh/t降低至5650kwh/t，在快速转炼的基础上，实现了合金质量和经济技术指标的提升。
[0070]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。