[科普中国]-摇包法

简介

高硅锰硅合金是生产低碳锰铁的一种原料, 高硅锰硅合金的质量好坏直接决定低碳锰铁的质量。传统的高硅锰硅合金是在电炉中生产, 即利用提高产品中硅元素含量来控制碳元素含量, 硅一般都必须控制在22%以上。生产过程中, 炉况波动较大, 产品质量不稳定, 品级率低。而利用摇包工艺生产高硅锰硅合金, 虽然开发难度大, 但它潜在的经济效益与社会效益非常显著, 与传统生产方法相比, 不论是生产成本, 还是产品质量都有明显的优势1。

原理中锰渣摇包生产高硅锰硅合金, 主要是利用硅铁中Si的与液态锰渣中的MnO在摇包中发生氧化还原反应生成Mn与SiO2, 反应式为：Si+2MnO=2Mn+SiO2+Q

该反应为剧烈的放热反应, 不需加热, 反应放出的热量能够保证硅铁熔化并维持反应系统内的温度。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, 因此高硅锰硅合金中的碳、磷都非常低且稳定。

工艺特征1.不需要炉内冶炼过程, 充分利用了废渣的热量及硅铁与渣中MnO反应放出的热量, 节省电能。

2.无废水、废气产生, 不污染环境。

3.进口锰矿中元素回收率由提高到以上, 减少进口锰矿的使用量。

4.生产出来的高硅锰硅合金杂质C、P含量极低, 是传统方法生产高硅锰硅合金无法达到的, 能直接生产出高牌号的低碳锰铁, 而且生产低碳锰铁过程中不须要加人价格昂贵的电解金属锰。

5.产品高硅锰硅合金质量稳定, 品级率高。

6.产品成本低。

7.操作简单、方便、安全可靠2。

操作分析摇包法生产主要是利用摇包内的放热反应, 在不添加外来热源而只提供动力学条件的情况下, 生产铁合金产品的一种工艺。从技术上看, 由于硅铁熔化需要吸收大量热量, 以及摇包过程本身是一个散热过程, 反应放热如果太少, 则反应不能顺利进行。

反之, 如果反应放热太多, 将导致摇包内渣液温度过高, 超过摇包内衬的负荷软化温度, 内衬将被冲刷进入渣中, 造成摇包穿包。

所以, 是否能够控制摇包内温度成为能否正常生产的关键。另外, 摇动结束后终渣碱度至关重要, 因为终渣碱度决定终渣粘度, 粘度过大, 反应后的高硅锰硅合金无法沉淀下来, 将混人渣中, 导致产量低, 严重时无铁产生。在实际操作中,中锰渣的成分控制直接决定摇包的效果。因为中锰渣中锰含量高低决定单位渣液中放热量多少, 也就决定了摇包内的温度, 中锰渣的碱度也可以直接决定终渣的碱度。所以, 摇包法生产高硅锰硅合金效果的好坏, 关键在于中锰渣成分的控制1。

总结1.中锰渣摇包法生产高硅锰硅合金是一项操作上可行的新工艺, 它具有传统工艺无法比拟的优越性, 将成为高硅锰硅合金生产的发展方向。

2.中锰渣摇包法生产高硅锰硅合金工艺的关健在于对中锰渣成分的控制2。