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回轉窯預還原+電爐法生產錳鐵新工藝設備

一、錳鐵主要用途

□□錳在國民經濟中具有十分重要的戰略地位，其中鋼鐵工業用錳量占90-95%，主要作為煉鐵和煉鋼過程中的脫氧劑和脫硫劑，以及用來制造合金。其余部分的錳用于其他工業領域，如化學工業、輕工業、建材工業等。

二、電爐法冶煉高碳錳鐵的方法

□□電爐法冶煉高碳錳鐵有四種方法。

1、無熔劑法：

□□對于含氧化錳較高的富錳礦，可以用無熔劑法冶煉錳鐵、冶煉時爐料中不配加石灰，設備和操作類似硅鐵，并且是在還原劑不足的條件下采用酸性渣操作，爐膛溫度比熔劑法低約1320-1400 ℃，用這種方法生產既要獲得合格的高碳錳鐵，又要得到含錳大于35%、供冶煉錳合金用的低磷、低鐵富錳渣。此時錳的分配如下：入合金率為58%-60%,入渣率為30%-32%，揮發10%。顯然，用無熔劑法冶煉高碳錳鐵必須使用含錳高的富錳礦，并且要求礦中有頗低的磷含量。該法雖然錳的回收率低，但用富錳渣冶煉錳合金時還可以回收絕大部分的錳，其錳的總回收率比熔劑發高。無溶劑法冶煉高碳錳鐵的過程是連續的，爐料隨著熔化過程不斷加入爐內，料批可由300kg錳礦、60-70kg焦炭、15-20kg鋼屑組成。無溶劑冶煉時，產品單位電耗很低，并且容易生產出低硅的高碳錳鐵，這是因為大部分硅富集到渣中。

2、溶劑法：

□□溶劑法是冶煉高碳錳鐵普遍采用的一種方法。爐料組成中除錳礦、焦炭外，還有石灰、冶煉時采用高堿度渣操作堿度，B=1.3-1.4,使用足夠的還原劑，已盡量降低廢渣中錳含量，提高錳的回收率。這種方法用于以貧、富錳礦搭配冶煉高碳錳鐵。

3、少溶劑法：

□□這種方法是采用介于溶劑法和無溶劑法之間的所謂“弱酸性渣法”進行操作。該法是往爐料中配加適量的石灰或石灰石，把爐渣堿度m（CaO）/m（SiO₂）或m（CaO+MgO）/m（SiO₂）的比值控制在0.6-0.8之間，借以既能提高錳的回收率，又能獲得含錳25%-30%和適量含CaO的爐渣，把該渣配入冶煉硅錳合金的爐料中，即可節約石灰，又能減少因石灰潮解而增加的爐料粉塵量，從而改善爐料的透氣性。國外電爐冶煉高碳錳鐵多采用無溶劑法和少熔劑法的酸性法。我國20世紀50年代也曾采用過無熔劑法冶煉，用含錳46%-47%的富錳礦生產出含錳76%80%碳錳鐵，并同時獲得含錳35%-40%富錳渣。

□□冶煉中、低碳錳鐵，礦石含錳量36％-40％，錳鐵比6-8.5，磷錳比0.002-0.0036；冶煉碳素錳鐵，礦石含錳量33％-40％，錳鐵比3.8-7.8，磷錳比0.002-0.005；冶煉錳硅合金，礦石含錳量29％-35％，錳鐵比3.3-7.5，磷錳比0.0016-0.0048；高爐錳鐵，礦石含錳量30％，錳鐵比2-7，磷錳比0.005。

4、回轉窯預還原（球團）+電爐生產錳鐵新工藝方法：

□□爐料預熱和預還原+電爐。日本某廠一臺40000KVA封閉式錳鐵電爐生產高碳錳鐵時，將爐料通過一臺直徑3.5m,長75m的回轉窯將氧化鐵和石灰石干燥脫除結晶水，進行預熱及預還原，預還原的錳礦出回轉窯時爐料溫度達800℃時直接入電爐。也就是人們經常說的”紅裝熱送”，回轉窯熱源來自封閉電爐煤氣。采用此法后電爐生產效率大大提高，電耗由電爐的3500kWh/t降低到回轉窯預還原+電爐的2000kWh/t。

□□此方法適用于粉礦物料和塊礦物料，其生產成本相近。

□□適用于粉礦物料時，其工藝增加造球團部分工序，一次投資增加，但原料價格低（進口原礦）。

□□適用于塊礦物料時，其工藝略為簡單，但塊礦物料價格較高。

□□以上兩種方法應根據礦物料實際情而定。
此回轉窯預還原球團+電爐法是目前降低生產成本的最好方法。

三、朝陽重型建材機械制造有限公司主要工藝流程簡述

1、原料儲存、配料、粉磨、混合：

□□配料錳鐵礦粉、還原劑、石灰粉、粘結劑全部入庫。

□□錳鐵礦石經破碎后同還原劑按比例送入球磨機進行粉磨，粉磨后的混合料按比例與石灰石粉、粘結劑計量后經皮帶機送入到強力混料機中混合，使物料含一定的水份，以便下一工序的造球作業。

2、成球及預熱

□□經過混合的物料進入造球機制成一定強度和粒徑的生球。合格的料球經皮帶機均布于烘干預熱機上，與回轉窯窯尾750-800℃左右的熱煙氣接觸充分干燥和預熱。合格物料直接進入回轉窯進行煅燒。

3、錳鐵礦煅燒、熱裝入爐及窯尾廢氣處理

□□預熱后的球團被連續加入到回轉窯內，在還原氣氛下進行焙燒，還原焙燒使球團中的鐵、錳氧化物與碳反應生成碳化物。焙燒后球團有一層堅硬的外皮，球的強度較高，形成具有一定強度和理化性能的成品球團。回轉窯出來的球團進入緩沖倉經稱重倉計量后與焦炭按比例直接熱裝加入電爐冶煉。

本項目實施后的指標如下：

1、           冶煉電耗降低43%，由電爐法的3500kwh/t降低至回轉窯（球團）+電爐法的2000kwh/t。兩種方案相差1500kwh/t。

2、           原料選擇范圍廣，用錳鐵塊礦，也可用錳鐵粉礦。根據礦源價格選擇物料及工藝方法。

3、           總之，此回轉窯預還原（球團）+電爐法是目前最佳的工藝方案。

4、           建議上項目選用粉狀錳鐵礦，因粉狀錳鐵礦價格低。且如果塊錳鐵礦價格低于粉錳鐵時，可通過粉磨后達到粉狀錳鐵礦，此工藝選擇礦源范圍廣，所以無論是在國內還是國外，建議用回轉窯預還原球團+電爐法。這是目前最佳的工藝方案。

四、朝陽重型建材法錳鐵生產線優點

□□回轉窯預還原（球團）+電爐法工藝生產線有如下優點：

1、           設備工藝簡單，維修方便；

2、           一次投資略高電爐法，但見效快；

3、           能耗少，降低生產成本；

4、           物料使用范圍廣。塊礦及粉礦任意選擇；

5、           生產成本低，投資回收期短；

6、           環保效果好，采用專用低壓長袋脈沖收塵器。

7、           由其是在嚴重缺電的國家首選此工藝。

五、回轉窯預還原（球團）+電爐生產線與電爐生產線同產量性能指標對比一覽表