妥建德，付光軍，王先武

( 酒鋼集團(tuán)宏興股份有限責(zé)任公司鋼鐵研究院，甘肅嘉峪關(guān)735100)

摘要: 根據(jù)礦熱爐冶煉硅錳合金的生產(chǎn)實(shí)踐，研究入爐錳品位、爐渣成分變化對(duì)產(chǎn)量、回收率、電耗等指標(biāo)的影響規(guī)律，提出硅錳合金冶煉的適宜入爐品位，爐渣堿度、Al2O3控制范圍。

關(guān)鍵詞: 硅錳冶煉; 品位; 爐渣成分; 指標(biāo)

1 引言

礦熱爐冶煉硅錳合金生產(chǎn)中，錳礦品位是影響冶煉指標(biāo)的主要因素，對(duì)單位產(chǎn)品的電耗和錳的回收率有較大影響，一般要求入爐礦混合品位在30%以上^［1］。爐渣堿度和Al₂O₃含量對(duì)錳的回收和電耗等指標(biāo)都有明顯的影響。為促使SiO2 充分還原，爐渣堿度應(yīng)越低越好，但堿度小于0． 5 時(shí)，爐渣黏度大，導(dǎo)電性差，反而影響SiO₂ 的還原^［2］。爐渣中適量的Al₂O₃有利于提高M(jìn)n 元素的回收率^［3］。為確定我公司硅錳合金生產(chǎn)中品位、爐渣成分對(duì)指標(biāo)的影響規(guī)律，優(yōu)化技術(shù)參數(shù)技術(shù)，根據(jù)25 MVA 礦熱爐硅錳合金冶煉生產(chǎn)數(shù)據(jù)，分析總結(jié)了礦熱爐入爐錳品位、爐渣堿度、Al₂O₃含量對(duì)產(chǎn)量、回收率、電耗的影響規(guī)律，提出適宜的控制范圍。

2 入爐品位對(duì)指標(biāo)的影響

選取2017 年3 月－4 月份硅錳礦熱爐品位、爐渣堿度相對(duì)穩(wěn)定的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

入爐品位與產(chǎn)量、電耗、回收率的關(guān)系見(jiàn)表1、圖1、圖2、圖3。

⑴由圖1 可以看出，隨著入爐品位的上升，日產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)。

⑵ 由圖2 可以看出，隨著入爐品位的上升，冶煉電耗呈明顯下降趨勢(shì)。

⑶由圖3 可以看出，隨著入爐品位的上升，回收率呈下降趨勢(shì)，但下降幅度不太明顯。

⑷結(jié)合表1 數(shù)據(jù)，分析入爐品位對(duì)電耗、回收率的影響如下。

①入爐品位由29．3%上升至30．2%，上升幅度1%，日產(chǎn)量上升5．2 t /d，上升幅度4．3%; 冶煉電耗下降238 kWh /t，下降幅度5．5%; 回收率由87%下降至85%。

②入爐品位由30．2%上升至31．4%時(shí)，上升幅度1．2%，日產(chǎn)量上升2．2 t /d，上升幅度1．8%; 冶煉電耗由4 077 kWh /t 下降到3 868 kWh /t，下降了209 kWh /t，下降幅度5%，相當(dāng)于每1%的入爐品位變化影響電耗變化174 kWh /t。

3 爐渣堿度對(duì)指標(biāo)的影響

相同入爐品位下?tīng)t渣堿度變化與回收率、電耗關(guān)系見(jiàn)表2，圖4。

3．1 爐渣堿度對(duì)回收率的影響

結(jié)合表2 數(shù)據(jù)和圖4 趨勢(shì)來(lái)看，爐渣堿度低于0．73 倍時(shí)，隨著堿度的上升，回收率上升趨勢(shì)十分明顯。爐渣堿度平均由0．53 上升至0．65倍時(shí)，回收率由72%上升至83%，上升了11%; 由0． 65 上升至0．73倍時(shí)，回收率由83%上升至87%，上升了4%。

這是由于較低的爐渣堿度有利于SiO₂還原。但堿度小于0．5 時(shí)，爐渣黏度大，導(dǎo)電性差，反應(yīng)速度下降，反而影響SiO₂的還原，合金中硅低碳高，爐渣跑錳損失增大。爐渣堿度高于0．73 倍，隨著堿度的上升，回收率上升趨于緩慢。這是因?yàn)閴A度上升到一定程度后，成渣溫度降低，硅酸鈣數(shù)量增加，不利于SiO₂的還原; 此外，堿度過(guò)高，渣液過(guò)稀，出爐時(shí)帶走生料多，回收率下降^［4］。

3．2 爐渣堿度對(duì)冶煉電耗的影響

從圖5 趨勢(shì)來(lái)看，隨著爐渣堿度的上升，冶煉電耗呈先降后升的波動(dòng)變化。隨著堿度的上升，爐渣堿度在0．73 倍以下，電耗下降趨勢(shì)較為明顯; 爐渣堿度高于0．73 倍，電耗呈波動(dòng)狀態(tài)，趨勢(shì)不再明顯。

結(jié)合表2 的平均數(shù)據(jù)，電耗隨堿度的上升呈下降趨勢(shì): 平均堿度由0．61 上升至0．74 倍時(shí)，平均電耗由4 084 kWh /t 下降至4 032 kWh /t，下降了52 kWh /t; 由0．74 倍上升至0．82 倍時(shí)，平均電耗由4 032 kWh /t 下降至4 012 kWh /t，下降了20 kWh /t，下降幅度明顯趨緩。

3．3 爐渣Al₂O₃含量對(duì)SiO₂還原的影響

選取入爐品位30% ～ 30． 6%、爐渣堿度0． 68 ～0．83的生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，爐渣Al₂O₃變化與SiO₂、Mn 含量的關(guān)系見(jiàn)表3、圖6。

由表3、圖6 可見(jiàn)，隨著爐渣中Al₂O₃含量的下降，SiO₂、Mn 含量呈明顯的上升趨勢(shì)。當(dāng)爐渣中Al₂O₃低于15%后，爐渣中SiO₂含量及Mn 含量上升幅度明顯加大。這是因?yàn)闋t渣中Al₂O₃ 含量增加，可以提高爐渣熔點(diǎn)，從而提高爐渣溫度，改善SiO₂和MnO 活度，有利于Si、Mn 的還原，可降低渣中SiO₂、MnO 含量^［5］，同時(shí)提高了爐渣堿度，進(jìn)一步促進(jìn)爐渣流動(dòng)性改善。

4 結(jié)語(yǔ)

⑴隨著入爐品位的上升，產(chǎn)量增加，電耗降低。入爐品位高于30%時(shí)，入爐品位對(duì)產(chǎn)量、電耗影響幅度較小; 入爐品位由30%下降到29%左右時(shí)，品位下降1 個(gè)百分點(diǎn)，產(chǎn)量下降約4．3%，電耗上升約5．5%，因此實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)嚴(yán)格控制入爐品位不低于30%。

⑵綜合考慮爐渣堿度變化與回收率、電耗的變化趨勢(shì)，爐渣堿度在0．7 ～ 0．8 倍之間，回收率、電耗指標(biāo)最優(yōu)。

⑶為保證足夠的爐渣溫度和Si、Mn 的還原率，應(yīng)控制爐渣Al2O3含量在15%以上，回收率、電耗及產(chǎn)量可取得較優(yōu)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn):

［1］ 趙乃成，張啟軒．鐵合金生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2006: 85．

［2］ 崔金鵬． 降低錳硅合金爐渣含錳量的探討［J］．鐵合金，1999( 03) : 8-12．

［3］ 張素超，朱子宗． 硅錳合金生產(chǎn)節(jié)能研究［J］．過(guò)程工程學(xué)報(bào)，2009( 06) : 453-457．

［4］ 朱志偉，王健，李力． 硅錳合金生產(chǎn)中適宜爐渣堿度的選擇［J］．鐵合金，1987( 01) : 15-17．

［5］ 趙乃成，張啟軒．鐵合金生產(chǎn)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2006: 90．