妥建德，付光军，王先武

( 酒钢集团宏兴股份有限责任公司钢铁研究院，甘肃嘉峪关735100)

摘要: 根据矿热炉冶炼硅锰合金的生产实践，研究入炉锰品位、炉渣成分变化对产量、回收率、电耗等指标的影响规律，提出硅锰合金冶炼的适宜入炉品位，炉渣碱度、Al2O3控制范围。

关键词: 硅锰冶炼; 品位; 炉渣成分; 指标

1 引言

矿热炉冶炼硅锰合金生产中，锰矿品位是影响冶炼指标的主要因素，对单位产品的电耗和锰的回收率有较大影响，一般要求入炉矿混合品位在30%以上^［1］。炉渣碱度和Al₂O₃含量对锰的回收和电耗等指标都有明显的影响。为促使SiO2 充分还原，炉渣碱度应越低越好，但碱度小于0． 5 时，炉渣黏度大，导电性差，反而影响SiO₂ 的还原^［2］。炉渣中适量的Al₂O₃有利于提高Mn 元素的回收率^［3］。为确定我公司硅锰合金生产中品位、炉渣成分对指标的影响规律，优化技术参数技术，根据25 MVA 矿热炉硅锰合金冶炼生产数据，分析总结了矿热炉入炉锰品位、炉渣碱度、Al₂O₃含量对产量、回收率、电耗的影响规律，提出适宜的控制范围。

2 入炉品位对指标的影响

选取2017 年3 月－4 月份硅锰矿热炉品位、炉渣碱度相对稳定的生产数据进行对比分析。

入炉品位与产量、电耗、回收率的关系见表1、图1、图2、图3。

⑴由图1 可以看出，随着入炉品位的上升，日产量呈上升趋势。

⑵ 由图2 可以看出，随着入炉品位的上升，冶炼电耗呈明显下降趋势。

⑶由图3 可以看出，随着入炉品位的上升，回收率呈下降趋势，但下降幅度不太明显。

⑷结合表1 数据，分析入炉品位对电耗、回收率的影响如下。

①入炉品位由29．3%上升至30．2%，上升幅度1%，日产量上升5．2 t /d，上升幅度4．3%; 冶炼电耗下降238 kWh /t，下降幅度5．5%; 回收率由87%下降至85%。

②入炉品位由30．2%上升至31．4%时，上升幅度1．2%，日产量上升2．2 t /d，上升幅度1．8%; 冶炼电耗由4 077 kWh /t 下降到3 868 kWh /t，下降了209 kWh /t，下降幅度5%，相当于每1%的入炉品位变化影响电耗变化174 kWh /t。

3 炉渣碱度对指标的影响

相同入炉品位下炉渣碱度变化与回收率、电耗关系见表2，图4。

3．1 炉渣碱度对回收率的影响

结合表2 数据和图4 趋势来看，炉渣碱度低于0．73 倍时，随着碱度的上升，回收率上升趋势十分明显。炉渣碱度平均由0．53 上升至0．65倍时，回收率由72%上升至83%，上升了11%; 由0． 65 上升至0．73倍时，回收率由83%上升至87%，上升了4%。

这是由于较低的炉渣碱度有利于SiO₂还原。但碱度小于0．5 时，炉渣黏度大，导电性差，反应速度下降，反而影响SiO₂的还原，合金中硅低碳高，炉渣跑锰损失增大。炉渣碱度高于0．73 倍，随着碱度的上升，回收率上升趋于缓慢。这是因为碱度上升到一定程度后，成渣温度降低，硅酸钙数量增加，不利于SiO₂的还原; 此外，碱度过高，渣液过稀，出炉时带走生料多，回收率下降^［4］。

3．2 炉渣碱度对冶炼电耗的影响

从图5 趋势来看，随着炉渣碱度的上升，冶炼电耗呈先降后升的波动变化。随着碱度的上升，炉渣碱度在0．73 倍以下，电耗下降趋势较为明显; 炉渣碱度高于0．73 倍，电耗呈波动状态，趋势不再明显。

结合表2 的平均数据，电耗随碱度的上升呈下降趋势: 平均碱度由0．61 上升至0．74 倍时，平均电耗由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 倍时，平均电耗由4 032 kWh /t 下降至4 012 kWh /t，下降了20 kWh /t，下降幅度明显趋缓。

3．3 炉渣Al₂O₃含量对SiO₂还原的影响

选取入炉品位30% ～ 30． 6%、炉渣碱度0． 68 ～0．83的生产指标数据进行对比分析，炉渣Al₂O₃变化与SiO₂、Mn 含量的关系见表3、图6。

由表3、图6 可见，随着炉渣中Al₂O₃含量的下降，SiO₂、Mn 含量呈明显的上升趋势。当炉渣中Al₂O₃低于15%后，炉渣中SiO₂含量及Mn 含量上升幅度明显加大。这是因为炉渣中Al₂O₃ 含量增加，可以提高炉渣熔点，从而提高炉渣温度，改善SiO₂和MnO 活度，有利于Si、Mn 的还原，可降低渣中SiO₂、MnO 含量^［5］，同时提高了炉渣碱度，进一步促进炉渣流动性改善。

4 结语

⑴随着入炉品位的上升，产量增加，电耗降低。入炉品位高于30%时，入炉品位对产量、电耗影响幅度较小; 入炉品位由30%下降到29%左右时，品位下降1 个百分点，产量下降约4．3%，电耗上升约5．5%，因此实际生产中应严格控制入炉品位不低于30%。

⑵综合考虑炉渣碱度变化与回收率、电耗的变化趋势，炉渣碱度在0．7 ～ 0．8 倍之间，回收率、电耗指标最优。

⑶为保证足够的炉渣温度和Si、Mn 的还原率，应控制炉渣Al2O3含量在15%以上，回收率、电耗及产量可取得较优指标。

参考文献:

［1］ 赵乃成，张启轩．铁合金生产实用技术手册［M］．北京:冶金工业出版社，2006: 85．

［2］ 崔金鹏． 降低锰硅合金炉渣含锰量的探讨［J］．铁合金，1999( 03) : 8-12．

［3］ 张素超，朱子宗． 硅锰合金生产节能研究［J］．过程工程学报，2009( 06) : 453-457．

［4］ 朱志伟，王健，李力． 硅锰合金生产中适宜炉渣碱度的选择［J］．铁合金，1987( 01) : 15-17．

［5］ 赵乃成，张启轩．铁合金生产实用技术手册［M］．北京:冶金工业出版社，2006: 90．