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【摘要】研究了用富锰渣显热热兑锰除尘灰及粉锰矿得到富锰渣的液态富锰渣富余热能回收利用技术。实现了提高锰除尘灰、粉锰矿的附加值，调节富锰渣化学特性，节能降耗、改善生产指标的效果。

【关键词】粉锰矿除尘灰富锰渣显热熔化节能

1前言

节能降耗、降低成本、提高附加值，是当前冶金技术发展的主流趋势。在火法铁合金生产中，出炉时高温熔融状态的铁合金液体及其炉渣均带出大量的热能。这些热能全部耗散在环境中，既是能源的极度浪费，又会对作业人员的健康、涉及的设备及工业建筑物等产生严重危害。

近年来，随着国内锰矿的枯竭及国内外锰矿价格的持续走高及运费等原因，使铁合金生产产品的盈利能力持续下降，且众多的小企业及全国供大于求的产品生产量迅速填充了其市场份额，加上环保日益严格的要求和电力供应及价格变化等因素，因此如何提高锰资源附加值、有效回收利用这些二次能源和资源是铁合金冶金工作者亟待研究的课题。

为此，我们提出了在电炉上利用富锰渣热能熔兑锰除尘灰和粉锰矿技术的实验研究课题。通过实验实现了炉渣余热的回收利用，同时提高了锰除尘灰、粉锰矿的附加值(转化为富锰渣)，有效回收了热能，在铁合金领域中具有积极的推广意义。

2理论分析

2．1铁合金出炉过程温度变化

我们对5炉中碳锰铁出炉过程的不同点进行了温度测量，测量结果见表1。

表1出炉过程的温度变化

2．2公司锰除尘灰和粉锰矿典型特性

公司锰除尘灰和粉锰矿化学成分列于表2。

表2公司粉锰矿和除尘灰的化学成分

而在马弗炉焙烧过程中观察发现，该粉锰矿在900~C左右开始熔化，在1300~C时完全为液态；而锰系除尘灰在600~C左右开始熔化，在1180~C时全为液态。

2．3实验理论分析

(1)从表1、表2中可见，在铁合金电炉出炉过程中出渣时炉渣温度为最高(可达1700℃)，出铁温度次之；而公司粉锰矿开始熔化转变为液态的温度在900℃～1300oC之间，因此，从理论上可以看出，用刚出炉的富锰渣显热熔化锰矿和除尘灰是可行的。

(2)调节炉渣特性：从理论上，粉锰矿／除尘灰

熔化并与铁合金液体炉渣混合后，改变了原有炉渣的化学成分，因此，可以通过粉锰矿／锰除尘灰来调节原有炉渣的化学成分特性，以适应铁合金不同品种生产原料之要求。

通过以上理论分析和我们采用液态中锰合金熔兑中碳锰铁面子的成功，2007年5月我们开展了“热富锰渣熔兑粉锰矿／锰除尘灰”工艺路线的实验研究。

3实验研究

3．1实验研究过程

在铁合金电炉出炉过程中进行热炉渣直接熔兑粉锰矿／除尘灰的实验，将粉锰矿或除尘灰置于渣罐内，出渣时液态炉渣直接冲在矿或除尘灰表面，必要时中途适当停顿，用铁耙推搅。其相关实验数据列于表3。

3．2实验结果与分析

(1)兑粉锰矿：当兑粉锰矿1300～1450kg时：从现象看矿翻腾充分；且从取样时能感觉渣底部有粘稠体；而从倒渣后观察渣底，约有0．5～2cm厚的锰矿烧结层。炉渣原有的R碱度从平均1．37调节为1．13；Mn／Fe值从平均23．54调节为l4．3l；而渣中的bin％提高近1％。当兑锰矿1200—1000kg时：从现象看矿翻腾充分；且从取样时能感觉渣底部略有粘稠体；而从倒渣后观察渣底，约有不到0．5厚的锰矿烧结层。炉渣原有的碱度从1．26调节为1．08，bin／Fe值从平均24．78调节为16．15；而渣中的Mn％提高近1％。

(2)除尘灰：当兑除尘灰1000kg时，从现象看矿翻腾充分；且从取样时能感觉渣粘；而从倒渣后观察渣底，没有烧结层。炉渣原有的碱度从1．12调节为0．98，bin／Fe值从平均22．71调节为24．33；而渣中的Mn％提高0．2％。而当兑除尘灰1200kg时：从现象看因渣罐容积原因，且除尘灰比重小，冲兑时溢出一部分(无法估计损失重量)，翻腾充分；

从取样时能感觉渣粘；而从倒渣后观察渣底，没有烧结层。炉渣原有的碱度从1．24调节为1．04，bin／Fe值从平均21．32调节为22．89；而渣中的Mn％提高近0．4％。

试验表明：在熔兑锰除尘灰时，将除尘灰适当润湿，有利于减少作业时的粉尘和改善熔兑效果。同时可根据对富锰渣化学成分的要求，选择不同化学成分的粉锰矿(高锰、高铁或不同碱度等)进行冲兑，以调整最终富锰渣的锰含量、锰铁比和碱度等化学成分。当兑粉锰矿／除尘灰量占富锰渣量20％的比例以内时，熔兑效果更好。

3．3熔兑方法总结

(1)将低于预计液态富锰渣重量25％的用于熔兑的粉锰矿或除尘灰置于渣包或渣罐中。

(2)开出铁口出铁出渣，炉渣从铁水包上口溢出直接冲人盛有粉锰矿或除尘灰的渣包中；或操纵天车将铁水包上部的液态富锰渣直接倾倒入冲入盛有粉锰矿或除尘灰的渣罐中。

(3)待液态富锰渣冲人约50％时，用铁耙搅动

渣包内的富渣一粉锰矿(除尘灰)混合物；或停止天车铁水包作业，用铁耙搅动渣罐内的富渣一粉锰矿(除尘灰)混合物。

(4)液态富锰渣冲入完毕后将渣包内混合物倾

倒入富锰渣坑内；或者待渣罐内混合物冷凝后倾倒如富锰渣坑内。

(5)将凝固的富渣一粉锰矿(除尘灰)混合物倒入其他锰系铁合金生产使用。

4经济效益测算

实验完成后，公司1实验电炉2007年9月冲兑粉锰矿／除尘灰量为231t(实现了中锰与碳锰电炉除尘灰的交叉转化)，按此计算每年产生的节约烧结成本(按节约烧结成本135t)为：231×12×135=37．42万元。同时提高附加值(除尘灰、粉锰矿转化为富锰渣／烧结矿)每t按400元计，则年产效益为：231X12X400=110．88万元。因此合计利用富锰渣热能熔兑锰除尘灰和粉锰矿产生经济效益为148万元。具有较好的推广价值。

5结论

(1)本炉渣余热回收利用技术能提高热利用率，提高国内贫矿(粉锰矿／锰除尘灰)的使用附加

值(转变为富锰渣／烧结矿)，调节炉渣化学成分(锰含量、锰铁比、碱度等)以使其适合铁合金不同品种生产需要，实现了节能降耗，改善指标的需要。

(2)本熔兑技术易于掌握，生产操作十分方便，便于生产组织和管理，可大大降低生产和管理运行成本，具有较好的经济效益，关键是确保熔兑时有较高的炉渣温度。为火法铁合金生产液态炉渣蓄含的大量热能的回收利用开辟了新途径，显著降低铁合金粉锰矿／除尘灰熔化处理的加工成本，在铁合金领域中具有积极的推广意义。

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