富锰渣冶炼的有关计算.docx

一、高炉冶炼富锰渣的配料计算 正常炉况下的富锰渣成分，主要决定于配矿，富锰渣中的锰主要决定于矿石含锰量和锰铁比，或锰加铁总量。富锰渣中的磷含量和铁含量主要决定于炉温，前者主要 由配料控制，后者主要由操作控制。在正常炉况下，都不会造成铁、磷出格，因此主要是搞好配料计算以解决锰合格问题。 1)配料计算的一般过程 (1)首先决定各元素和氧化物的分配率，根据理论分析和生产实践，各元素和氧化物的分配如表1。表1 富锰渣治炼各元素和氧化物的分配元素和氧化物入渣率/%入铁率/%吹损/%Mn85903838Fe25859038P25859038Al2O3,CaO,MgO9297038SiO2其余以Si0.5计38 (2)确定矿石配比 根据原料的化学成分，确定初步配比。 计算入炉混合矿成分(用加权平均法)。 根据数理统计，含量35%的富锰渣入炉矿石的Mn和Fe的关系式如下： m(Fe)81.5-2.6m(Mh矿) 式中:m(Mn矿)为计算出的混合矿含锰量；m(Fe)为混合矿含m(Mn矿)时，得到含Mn35%的富锰渣要求含Fe的最小值。 计算确认m(Fe矿)m(Fe)时，一般可得到合格富锰渣。 (3)确定焦炭负荷。焦炭负荷根据生产实践经验来确定，理论计算复杂，日常生产中极少应用。焦炭负荷与入炉矿石含铁密切相关，一般混合矿含铁高，焦炭负荷轻。一般矿石含铁量20%左右，焦炭负荷取33.5，当含铁30%左右时，焦炭负荷取2.53.0。 (4)富锰渣和副产生铁成分的计算 以100kg矿石和相应的焦炭量，按入渣率计算成渣物量，并将其中锰、铁和磷换算成低价氧化物。 各种渣物量相加即为100kg矿石的渣量，然后进一步计算成分。 由渣量计算焦比和矿比。 同样以100kg矿石和相应的焦炭量，按入铁率计算铁量，并以生铁含碳4.5%折算出100kg矿石所得的铁量。 检验渣成分是否合格，若合格就计算出铁渣比。锰成分不合格或渣中A12O3大于20%，则调整配比后，再进行计算。 2)富锰渣配矿计算实例 以A,B,C三种不同类型的矿配矿，冶炼含锰35%以上，38%以下的富锰渣。 (1)矿石成分及焦炭成分见表2。表2 矿石成分及入炉混合矿成焦炭灰分及成分（%）矿种MnFePSiO2CaOMgOAl2O3配比A28.015.00.2525.01.00.57.060B18.534.00.110.02.01.58.030C28.527.50.19.501.50.54.510混合矿25.1521.950.1918.951.350.87.05100焦炭灰分（含量20%）0.2508.042.0 (2)拟定配矿比为:A矿60%，B矿30%，C矿10%； (3)计算入炉混合矿成分，m(Mn)/m(Fe)=1.14,W(Mn+Fe)=47.1%; (4)计算m(Fe):m(Fe)=81.5-2.6 m(Mn矿)=16.11，m(Fe矿)m(Fe) 可知冶炼所得的富锰渣可以含Mn量35% (5)计算富锰渣成分 假定焦炭负荷为3.3，即100kg矿石需用30kg焦炭。 按100kg矿石和相应30kg焦炭计算渣量。 a.进入渣中的锰和氧化亚锰(锰入渣率按90%计算)。 m(Mn)=25.1590%=22.64kg m(MnO)=22.647155=29.22kg b.进入渣中的铁和氧化亚铁(铁入渣率取3%计算)。 m(Fe)=21.953%=0.66kgm(FeO)=0.667256=0.8kg c.进入渣中的SiO2量，以SiO2入渣，其总量是入炉量的95%。 计算铁量，副产品铁含量80%90%，以88%计算，铁元素进入生铁取92%计算， 则生铁量为:Q=21.9592%88%=22.9kg 生铁Si含量为0.5%，则铁中Si量为 m(Si)=22.940.5%=0.12kg 还原需要SiO2量为 0.126028=0.25kg 则进入渣中的SiO2量： m(SiO2)=18.9595%+3020%50%95%-0.25 =20.6kg d.进入渣中的Al2O3量，Al2O3入渣率取95%计： m(Al2O3)=7.0595%+3020%42%95%=9.09kg e.进入渣的CaO和MgO量，CaO,MgO的入渣率取95%计： m(CaO)=1.3595%+3020%8%95%=1.73kg m(MgO)=0.895%=0.76kg f.进入渣中的P2O5量 m(P2O5)=(0.19+3020%0.2%)3%14462=0.014kg表3 富锰渣量及成分成分MnOFeOSiO2Al2O3CaOMgO质量/kg29.20.8420.69.091.730.76含量/%46.951.3433.114.62.771.22成分P2O5总和m(Mn)m(Fe)m(P)质量/kg0.01462.2422.640.660.0075含量/%0.02810036.361.050.012 (6)检验:富锰渣m(CaO+MgO)/m(SiO2)=0.12,m(SiO2)/m(Al2O2)=2.26,含Mn,Fe,P均符合要求。 (7)副产生铁成分计算 a.锰入铁量，锰入铁率取5% m(Mn)=25.155%=1.26kg b.铁入铁量，铁入铁率取92%计 m(Fe)=21.9592%=20.19kg c.还原入铁的Si量 m(Si)=0.12kg d.P入铁量，P入铁率取92%计 m(P)=(0.19+3020%0.2%)92%=0.19kg表4 生铁量与成分表元素MnFeSiPC总和质量/%1.2620.190.120.190.12522.89含量/%5.5488.20.520.834.9499.99 (8)矿比、焦比计算矿比:100062.24100=1607kg/t 焦比:16073.3=487kg/t 二、电炉富锰渣冶炼配料计算 比实例介绍一种简易计算方法 1)计算的原始条件 (1)锰矿石的化学成分 化学成分 Mn Fe P SiO2 Al2O3 CaO MgO 含量/% 24.50 31.00 0.03 12.5 12.5 0.6 0.5 (2)焦炭成分 固定碳:80%;灰分:17%表5 各元素的分配率/%项目MnFeP炉渣中8555生铁中139575挥发220 (3)焦炭的利用率为92%。 (4)设定由Fe2O3FeO和MnO2Mn3O4全为受热分解，不直接消耗焦炭。而由FeOFe,Mn3O4MnO和MnOMn全部用焦炭还原。Si和P等还原耗焦炭甚少，由电极消耗来补充，而不另外耗焦炭，以简化计算。 2)简易配料计算 以100kg矿石为基础的计算方法，100kg锰矿石消耗干焦炭约13.5kg. (1)富锰渣含量按下式计算 式中 w(Mn(矿)、w(Fe(矿)锰矿石中含锰量、含铁量，%； Mn(入)、Fe(入)锰的入渣率、铁的入渣率，%； A每100kg矿所用焦炭灰分的重量，kg； B每100kg矿含SiO2,Al2O3,CaO,MgO的总重量，kg。 将原始数据代入上式，则得富锰渣的含锰量为 从上述计算得出： 100kg锰矿石生产的富锰渣和生产铁数量和主要成分见表6。表6 富锰渣和生铁的数量与成分名称化学成分（%）产量/kgMnFeP富锰渣39.112.910.00353.25生铁9.2685.640.134.39 (3)焦炭消耗量的计算 焦碳消耗主要用于铁、锰的还原和生铁的渗碳等方面。 还原进入富锰渣的锰所需碳量：Mn3O4+C=3MnO+CO 53.250.39112165=1.15kg 还原进入生铁的锰所需碳量：MnO+C=Mn+CO 34.290.09261255=0.68kg 还原进入生铁的铁所需碳量：FeO+C=Fe+CO 34.390.85641256=6.31kg 副产生铁中渗碳量：34.390