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回转窑预还原+电炉法生产锰铁新工艺
一、锰铁主要用途
□□锰在国民经济中具有十分重要的战略地位，其中钢铁工业用锰量占90-95%，主要作为炼铁和炼钢过程中的脱氧剂和脱硫剂，以及用来制造合金。其余部分的锰用于其他工业领域，如化学工业、轻工业、建材工业等。
二、电炉法冶炼高碳锰铁的方法
□□电炉法冶炼高碳锰铁有四种方法。
1、无熔剂法：
□□对于含氧化锰较高的富锰矿，可以用无熔剂法冶炼锰铁、冶炼时炉料中不配加石灰，设备和操作类似硅铁，并且是在还原剂不足的条件下采用酸性渣操作，炉膛温度比熔剂法低约1320-1400 ℃，用这种方法生产既要获得合格的高碳锰铁，又要得到含锰大于35%、供冶炼锰合金用的低磷、低铁富锰渣。此时锰的分配如下：入合金率为58%-60%,入渣率为30%-32%，挥发10%。显然，用无熔剂法冶炼高碳锰铁必须使用含锰高的富锰矿，并且要求矿中有颇低的磷含量。该法虽然锰的回收率低，但用富锰渣冶炼锰合金时还可以回收绝大部分的锰，其锰的总回收率比熔剂发高。无溶剂法冶炼高碳锰铁的过程是连续的，炉料随着熔化过程不断加入炉内，料批可由300kg锰矿、60-70kg焦炭、15-20kg钢屑组成。无溶剂冶炼时，产品单位电耗很低，并且容易生产出低硅的高碳锰铁，这是因为大部分硅富集到渣中。
2、溶剂法：
□□溶剂法是冶炼高碳锰铁普遍采用的一种方法。炉料组成中除锰矿、焦炭外，还有石灰、冶炼时采用高碱度渣操作碱度，B=1.3-1.4,使用足够的还原剂，已尽量降低废渣中锰含量，提高锰的回收率。这种方法用于以贫、富锰矿搭配冶炼高碳锰铁。
3、少溶剂法：
□□这种方法是采用介于溶剂法和无溶剂法之间的所谓“弱酸性渣法”进行操作。该法是往炉料中配加适量的石灰或石灰石，把炉渣碱度m（CaO）/m（SiO2）或m（CaO+MgO）/m（SiO2）的比值控制在0.6-0.8之间，借以既能提高锰的回收率，又能获得含锰25%-30%和适量含CaO的炉渣，把该渣配入冶炼硅锰合金的炉料中，即可节约石灰，又能减少因石灰潮解而增加的炉料粉尘量，从而改善炉料的透气性。国外电炉冶炼高碳锰铁多采用无溶剂法和少熔剂法的酸性法。我国20世纪50年代也曾采用过无熔剂法冶炼，用含锰46%-47%的富锰矿生产出含锰76%80%碳锰铁，并同时获得含锰35%-40%富锰渣。
□□冶炼中、低碳锰铁，矿石含锰量36％-40％，锰铁比6-8.5，磷锰比0.002-0.0036；冶炼碳素锰铁，矿石含锰量33％-40％，锰铁比3.8-7.8，磷锰比0.002-0.005；冶炼锰硅合金，矿石含锰量29％-35％，锰铁比3.3-7.5，磷锰比0.0016-0.0048；高炉锰铁，矿石含锰量30％，锰铁比2-7，磷锰比0.005。
4、回转窑预还原（球团）+电炉生产锰铁新工艺方法：
□□炉料预热和预还原+电炉。日本某厂一台40000KVA封闭式锰铁电炉生产高碳锰铁时，将炉料通过一台直径3.5m,长75m的回转窑将氧化铁和石灰石干燥脱除结晶水，进行预热及预还原，预还原的锰矿出回转窑时炉料温度达800℃时直接入电炉。也就是人们经常说的”红装热送”，回转窑热源来自封闭电炉煤气。采用此法后电炉生产效率大大提高，电耗由电炉的3500kWh/t降低到回转窑预还原+电炉的2000kWh/t。
□□此方法适用于粉矿物料和块矿物料，其生产成本相近。
□□适用于粉矿物料时，其工艺增加造球团部分工序，一次投资增加，但原料价格低（进口原矿）。
□□适用于块矿物料时，其工艺略为简单，但块矿物料价格较高。
□□以上两种方法应根据矿物料实际情而定。
此回转窑预还原球团+电炉法是目前降低生产成本的最好方法。
此回转窑预还原球团+电炉法是目前降低生产成本的最好方法。
三、朝阳重型建材机械制造有限公司主要工艺流程简述
1、原料储存、配料、粉磨、混合：
□□配料锰铁矿粉、还原剂、石灰粉、粘结剂全部入库。
□□锰铁矿石经破碎后同还原剂按比例送入球磨机进行粉磨，粉磨后的混合料按比例与石灰石粉、粘结剂计量后经皮带机送入到强力混料机中混合，使物料含一定的水份，以便下一工序的造球作业。
2、成球及预热
□□经过混合的物料进入造球机制成一定强度和粒径的生球。合格的料球经皮带机均布于烘干预热机上，与回转窑窑尾750-800℃左右的热烟气接触充分干燥和预热。合格物料直接进入回转窑进行煅烧。
3、锰铁矿煅烧、热装入炉及窑尾废气处理
□□预热后的球团被连续加入到回转窑内，在还原气氛下进行焙烧，还原焙烧使球团中的铁、锰氧化物与碳反应生成碳化物。焙烧后球团有一层坚硬的外皮，球的强度较高，形成具有一定强度和理化性能的成品球团。回转窑出来的球团进入缓冲仓经称重仓计量后与焦炭按比例直接热装加入电炉冶炼。
本项目实施后的指标如下：
1、 冶炼电耗降低43%，由电炉法的3500kwh/t降低至回转窑（球团）+电炉法的2000kwh/t。两种方案相差1500kwh/t。
2、 原料选择范围广，用锰铁块矿，也可用锰铁粉矿。根据矿源价格选择物料及工艺方法。
3、 总之，此回转窑预还原（球团）+电炉法是目前最佳的工艺方案。
4、 建议上项目选用粉状锰铁矿，因粉状锰铁矿价格低。且如果块锰铁矿价格低于粉锰铁时，可通过粉磨后达到粉状锰铁矿，此工艺选择矿源范围广，所以无论是在国内还是国外，建议用回转窑预还原球团+电炉法。这是目前最佳的工艺方案。
四、朝阳重型建材法锰铁生产线优点
□□回转窑预还原（球团）+电炉法工艺生产线有如下优点：
1、 设备工艺简单，维修方便；
2、 一次投资略高电炉法，但见效快；
3、 能耗少，降低生产成本；
4、 物料使用范围广。块矿及粉矿任意选择；
5、 生产成本低，投资回收期短；
6、 环保效果好，采用专用低压长袋脉冲收尘器。
7、 由其是在严重缺电的国家首选此工艺。
五、回转窑预还原（球团）+电炉生产线与电炉生产线同产量性能指标对比一览表
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项目
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回转窑预还原球
团+电炉法(粉矿)
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回转窑预还原
+电炉法(块矿)
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电炉法
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熔炼能源
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烟煤+焦粉+电
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烟煤+焦粉+电
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焦粉+电
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能耗
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低
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很低
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太高
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轴承式球磨机
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一台
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无
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无
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一次混合机
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一台
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无
|
无
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二次混合机
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一台
|
无
|
无
|
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园盘造球机
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二台
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无
|
无
|
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链篦预热机
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一台
|
无
|
无
|
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回转窑
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一台
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一台
|
无
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风扫煤磨机
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一台
|
一台
|
无
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电炉型号
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23000KVA一台
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23000KVA一台
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40000KVA一台
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电
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1800-2000kw/t
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1800-2000kw/t
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3000-3500kw/t
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焦煤
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400kg/t
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400kg/t
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580kg/t
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原矿物料
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粉锰矿
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块锰矿
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块锰矿
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物料原矿价格
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低
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高
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高
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一次性投资
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较高
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略高
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正常
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锰铁回收率
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平均97%
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平均97%
|
平均97%
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单位成本
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低
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高
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太高
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利润率
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高
|
低
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很低或无
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投资回收期
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短期回收
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中期回收
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很长或无
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