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4降低焦比的途径 41根据化学反应原理通过发展间接还原，减少直接还原，降低铁的直接还原度 铁的直接还原度是指假定铁的氧化物从高价还原至氧化亚铁全部为间接还原，从氧化亚铁开始被碳直接还原出来的铁量与全部还原出来的总铁量之比，用Rd表示。 间接还原是用co或H2还原铁的氧化物，生成二氧化碳或水的还原反应，主要在低于800C的区域进行，是可逆反应。而直接还原是用固体碳素还原铁的氧化物，生成CO和单质铁的反应，须在 1100C区域才能进行，且是不可逆反应。间接还原大部分是放热反应，而直接还原是大量吸热的反应。由于高炉内热量收入主要来源于碳素燃烧，所以从热量的需要角度来看，间接还原比直接还原更有利于降低焦比。当直接还原度保持在一定的水平，可降低焦比，理论上Rd为0.20.3，实际操作中为0.4-0.5。一般Rd每降低0.1，焦比降低约50kg/t.采用高还原性，低FeO,高品位，低渣量，以及良好高温冶金性能的烧结矿和球团矿；改善高炉操作和煤气流分布；采用高风温和 富氧鼓风等措施，可扩大间接还原区，缩小直接还原区，降低焦比。 42降低单位生铁的热量消耗凡能改善冶炼条件，改善高炉煤气能量利用减少单位生铁热量消耗的措施都可降低焦比（燃料比）。例如使用熔剂性烧结矿；提高矿石品位，降低焦炭灰分可大大减少渣量，从而减少炉渣带走的热量；降低炉顶煤气温度，施行合理的冷却制度，可减少大量的热损失等。43采用新技术采用喷吹燃料，富氧和 高风温，综合鼓吹等新技术，改善喷吹效果，直接代替部分焦炭，大幅度降低焦比。431喷吹燃料喷吹燃料是将气体、液体或固体燃料通过专门的设备从风口喷入高炉，以取代高炉炉料中部分焦炭的一种高炉强化冶炼技术。喷吹燃料的主要目的是以其他形式的廉价燃料代替冶金焦炭，从而降低焦比。它可改善高炉操作，提高生铁产量，降低生铁成本。高炉炼铁是以冶金焦作为燃料和还原剂的，喷吹燃料在风口区的高温下转化为CO和H2，可以代替风口燃烧的部分焦炭，一般可取代20%30%，高的可达50%。喷吹燃料已成为当代高炉降低焦比的主要措施。喷吹燃料还可以促进高炉采用高风温和富氧鼓风，这几项技术相结合，已成为强化高炉冶炼的重要途径。下表是各种燃料中碳，氢气含量，从表中可以看出喷吹燃料是一种很有效的降低焦比的措施。 成分 无烟煤 烟煤 重油 天然气 焦炉煤气C 71.9 73.26 86.75 71.6 82.1H2 3.98 4.24 11.54 72.95 37.11煤粉代替焦炭会有巨大的经济效益。目前，焦炭和煤粉的每吨价差在400500元。一个年产400万t的炼铁企业，如果喷煤比在130kgt，就可以年喷吹52万t煤粉，代替的等量的焦炭，可以产生年降低208260万元的炼铁成本。喷吹煤种有3种：(1)无烟煤。碳化程度最高，含固定碳6080，挥发分40，含水分高，着火温度低，具有强烈的爆炸性，喷吹褐煤也要采取严密的安全防护措施。由上图的燃料喷吹量与焦比的关系可得，焦比随喷吹量的增加而逐渐减少，要控制合适的喷吹量，使燃料在经济节省的条件下最大化的充分利用。高炉喷吹燃料技术的发展，将改变高炉的燃料结构，并使高炉强化冶炼达到新的水平。432富氧富氧有富化还原性煤气的作用，由于氧增加，氮减少，使煤气中的co含量相应提高，因而可促进还原，降低焦比。日本采用富氧与重油综合喷吹技术，鼓风中含氧达到22%-24%，喷油量为6080kg/t铁，风温1250左右，获得系数2.0 t/(m3.d)以上，焦比400kg/t的良好效果。433高风温提高风温根本原因在于鼓风带入的物理热能够代替部分焦炭的 燃烧热，分担了焦炭用量，这样焦比就降低了。不同风温水平在提高风温后降低焦比的幅度也不尽相同。如下表下图所示。焦比 焦比与风温的关系风温水平 600-700 700-800 800-900 900-1000 1000-1100焦比kg/t 860-800 800-752 752-719 719-600* 600-570*每提高100风温降焦kg/t 60 48 33 30 28焦比降低% 7 6 4.4 4. 2 4.7*为喷吹燃料条件下燃料比，以上是鞍钢情况统计当前我国大高炉平均风温1050-1100。国外风温水平达到1300-1350。19551979年间日本高炉燃料比降低了253kg/t，其中提高风温因素占31%。据统计，风温在950-1350之间，每提高100可降低焦比820公斤，增加产量2%-3%，风温由1000提高到1250，焦比可降低22.5公斤，增产12.5%。434综合鼓风高炉鼓风除湿降焦比，提高风温，增产增收。应用综合鼓风技术可以有效地强化高炉冶炼，明显地改善喷吹效果，大幅度地降低焦比。采用高风温、富氧鼓风与喷吹煤粉的综合喷吹，可以改善喷吹煤粉的燃烧条件，提高煤粉燃烧率，增加其替代焦炭的比例，进一步降低焦比。同时富氧鼓风可以提高风口区的理论燃烧温度，弥补增加喷吹煤粉所需的热补偿。高炉根据喷煤量的大小，调整氧气用量在15003000m3h，在风温、煤粉极限操作情况下，有效改善了煤粉的燃烧，保持炉内顺行。44其他途径改善焦炭质量降低灰分，提高其高温强度，充分发挥其料柱骨架作用，改善料柱透气性，改善煤气分布及能量利用，亦可降低焦比。 5降低焦比的措施降低焦比的主要措施有吃精料、提高风温(世界先进水平风温达1370C)、采用综合鼓风(喷吹煤粉、重油或天然气加富氧)、增加高炉有效容积和提高技术水平等。风温与综合鼓风已经在前文介绍了，下文主要介绍精料与铁矿石品位。51精料精料是高炉生产的基础，它占首钢降低焦比总量的64.。52高炉炼铁精料技术的内涵 高炉精料技术的内涵是“高、熟、净、均、小、稳、少、好”八个字。 “高”是指高炉入炉矿含铁品位要高，原燃料转鼓强度要高，烧结矿的碱度要高。入炉矿含铁品位要高是精料技术的核心。高品位的效益是：入炉矿品位提高1%，高炉炼铁焦比下降1.5%,生铁产量提高2.5%,每吨铁渣量减少30,允许高炉多喷煤粉15/t。可以通过优化高炉炉料结构获得高的入炉矿品位。因此高碱度烧结矿一般品位在58%左右，通过多配加高品位的块矿和球团矿（品位在65%以上）可以有效地提高炼铁入炉矿品位。 原燃料强度高，会减少粉末的产生，有利于提高炼钢炉料的透气性。高碱度烧结矿具有强度好、还原性好、冶金性能好的特点。 “熟”是指高炉入炉原料中熟料（指烧结矿和球团矿）比例要高。随着高炉炼铁生产技术的不断进步，一些企业已不再追求高的熟料比，如宝钢高炉的熟料比在84%左右。高炉炼铁炉料中天然块矿比例最好不要超过20%，过高对炼铁能耗会有一定负作用。 “净”是指入炉原燃料中小于5粒度的颗粒组成要低于总量的5%，主要是为保证高炉炉料有较好的透气性，以利于实现生产稳定。 “均”是指入炉原燃料的粒度应当均匀。对于不同粒度的炉料应当进行筛分，按粒度组成不同进行分级入炉，不但可以减少炉料的填充作用（提高炉料透气性），而且还会产生节省焦炭提高产量的作用。烧结矿2540，焦炭为2040；天然块矿是易还原的赤铁矿和褐铁矿为820，对于中小高炉的原燃料粒度还允许再小一点。 “稳”是指入炉原燃料的物理性能和化学成分要稳定，波动范围要窄。高炉炼铁生产要求烧结矿含铁品位波动要0.5%,碱度波动0.05%；宝钢通过原料场混匀和自动化配料之后，烧结矿的标准偏差值为：品位波动0.256%,SiO2波动为0.087%,碱度波动为0.029，这已是国际先进水平。近年来，全国生铁产量高速增长，原燃料供应紧张，造成全国炼铁企业原燃料成分不稳定，给高炉生产带来了巨大的负面影响。目前这已成为对高炉炼铁生产稳定顺利的最大障碍，应当引起各级领导和炼钢工作者的重视。 “少”是指铁矿石和焦炭、煤粉中有害杂质要少，这也是冶炼优质生铁和纯净钢冶炼所要求的必要条件。高炉炼铁对铁矿石中有害杂质的极限含量是：S0.3%;P的要求是:对碱性转炉用生铁P0.2%1.2%,对酸性转炉用生铁P0.3%,对普通铸造生铁P0.05%0.15%,对高磷铸造生铁P0.15%0.6%;Zn0.1%0.2%,Pb0.1%,Cu0.2%,As0.07%,Ti(TiO2)15%16%;K、Na、F也是有害元素。 “好”是指铁矿石的冶金性能要好。冶金性能是指铁矿石的还原性、低温还原粉化性、矿石的软化性和熔滴性等。铁矿石的还原性大于60%是属于还原性好的矿石。赤铁矿、褐铁矿属于还原性好的矿石。磁铁矿因其致密而难还原。高炉炼铁要求烧结矿、球团矿、块矿的低温还原粉化率要低，荷重软化温度要高，软熔温度要高，软溶温度区间要窄；铁矿石的滴熔温度要高，温度区间要窄。53铁矿石品位铁矿石品位是指铁矿石的含碳量，以TFe%表示，是评价铁矿石质量的的主要指标。铁矿石与焦炭在炉内反应，其质量好坏直接影响焦炭用量，冶炼进程及技术经济指标。铁矿石含铁量高有利于降低焦比和提高产量。根据生产经验证实，矿石品位提高1%，焦比降低2%，产量提高3%。铁矿石还原性是指铁矿石被还原性气体CO或H2还原的难易程度,也是其质量的主要指标。铁矿石的还原性好，有利于焦比降低 ，但只有直接还原与间接还原在适宜的比例范围内，维持适宜的直接还原度Yd,才能降低焦比。实践证明适宜的直接还原度为0.20.3.结语焦比在高炉炼铁中扮演着非常重要的角色，对高炉冶炼有一定的影响。根据上文所述可知，要想大幅度地降低焦比，使焦比处在一个合理的且较低的水平，就必须综合应用各种焦比降低的途径和措施。提高铁矿石品位，焦炭固定碳含量，尽量精料，在冶炼过程中采用高风温，富氧鼓风并用高热值高含量的燃料喷吹代替部分焦炭发挥作用全面地降低焦比，强化冶炼。高炉富锰渣生产的基本操作制度（热制度）高炉冶炼富锰渣的热制度和高炉冶炼其它产品一样，是指控制合理而稳定的炉缸温度，以获取最佳的冶炼效果。冶炼高炉富锰渣热制度应符合以下要求： 1必须有利于铁的充分还原且有效的抑制锰的还原，使渣中铁、磷及其他杂质含量降到符合产品要求，使附产铁中锰含量尽量减少。 2使渣铁能顺利从渣中排出，渣铁分离好，渣中不夹杂有铁珠。 3有利于充分利用风温降低焦碳消耗。 高炉冶炼富锰渣的合理而稳定的热制度是通过焦碳负荷和风温调节来实现的。一般情况下应稳定负荷，调节风温来达到炉缸温度合适而稳定。在确定焦碳负荷时应考虑以下因数： 1入炉混合矿含铁量越高，负荷应越低。 2炉渣中锰含量高时负荷要适当降低。 3入炉焦碳固定碳越高，则负荷越高。 4热风炉的供风能力越大，则负荷越高。 高炉冶炼中都有热惯性问题，即指无论炉温升高或降低，炉缸温度的变化都有一个滞后现象。这种现象的产生是由于高炉热储备的存在和采取措施生效需要一定时间的原因，是一个在生产中值得重视的问题。因此，一方面操作中要及时捕捉炉温变化初期的征兆，及时采取措施，另一方面要考虑风温生效时间和负荷调节。富锰渣冶炼由于炉容小，炉温低。因此热储备也相对要小些，热惯性就小，炉温变化快。如不及时发现和调节，极易造成凉炉或炉温过高。 另外在入炉锰矿成分大幅度变化时应及时调整负荷。按一般经验数据，矿批中含铁量增加100kg，应减少焦碳3.5kg。每批矿渣量增加100kg，应减少焦碳20kg。上述两项之代数和即为焦批的总的增减量。 高炉富锰渣生产的基本操作制度（造渣制度）合理的造渣制度是高炉冶炼有效进行的基础。在高炉中冶炼富锰渣是选择性还原，日常生产中通过控制炉渣碱度和其他氧化物含量来控制产品成分和生产顺利进行。高炉冶炼富锰渣对炉渣有如下的要求： 1在高炉冶炼富锰渣过程中锰和铁的还原方向是一致的，关键在于程度的不同。铁的还原条件在高炉中容易得到满足，所以炉渣成分的选择重点在于有利于抑制锰的还原提高锰的入渣率。 2渣的成分必须满足在低温下有较好的流动性，以利于在低温冶炼条件下渣铁的分离。目前在我国高炉富锰渣在冶炼过程中都采用高MnO的低碱度或自然碱度炉渣。碱度一般都在0.3以下。 在实际生产中，当渣中Al2O3大于20%，MnO大于58%时渣的碱度大，流动性差，造成渣铁分离困难和炉况失常。通常的办法是加碱性氧化物（CaO或MgO）或萤石来改善炉渣性能。但加入碱性氧化物易造成锰回收率降低，加入萤石可以增加渣的流动性而不降低锰的回收率。一般加入量使渣中CaF2达到2%左右为宜。高炉富锰渣生产的基本操作制度（装料制度）高炉的装料制度直接关系到高炉的顺行和煤气热能、化学能的利用，是高炉的一项重要的制度。冶炼富锰渣高炉的装料制度是指料批、料线、装料顺序的工作制度。由于冶炼富锰渣的高炉都比较小，一般没有布料器，与其它高炉比较而言其装料制度少了布料制度这一项。 由于高炉富锰渣冶炼负荷重，炉温低，渣量大，因此料柱良好的透气性，高炉边沿发展的煤气流是十分必要的。在决定装料制度的时候应该考虑以下因数： 1有利于高炉顺行。 2有利于煤气热能、化学能的利用。 3充分考虑入炉料的粒度组成、相对密度、强度、堆角等特点。 富锰渣冶炼高炉的装料制度应根据下列情况确定： 1料线，指大钟下降后大钟下缘到料面的距离。在一定范围内，降低料线加重边缘，提高料线发展边缘。在生铁冶炼中，料线都在碰撞点以上变动；在锰铁冶炼中，料线都在碰撞点以下变动；富锰渣高炉冶炼要求有较发展的边缘煤气，故料线一般都定在碰撞点以下。 2料批，指每批料的矿石量。一般规律为小料批加重边缘，大料批发展边缘并有促进煤气均匀分布的作用。各高炉的批重的大小要与原料的粒度组成，高炉内型尺寸特别是炉喉直径相适应。炉喉直径大，批料也要大些。 3装料顺序，指矿石，焦碳入炉的顺序。矿石先装为正装，可加重边缘。焦碳先装为倒装，可发展边缘。在正装和倒装之间还有半正装和半倒装等方法。从利用煤气能、化学能出发，应尽可能的采用正装。但富锰渣高炉负荷重、渣量大、原料燃料质量差，因此一般以倒装为主，根据顺行的需要加一定正装。 在调节装料制度时，一般不同时变动料线、料批和装料顺序。而是固定其中两个，调节一个以利于观察调节的效果。装料制度是否调节恰当，主要从炉况是否顺行、煤气利用是否变好和煤气曲线是否变合理来判断。高炉富锰渣生产的基本操作制度（送风制度）高炉送风制度包括风量、风温和风速的确定，在风量、风温一定的条件下，风速决定于风口个数和风口直径。高炉送风制度决定煤气的初始分布和热量的收支。送风制度的选择主要依据以下条件： 1原料条件。原料、燃料准备得好、强度高、粒度均匀、粉末少，有利于改善高炉料柱的透气性，可以用较大的风量和较高的风温。富锰渣冶炼原料、燃料条件差鼓风动能不可太大，以利于煤气在边缘发展。 2冶炼强度。冶炼强度高，风量和风口直径可以大些，并可保持较大的鼓风动能。但要注意的是风量的大小不能导致中心过吹。反之，冶炼强度低时，要用较小的风口，以保证低风量时有较大的鼓风动能，不使形成中心堆积。 3高炉行程情况。若需发展边缘，则要降低鼓风动能，或降低风量、风温。 4炉容或炉缸直径。炉容越大，炉缸直径越大鼓风动能也应越大。 送风制度的调节包括风量、风温的调节和鼓风动能的调节。其鼓风量从发挥设备能力和活跃炉缸需要出发，都需要全风操作，一般不采用降低风量来发展边缘。只有当炉况恶化，炉温又低时，才以短时间降低风量来处理。高炉使用高风温是取得低焦比的重要手段，一般都尽量把风温提上去，但富锰渣高炉风温水平却较低，这是富锰渣高炉冶炼的特点决定的： 1富锰渣冶炼使用高风温，容易使炉缸过热而引起锰的大量还原，降低锰的回收率。 2富锰渣冶炼原料、燃料质量较差，渣量大，透气性一般也差。过高风温高炉难以接受，会造成炉况不顺。而较低风温则有利于炉况顺行。 3富锰渣高炉有的热风系统较简单，难以适应高风温。 4入炉混合矿Mn/Fe和铁含量的影响。当入炉混合矿Mn/Fe低，铁含量高时，为使铁尽量还原可以使用较高的风温。高炉富锰渣的冶炼工艺特点高炉冶炼生产富锰渣在我国较普遍，其工艺流程、生产设备与高炉生铁、锰铁、锰硅合金基本相同，但与其它高炉产品在工艺操作上有自己的特点： 1在所有高炉产品中，高炉富锰渣冶炼温度是最低的。理论上要求炉温控制在保证铁、磷从相图研究和生产实践来看渣的熔化温度一般在1000-1200，将炉温控制在1280-1350之间能使锰的入渣率达到85%左右，铁、磷入渣率在5%左右。 2在所有高炉产品中，高炉富锰渣的炉渣碱度是最低的。大部分为自然碱度的酸性渣冶炼，碱度一般控制在0.3以下。而生铁炉渣碱度为1.0左右，硅锰合金渣碱度在0.60.8左右。 3高炉冶炼富锰渣一般是高负荷低风温操作，其负荷与入炉的矿的含铁量有关。含铁低时风温低负荷高，含铁高时风温高负荷低。 4高炉冶炼富锰渣煤气热能利用好。顶温一般只有200-300，但化学能利用相对较差，混合煤气中CO2一般仅10%左右。 5富锰渣冶炼为大渣量冶炼渣铁比高的达34，低的也在1以上。其含锰的高低主要取决于矿石中的含锰和含铁量，锰的回收率一般可达到85%-90%。 6入炉原料粒度一般锰矿为550mm，冶金焦碳为15100mm。 富锰渣生产方法-高炉法高炉法生产富锰渣的工艺与一般生铁高炉相似，是火法富集处理高铁高磷难选贫锰矿的主要方法，也是国内外应用得较多的方法。 基本流程：将合格的炉料（锰矿和焦炭）从炉顶装入炉内，热风从下部风口鼓入炉内，燃烧焦炭，生成煤气（CO，CO3 ，H2，N2）上升，并放出大量热。在高炉内，煤气上升和炉料下降这一相对运动中，发生一系列物理化学变化。矿石中的铁和磷还原生成生铁，而锰的高价氧化物还原为低价氧化物，则以MnO再与脉石中SiO2生成Mn2SiO4而进入炉渣。煤气从炉顶逸出经除尘净化后，再作热风炉的或别的燃料。冶炼好的渣铁经铁口排出，在炉前经分离后分别在铁模和渣盘铸块，或直接送给用户。富锰渣简介富锰渣法是一种火法选矿方法,客观存在是将不能直接用于冶炼的高铁高磷难选锰矿石在高炉内或电炉内进行选择性还原，在保证铁磷等元素充分还原的前提下，抑制锰的还原，从而得到高锰低铁，MN/P比值大的富锰渣。火法选矿的优点：1、选别效果好，能处理各种类型的锰矿。2、产品质量好，含锰高，锰铁质量比高，含磷低，3、锰回收高，达85-90%，比机械选矿高出5%。4、产品物理性能好，适合长期贮存及长途运输。不足之处：需要大量的焦炭和电，生产成本略高，冶炼只能除去铁磷和其它有色金属，不能去脉石，由焦炭带入灰份，增加了杂质量。我国富锰渣生产及市场富锰渣含锰高，锰铁比大，磷锰比低，是冶炼锰硅合金的优质原料，主要用于以下四个方面：一是作为冶炼锰硅合金的配矿入炉料，目的在于调整入炉料的锰铁比和磷锰比。由于富锰渣一般含二氧化硅较高，因而主要用于生产锰硅合金。二是用作生产电炉金属锰的原料。三是用于生产电炉锰铁和中低碳锰铁的配料，以使入炉料的锰铁比和磷锰比达到冶炼要求。四是用作冶炼高炉锰铁的配料。富锰渣火法富集是将铁与锰及其它有用元素实现有效分离，本质上是一种选别工艺，或者说富锰渣法是火法富集选矿。富锰渣不是铁合金产品，其属性是矿石和原料性产品，或称之为火法富集的人造富锰矿，或原料性的中间产品。目前富锰渣大量用于锰系铁合金特别是锰硅合金冶炼，富锰渣市场主要是锰系铁合金行业，消费主体是锰硅合金生产企业。上世纪90年代前，我国锰系铁合金生产几乎全部使用国产锰矿，1984年开始才有少量锰矿进口，但较长时间仍以使用国产锰为主。在90年代的后期，华东及东北地区的大型铁合金厂因电价和铁路运费上涨，造成生产成本提高，以致逐渐减少锰系铁合金的生产，而中南、西南地区逐步形成了锰系铁合金的主要产区。因而，富锰渣市场也主要在广西、湖南、贵州、四川和云南。现今，我国富锰渣生产企业分布在铁锰矿石、氧化锰矿石产地或焦炭资源比较丰富的区，主要集中在湖南、广西、贵州，以及广东连州、山西灵丘、辽宁朝阳、云南宣威及富宁、福建龙岩、四川乐山及攀枝花、江苏淮安等地。据调查，我国现有专门富锰渣及附产富锰渣的生产企业100户以上，年总生产能力160万吨以上，2006年全国富锰渣产量约100万吨左右。我国富锰渣生产的主要装备是高炉和电炉，绝大部数富锰渣企业多采用高炉生产富锰渣。虽说都称之为高炉，但富锰渣高炉既不是炼铁高炉，也不是高碳锰铁高炉。因而在贯彻执行国家钢铁产业发展政策和铁合金行业宏观调控政策时，切不可把富锰渣高炉混同或等同于炼钢高炉和锰铁高炉。富锰渣高炉冶炼目的主要是分离铁锰矿石中的锰、铁及其它有用元素，产出富锰渣，附产生铁和含银精粗铅，实现资源节约和综合利用，提高资源利用效率。由于富锰渣冶炼的工艺技术要求和我国铁锰矿石原料的制约，中国富锰渣高炉的容积都不太大，多在20-30m3左右，高炉容积最大的也仅50m3。并非企业不愿采用大高炉生产富锰渣，而是大高炉冶炼现阶段国内企业难于达到其工艺技术要求，或达到了其经济技术代价太高，经济上不合算，主要原因是富锰渣的冷却、原料的限制和安全生产的要求。因此，现阶段大高炉冶炼富锰渣不是成熟、适合和实用的，不能一味求大，也不是富锰渣高炉容积越大就越好，必须实事示是，实践是检验的标准。湖南的湘锰、广西和灵川等曾采用100m3的高炉冶炼富锰渣，生产实践证明是不成功的。2003年下半年2004年是我国锰系铁合金行业辉煌的时期，市场行情“井喷”，进而富锰渣市场维持了一段无限风光的“牛市”价格行情，但进入2005-2006年锰系铁合金由短缺转为过剩，富锰渣价格回落，趋于平稳。由于锰硅行情持续表现欠佳，2007年初富锰渣市场行情继续波澜不惊，价格维持在22-24元/吨度左右。春节后由于锰系铁合金市场持续向好，锰矿需求强劲，供应趋紧，海运费上涨，全球锰矿主要（跨国）生产贸易商，BHP-Billiton集团等六大矿巨头纷纷调价，3月中旬起，国际市场各品级锰矿价格全面大幅上涨。随着锰矿国际行情的上升，国内市场也未能幸免，4-5月份国内碳酸锰矿价飚升，冶金级锰矿、富锰渣也逐渐紧跟调涨，至5月下旬含锰34-36%的富锰渣价格上涨了50-52元/吨度。6月上、中旬虽然锰硅价格下跌，但由于进口锰继续站稳高位，冶金级锰矿价格也未回落，富锰渣进而高位企稳。但6月底随着进口锰矿价格小幅下跌，富锰渣市场价格紧随略有调整，含锰34-36%的富锰渣价格仍保持在46-48元/吨度的高位水平。焦炭化学成分对高炉冶炼的影响焦炭的化学成分包括固定碳、灰分、硫分、挥发分和水分等。除水分外, 其它成分以干焦为基础计算。 1 焦炭的固定碳与灰分的关系(1)固定碳含量高, 灰分含量低固定碳和灰分是焦炭中最主要的组成部分, 两者互为消长关系。固定碳含量高, 单位质量的焦炭所能提供的热量和还原剂就多, 因而可降低焦比。实践表明, 固定碳升高 1%, 焦比可降低 2%。(2)固定碳的高低取决于灰分的多少在焦炭的工业分析中, 固定碳含量是根据其他几项分析结果计算出来C固=100-(Ad +Vd+Sd)%。可见, 灰分越高, 固定碳含量就越低。2 灰分增加对高炉冶炼的影晌灰分增加, 则造渣所需熔剂增加, 渣量增大, 不仅多消耗焦炭, 还使高炉下部透气性变坏, 影响高炉正常运行和减少产量；再者, 灰分增加还严重影响焦炭的耐磨性及高温强度, 对高炉冶炼的影响极大。这是因为灰分的硬度比煤质大, 破碎后的颗粒较粗,而在冶炼过程中又不熔融, 在结焦时, 灰分与固定碳之间有明显的分界面, 结构强度减弱；加之灰分质点与碳素质点的热膨胀系数不同, 受热时, 易沿界面产生裂纹；高温下灰分中的成分又被碳进行选择性的还原, 焦炭结构进一步疏松。这些, 都使焦炭的常温耐磨强度和高温耐磨、抗碎强度下降, 在料与料的摩擦冲击下, 产生粉末和碎焦, 在灰分分布不均匀时, 影响更大。根据我国高炉生产经验, 焦炭灰分增加 1%, 焦比升高 1.7%2.5%, 熔剂消耗增加 4%, 渣量增加 3%, 生铁产量降低 2.2%3.0%, 生铁成本升高 0.7%1.0%。因此, 要求焦炭灰分越低越好。目前, 世界主要产钢国家高炉所用冶金焦的灰分都小于 10%11%。我国偏高, 重点企业焦炭的灰分约为 13%15%。3 硫、磷等有害杂质对高炉冶炼的影晌(1)硫分对高炉冶炼的影焦炭中的硫对高炉冶炼和生铁质量的影响甚大, 因为高炉冶炼中约 80% 的硫来自焦炭。焦炭含硫量的多少, 很大程度上决定着高炉采取的造渣制度与热制度, 因而影响熔剂消耗量、渣量、焦比和产量。经验表明, 焦炭中硫分每增加 0.1%, 焦比约升高 1.2%2.0%, 产量降低 2% 以上。在焦炭含硫量高的条件下, 其含硫量变化对焦比的影响较含硫量低时的影响更大。这是由于焦炭含硫量高时, 焦比高, 因而焦炭含硫量增加 0.1% 时, 焦炭多带入的硫量也就较多, 相应熔剂消耗量、渣量和焦比的增长都要大。因此, 要求焦炭含硫量愈低愈好。(2)磷分对高炉冶炼的影响焦炭中一般含磷很少。近年来大量的研究表明, 焦炭灰分中不同程度的含有碱金属 K2O 和 Na2O。它们在高炉内循环积累,对焦炭和烧结矿、球团矿的强度以及炉衬寿命都有极坏的影响。因此, 要求焦炭含碱金属钾、钠要少。4 挥发分对高炉冶炼的影响挥发分是炼焦过程中未分解炭挥发完的有机物质, 当焦炭重新加热到 900左右时, 以气体成分挥发出来, 如 H2、CH4 和 N2 等。挥发分本身对冶炼并无什么影响, 但其含量反映了焦炭的成熟程度。正常情况下, 焦炭的挥发分一般为 0.7%1.2% 左右, 此种焦炭成银灰色, 敲击有金属声音。挥发分含量过高, 表示焦炭成熟程度不够, 颜色发黑, 敲之声音暗哑夹生焦 (黑头焦)多, 不耐磨, 在炉内易产生碎屑而降低料柱透气性, 并增加炉尘量和炉尘中含碳量。含量过低, 说明结焦过火, 这种焦裂纹多, 极脆, 受冲击时易产生碎块粉末, 同样于高炉冶炼不利。因此, 要求挥发分含量要适当。5 水分对高炉冶炼的影晌焦炭中的水分是湿法熄焦时渗入的, 要求水分少而稳定。因为在焦炭按质量入炉的情况下, 水分波动必然引起入炉干焦量的波动, 从而导致炉缸热制度的波动, 不利于炉况的稳定。焦炭含水量与熄焦操作和焦炭块度有关。块度小, 比表面积大, 吸附的水分就多。水分太高, 影响入炉粉焦的筛除。我国规定, 大于 40mm 者水分为 3%5%, 大于 25mm 者, 水分为 3%7%。通常水分为 2%6%。因此, 要求水分要稳定。注释：焦比：炼铁时，所消耗的焦炭量跟炼出的生铁量的比。一般用平均每吨合格生铁所消耗的干焦量(吨)表示。高炉冶炼富锰渣的特点高炉冶炼富锰渣的特点：1、高炉富锰渣冶炼炉温最低。一般在度1250-1350 度比生铁高炉低100-150度 ，比锰铁高炉低 200-250度。2、高炉富锰渣冶炼碱度最低。不添加熔剂自然碱度冶炼碱度小于0。4。3、高负荷低风温操作。 矿石含铁低，风温低，负荷高；矿石含铁高，风温高，负荷低4、煤气热能及化学能利用较好。5、大渣量冶炼，渣铁比高达3-5T/T，锰回收率可达85-90%6、入炉原料粒度，一般锰矿5-50MM，冶金焦炭20-80MM7、高炉冶炼富锰渣煤气分布物点边缘气流要稍发展。渣量大，负荷重 高炉冶炼富锰渣的操作制度高炉冶炼富锰渣的操作制度：包括热制度，造渣制度，装料制度和送风制度。1、热制度：控制合理而稳定的炉缸温度。一般通过焦炭负荷和风温调节。稳定焦炭负荷，调节风温来达到炉缸的温度。、造渣制度：通过控制炉渣碱度（）和其它氧化物含量来控制产品成分和保证高炉冶炼的顺利进行。、装料制度：指料批、料线和装料顺序。它直接关系到高炉的顺行和煤气热能入化学能的利用。、送风制度：决定煤气流的初始分布和炉缸热量的收支，包括风量、风温及风速的确定。 富锰渣高炉的内型由于富锰渣高炉冶炼具有独特而鲜明的特点，因此在炉型上不同于高碳锰铁高炉和生铁高炉。就目前高炉炉型来说没有系统的经验数据和较好的计算方法，各厂都是按造自己的思路和生产中出现的情况，在设计和大修中做了一些尝试和改进。 就目前来说高炉炉型大致可以分为两种类型：一种为通用生铁高炉设计炉型，其标志为炉喉直径和炉缸直径之比小于1.0，一种有较大改进的炉型，其标志为炉喉直径与炉缸直径之比大于1.0。根据厂家的实际生产反映富锰渣高炉炉型接近生铁高炉炉型即炉喉直径 / 炉缸直径小于1.0的较易操作，而接近锰铁炉型的即炉吼直径 / 炉缸大于1.0的，炉况顺行程度低并伴有中下部结瘤，结厚现象。用接近生铁高炉的炉型冶炼高炉锰铁常对结构进行改进，适当降低炉腰直径与炉高的的比值，和缩小炉身角。这样改善了透气性，发展了边缘煤气。富锰渣高炉炉缸容积大，炉缸高度增加的效果好。相反炉缸容积小，高度不够，则时常出现风口大中套内外缘漏渣烧穿的事故。 因此，在炉型的设计上应充分考虑影响高炉稳定、顺行的因数： 1富锰渣高炉负荷重、原料粒度小、强度差，在炉型设计上应考虑边缘煤气的发展，炉身角不宜太大。 2富锰渣冶炼属大渣量冶炼，一般每吨铁的渣量可达到15吨，因此要求有较大的炉缸容积。 3富锰渣冶炼是低炉温冶炼，下部要抑制锰的还原，炉缸直径也要相对大些，以使高温区不过于集中。 所以对富锰渣炉型设计可以作以下考虑： 1富锰渣高炉的炉型应为矮胖型，Hu/D宜在3.5左右。 2富锰渣高炉的炉身角不宜过大，应在89度左右，以利于边缘煤气的发展。 3富锰渣高炉的炉喉直径和炉缸直径之比应在1.0以下，宜为0.9。 4富锰渣高炉的炉缸容积应适当加大。 高炉冶炼过程中锰的损失在高炉冶炼过程中锰的损失主要存在以下三方面的损失。 1.炉渣损失，即终渣带出的MnO损失。由于MnO本身的还原性在高炉条件下难以全部还原，故锰在渣中的损失占入炉总锰量的14-15%左右，这是主要的损失。 2.挥发及炉尘损失，锰在高炉内温度1300度左右开始挥发，损失量随含锰量及炉缸温度增加而增加。由于锰矿粒度小强度差，炉尘损失较大。随着煤气量的增加和原料含粉率的增大，吹损量也相应增大，一般占入炉锰的5-10%。 3锰铁机械损失，主要有炉前喷溅，干渣，搬运及炉渣中带铁损失。工业硅、高炉锰铁及高炉富锰渣生产的主要技术经济 (一)工业硅 工厂电炉容量原材料单耗电能单耗硅石木炭油焦木块烟煤电极163002760947713280127127442500028957013101501413032700258430695813738425002782400100313415206518002779363110511413518（二）高炉锰铁及高炉富锰渣 项目指标和定额高炉锰铁高炉富锰渣产品合格率99.59699利用系数0.50-0.652.02.5冶炼强度0.85-1.201.01.3平均热风温度950-1050400500风压58.8-88.342.249.0风量225-240 500-580110120（炉容55m3）入炉锰矿品位29-3227锰回收率76-8282-85渣铁比2000-28003-5渣中含MnO或入铁Mn量9-101500-1600锰矿消耗2500-3000溶剂石灰石1500-1700或石灰消耗600-700焦比1800-2200(用石灰石) 17002000（用石灰）450-550高炉及其主要组成部分介绍高炉：用于冶炼液态铁水的主要设备。其横断面为圆形的炼铁竖炉，用钢板作炉壳，里面砌耐火砖内衬。高炉本体自上而下分为炉喉、炉身、炉腰、炉腹、炉缸五部分。护喉之上设置装料设备；炉缸上部沿圆周均匀设风口，热风通过热风围管、支管和弯头、直吹管，由风口鼓入炉内；风口平面之下有出渣口和出铁口。近代巨型高炉由于渣量少，不设出渣口。 高炉的主要组成部分高炉炉壳：现代化高炉广泛使用焊接的钢板炉壳，只有极少数最小的土高炉才用钢箍加固的砖壳。炉壳的作用是固定冷却设备，保证高炉砌体牢固，密封炉体，有的还承受炉顶载荷。炉壳除承受巨大的重力外，还要承受热应力和内部的煤气压力，有时要抵抗崩料、坐料甚至可能发生的煤气爆炸的突然冲击，因此要有足够的强度。炉壳外形尺寸应与高炉内型、炉体各部厚度、冷却设备结构形式相适应。炉喉：高炉本体的最上部分，呈圆筒形。炉喉既是炉料的加入口，也是煤气的导出口。它对炉料和煤气的上部分布起控制和调节作用。炉喉直径应和炉缸直径、炉腰直径及大钟直径比例适当。炉喉高度要允许装一批以上的料，以能起到控制炉料和煤气流分布为限。炉身：高炉铁矿石间接还原的主要区域，呈圆锥台简称圆台形，由上向下逐渐扩大，用以使炉料在遇热发生体积膨胀后不致形成料拱，并减小炉料下降阻找力。炉身角的大小对炉料下降和煤气流分布有很大影响。炉腰：高炉直径最大的部位。它使炉身和炉腹得以合理过渡。由于在炉腰部位有炉渣形成，并且粘稠的初成渣会使炉料透气性恶化，为减小煤气流的阻力，在渣量大时可适当扩大炉腰直径，但仍要使它和其他部位尺寸保持合适的比例关系，比值以取上限为宜。炉腰高度对高炉冶炼过程影响不很显著，一般只在很小范围内变动。炉腹：高炉熔化和造渣的主要区段，呈倒锥台形。为适应炉料熔化后体积收缩的特点，其直径自上而下逐渐缩小，形成一定的炉腹角。炉腹的存在，使燃烧带处于合适位置，有利于气流均匀分布。炉腹高度随高炉容积大小而定，但不能过高或过低，一般为3036m。炉腹角一般为7982 ；过大，不利于煤气流分布；过小，则不利于炉料顺行。炉缸：高炉燃料燃烧、渣铁反应和贮存及排放区域，呈圆筒形。出铁口、渣口和风口都设在炉缸部位，因此它也是承受高温煤气及渣铁物理和化学侵蚀最剧烈的部位，对高炉煤气的初始分布、热制度、生铁质量和品种都有极重要的影响。炉底：高炉炉底砌体不仅要承受炉料、渣液及铁水的静压力，而且受到14004600的高温、机械和化学侵蚀、其侵蚀程度决定着高炉的一代寿命。只有砌体表面温度降低到它所接触的渣铁凝固温度，并且表面生成渣皮（或铁壳），才能阻止其进一步受到侵蚀，所以必需对炉底进行冷却。通常采用风冷或水冷。目前我国大中型高炉大都采用全碳砖炉底或碳砖和高铝砖综合炉底，大大改善了炉底的散热能力。炉基：它的作用是将所集中承担的重量按照地层承载能力均匀地传给地层，因而其形状都是向下扩大的。高炉和炉基的总重量常为高炉容积的1018倍（吨）。炉基不许有不均匀的下沉，一般炉基的倾斜值不大于0.105。高炉炉基应有足够的强度和耐热能力，使其在各种应力作用下不致产生裂缝。炉基常做成圆形或多边形，以减少热应力的不均匀分布。炉衬：高炉炉衬组成高炉的工作空间，并起到减少高炉热损失、保护炉壳和其它金属结构免受热应力和化学侵蚀的作用。炉衬是用能够抵抗高温作用的耐火材料砌筑而成的。炉衬的损坏受多种因素的影响，各部位工作条件不同，受损坏的机理也不同，因此必须根据部位、冷却和高炉操作等因素，选用不同的耐火材料。炉喉护板：炉喉在炉料频繁撞击和高温的煤气流冲刷下，工作条件十分恶劣，维护其圆筒形状不被破坏是高炉上部调节的先决条件。为此，在炉喉设置保护板（钢砖）。小高炉的炉喉保护板可以用铸铁做成开口的匣子形状；大高炉的炉喉护板则用100150mm厚的铸钢做成。炉喉护板主要有块状、条状和变径几种形式。变径炉喉护板还起着调节炉料和煤气流分布的作用。富锰渣的用途和冶炼方法富锰渣是一种中间产品，其来源可以是采用酸性渣法或偏酸性渣法生产高碳锰铁时的附产品，也可以作为一种产品单独生产。其用途主要有： 1） 用做生