富锰渣法冶炼高炉锰铁经济效益分析

1 富锰渣法冶炼高炉锰铁经济效益分析富锰渣法冶炼高炉锰铁经济效益分析 1999 年年 11 月月 3 日 日 广西康密劳铁合金有限公司广西康密劳铁合金有限公司 99 年年 6 月月 28 日至日至 7 月月 5 日在日在 1 号号 高炉进行了富锰渣法冶炼高炉锰铁的生产性试验 这次生产性试验高炉进行了富锰渣法冶炼高炉锰铁的生产性试验 这次生产性试验 共生产了共生产了 582 5 吨锰铁和吨锰铁和 1124 5 吨含吨含 Mn 为为 33 的富锰渣 与试验 的富锰渣 与试验 前对比 本次采用富锰渣法冶炼高炉锰铁的经济效益低于常规法冶前对比 本次采用富锰渣法冶炼高炉锰铁的经济效益低于常规法冶 炼锰铁的效益 由于本次试验时间短 无法对原料配比 冶炼工艺炼锰铁的效益 由于本次试验时间短 无法对原料配比 冶炼工艺 操作参数等优化调整 因此 有必要对富锰渣法冶炼高炉锰铁的效操作参数等优化调整 因此 有必要对富锰渣法冶炼高炉锰铁的效 益作进一步的分析探讨 益作进一步的分析探讨 一 生产试验结果一 生产试验结果 1 入炉原料成份及焦炭成份 入炉原料成份及焦炭成份 入炉矿石成份见表入炉矿石成份见表 1 入炉焦炭成份为 灰份 入炉焦炭成份为 灰份 12 68 固定碳 固定碳 85 81 挥发份 挥发份 1 20 灰份中 灰份中 SiO240 Al2O330 表表 1 单 单 位 位 MnFePSiO2CaOMgOAl2O3 39 878 710 12414 044 632 547 30 2 锰铁和炉渣成份 见表 锰铁和炉渣成份 见表 2 表表 2 单位 单位 锰锰 铁铁富富 锰锰 渣渣 2 MnPSiMnFePSiO2CaOMgO 65 460 381 1833 182 060 0229 029 003 59 3 主要生产技术指标 表 主要生产技术指标 表 3 表表 3 平均日产平均日产 t d 焦焦 比比 kg t 矿矿 比比 kg t 熔剂比熔剂比 kg t 渣铁比渣铁比 kg t 锰入铁率 锰入铁率 锰综合回锰综合回 收率 收率 73 151916354867192245 7990 74 4 经济效益 经济效益 与与试试验验前前比比较较 富富锰锰渣渣法法冶冶炼炼锰锰铁铁时时锰锰铁铁成成本本升升高高 151 22 元元 吨吨 其其中中矿矿石石成成本本升升高高1032 18 元元 吨吨 熔熔剂剂成成本本下下降降60 17 元元 吨吨 富富锰锰 渣渣冲冲减减成成本本846 89 元元 吨吨 试试验验期期所所用用矿矿石石价价格格为为16 44 元元 吨吨 度度 二 锰入铁率与炉渣碱度的关系二 锰入铁率与炉渣碱度的关系 富锰渣法冶炼锰铁时 同时生产含富锰渣法冶炼锰铁时 同时生产含 Mn 量符合产品要求的锰铁量符合产品要求的锰铁 和富锰渣 需要对锰在铁中和渣中的分配进行适当的控制 锰铁冶和富锰渣 需要对锰在铁中和渣中的分配进行适当的控制 锰铁冶 炼中 锰在铁中和渣中的分配主要受炉温和炉渣碱度的影响 在一炼中 锰在铁中和渣中的分配主要受炉温和炉渣碱度的影响 在一 定的炉温条件下 炉渣碱度越高 锰还原进入金属的比例就越高 定的炉温条件下 炉渣碱度越高 锰还原进入金属的比例就越高 渣中渣中 Mn 含含就就越越低低 常常规规法法冶冶炼炼锰锰铁铁时时 为为了了提提高高锰锰金金属属回回收收率率 炉炉渣渣碱碱 度度要要求求较较高高 一一般般炉炉渣渣三三元元碱碱度度 R3 CaO MgO SiO2 控控制制 在在1 5 以以上上 锰锰金金属属回回收收率率高高于于78 本本次次富富锰锰渣渣法法试试验验冶冶炼炼锰锰铁铁时时 炉炉渣渣三三元元碱碱度度控控制制在在0 43 锰锰入入铁铁率率为为45 79 锰锰入入渣渣率率为为 3 44 95 法法国国SFPO 铁铁合合金金厂厂采采用用少少熔熔剂剂法法冶冶炼炼高高炉炉锰锰时时炉炉渣渣三三元元 碱碱 度度控控制制为为0 94 锰锰入入铁铁率率为为65 16 根据高炉锰铁和富锰渣生产经验 炉渣碱度对锰入铁率和入渣根据高炉锰铁和富锰渣生产经验 炉渣碱度对锰入铁率和入渣 率的分配影响很大 为了便于定量分析 以本公司常规法和富渣法率的分配影响很大 为了便于定量分析 以本公司常规法和富渣法 锰铁生产的数据及法国锰铁生产的数据及法国 SFPO 铁合金厂富渣法生产高炉锰铁的生产铁合金厂富渣法生产高炉锰铁的生产 数据为依据 对锰入铁率和炉渣三元碱度作回归分析 得出以下关数据为依据 对锰入铁率和炉渣三元碱度作回归分析 得出以下关 系式 系式 铁 铁 29 46 37 98R3 或或 R3 0 026 铁 铁 0 776 1 式中 式中 铁铁 锰入铁率 锰入铁率 R3 炉渣三元碱度 炉渣三元碱度 三 建立数学分析模型三 建立数学分析模型 为了对富锰渣法冶炼高炉锰铁进一步作定量分析 建立矿比 为了对富锰渣法冶炼高炉锰铁进一步作定量分析 建立矿比 渣铁比 炉渣成份和成本等方面的计算公式 渣铁比 炉渣成份和成本等方面的计算公式 1 矿比计算矿比计算 650 P1 2 Mn 铁铁 式中 式中 P1 每吨锰铁消耗锰矿量 每吨锰铁消耗锰矿量 kg t Mn 入炉矿含入炉矿含 Mn 量 量 2 富锰渣法冶炼锰铁时的渣铁比 富锰渣法冶炼锰铁时的渣铁比 4 71 P2 P1 Mn 综综 铁铁 P1 S Si iO O2 2矿矿 K K S Si iO O2 2 55 焦焦 1 1 R R3 3 S Si iO O2 2 P P1 1 A Al l2 2O O3 3矿矿 K K A Al l2 2O O3 3焦焦 A Al l2 2O O3 3 3 式中 式中 P2 渣铁比 渣铁比 kg t 综综 锰综合回收率 等于锰入铁率和入渣率之和 锰综合回收率 等于锰入铁率和入渣率之和 K 焦比 焦比 kg t S Si iO O2 2矿矿 A Al l2 2O O3 3矿矿 分分别别为为矿矿石石中中的的S Si iO O2 2和和A Al l2 2O O3 3含含量量 S Si iO O2 2焦焦 A Al l2 2O O3 3焦焦 分分别别为为焦焦炭炭中中的的S Si iO O2 2和和A Al l2 2O O3 3含含量量 S Si iO O2 2 A Al l2 2O O3 3 分分别别为为S Si iO O2 2和和A Al l2 2O O3 3入入渣渣率率 渣中渣中 MnO SiO2 Al2O3 CaO MgO 总含量 总含量 3 富锰渣法冶炼锰铁时炉渣含 富锰渣法冶炼锰铁时炉渣含 Mn 量量 P1 Mn 综 综 铁 铁 Mn 4 P2 式中 式中 Mn 炉渣中含炉渣中含 Mn 量 量 4 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁矿石成本 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁矿石成本 C 矿矿 P P1 1 Mn W 矿矿1 5 10 式中 式中 W 矿矿1 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁的矿石成本 元 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁的矿石成本 元 5 吨 吨 C 矿矿 矿石价格 元 吨矿石价格 元 吨 度 度 5 5 富锰渣冲减成本 富锰渣冲减成本 C 渣渣 P P2 2 Mn W W 渣渣1 1 6 6 1010 式中 式中 W W1 1 每吨锰铁产生的富锰渣冲减锰铁成本 元 吨 每吨锰铁产生的富锰渣冲减锰铁成本 元 吨 C C 渣渣 富锰渣销售价 元 吨富锰渣销售价 元 吨 度 度 6 6 常规法冶炼锰铁时的矿石成本 常规法冶炼锰铁时的矿石成本 65C65C 矿矿 W W 矿矿2 2 7 7 式中 式中 W 矿矿2 常规法冶炼锰铁时的矿石成本 元 吨 常规法冶炼锰铁时的矿石成本 元 吨 常规法冶炼锰铁时锰回收率 常规法冶炼锰铁时锰回收率 7 经济效益比较 经济效益比较 根据富锰渣法冶炼锰铁的试验结果 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁根据富锰渣法冶炼锰铁的试验结果 富锰渣法冶炼锰铁时锰铁 焦比和锰铁产量与常规法冶炼基本一致 锰铁成本的差别主要是矿焦比和锰铁产量与常规法冶炼基本一致 锰铁成本的差别主要是矿 石成本 熔剂成本和锰渣冲成本的差别 即富锰渣法冶炼锰铁与常石成本 熔剂成本和锰渣冲成本的差别 即富锰渣法冶炼锰铁与常 规法冶炼锰铁的成本差别为 规法冶炼锰铁的成本差别为 W W W W 矿矿1 1 W W 渣渣1 1 W W 熔熔1 1 W W 矿矿2 2 W W 熔熔2 2 W W 渣渣2 2 式中 式中 W 熔熔1 富锰渣法冶炼锰铁时的熔剂成本 元 吨 富锰渣法冶炼锰铁时的熔剂成本 元 吨 W 熔熔2 常规法冶炼时熔剂成本 元 吨 常规法冶炼时熔剂成本 元 吨 W 渣渣2 常规法冶炼时水渣冲成本 元 吨 常规法冶炼时水渣冲成本 元 吨 W W 富锰渣法与常规法冶炼锰铁的成本之差 元富锰渣法与常规法冶炼锰铁的成本之差 元 吨 吨 6 根据生产经验 根据生产经验 W 熔熔1 W 渣渣2和和 W 熔熔2大约为大约为 10 20 和和 70 元 故上式可简化为 元 故上式可简化为 W W W W 矿矿1 1 W W 渣渣1 1 W W 矿矿2 2 4040 8 8 显然 显然 W W 0 0 时表示富锰渣法冶炼时锰铁成本高于常规法冶时表示富锰渣法冶炼时锰铁成本高于常规法冶 炼时的锰铁成本 炼时的锰铁成本 W W 0 0 时表示两种方法冶炼锰铁的成本相同 时表示两种方法冶炼锰铁的成本相同 四 分析探讨四 分析探讨 一 富锰渣产品允许含 一 富锰渣产品允许含 MnMn 量对效益的影响量对效益的影响 根据试验条件 试验效果和生产经验分析富锰渣允许含根据试验条件 试验效果和生产经验分析富锰渣允许含 MnMn 量量 对效益的影响 对效益的影响 1 1 原燃料条件及价格 原燃料条件及价格 矿石成份 矿石成份 Mn39 87 SiO2矿矿 14 04 Al2O3矿矿 7 3 焦炭成份 焦炭成份 SiO2焦焦 5 1 Al2O3焦焦 3 8 矿石价格矿石价格 C 矿 矿 16 44 元 吨元 吨 度 度 富锰渣销售价格富锰渣销售价格 C 渣 渣 13 28 元 吨元 吨 度 度 2 指标 指标 富锰渣法冶炼富锰渣法冶炼 锰综合回收率锰综合回收率 综 综 90 74 焦比焦比 K 1916kg t SiO2入渣率入渣率 SiO2 92 Al2O3入渣率入渣率 Al2O3 95 渣中渣中 MnO SiO2 CaO MgO 和和 Al2O3总含量总含量 96 常规法冶炼常规法冶炼 Mn 回收率回收率 81 3 计算分析 计算分析 7 把原燃料成份 指标和价格代入 把原燃料成份 指标和价格代入 1 至 至 8 式计算整理得表 式计算整理得表 4 表表4 铁 铁 P1P2 MNMN W矿 矿1 W渣 渣1 W矿 矿2 W W R3 0 460 4635443544191519150 33010 3301 2323 042323 04 839 56839 56 1319 261319 26 124 23124 230 430 43 0 480 4833963396184918490 31300 3130 2226 252226 25 768 61768 61 1319 261319 26 98 3898 380 490 49 0 50 532613261179317930 29540 2954 2137 202137 20 703 34703 34 1319 261319 26 74 6174 610 540 54 0 520 5231353135174217420 27810 2781 2055 002055 00 643 08643 08 1319 261319 26 52 6652 660 590 59 0 540 5430193019169516950 26090 2609 1978 891978 89 587 30587 30 1319 261319 26 32 3332 330 640 64 0 560 5629112911165316530 24390 2439 1908 211908 21 535 49535 49 1319 261319 26 13 4613 460 700 70 0 57520 5752 28342834162416240 23120 2312 1857 791857 79 498 53498 53 1319 261319 260 000 000 740 74 0 580 5828112811161516150 22720 2272 1842 411842 41 487 26487 26 1319 261319 26 4 11 4 110 750 75 0 60 627172717158015800 21080 2108 1781 001781 00 442 25442 25 1319 261319 26 20 51 20 510 800 80 0 620 6226302630154815480 19460 1946 1723 551723 55 400 13400 13 1319 261319 26 35 85 35 850 850 85 0 640 6425472547152015200 17870 1787 1669 691669 69 360 66360 66 1319 261319 26 50 23 50 230 910 91 由表由表 4 可见 随着炉渣碱度的提高 锰入铁率提高 锰铁矿比可见 随着炉渣碱度的提高 锰入铁率提高 锰铁矿比 和渣铁比下降 渣中和渣铁比下降 渣中 Mn 含量下降 矿石成和炉渣冲减成本相应下含量下降 矿石成和炉渣冲减成本相应下 降 降 W 由正值逐渐转变为负值 由正值逐渐转变为负值 W 0 时 炉渣含锰量为时 炉渣含锰量为 23 12 炉渣含 炉渣含 Mn 量大于量大于 23 12 时 时 W 为正值 炉渣含为正值 炉渣含 Mn 量低于量低于 23 12 时 时 W 为负值 因此 在富锰渣法试验的原燃料为负值 因此 在富锰渣法试验的原燃料 条件和价格条件下 富锰渣允许的含条件和价格条件下 富锰渣允许的含 Mn 量高于量高于 23 12 时 富锰 时 富锰 渣法生产的锰铁成本高于常规法生产的锰铁成本 富锰渣产品允许渣法生产的锰铁成本高于常规法生产的锰铁成本 富锰渣产品允许 含含 Mn 低于低于 23 10 时 富锰渣法生产的锰铁成本低于常规法生产时 富锰渣法生产的锰铁成本低于常规法生产 的锰铁成本 的锰铁成本 二 二 矿石中 矿石中 Mn 和和 SiO2含量对效益的影响含量对效益的影响 假设矿石含假设矿石含 Mn 量和量和 SiO2含量的总和为定值 矿石中含量的总和为定值 矿石中 Mn 以以 Mn2O3的形式存在 根据试验所用的矿石成份 矿石中的形式存在 根据试验所用的矿石成份 矿石中 Mn 和和 8 SiO2 的关系式为 的关系式为 1 44Mn SiO2 0 71 9 当生产含锰量为 当生产含锰量为 Mn 的富锰渣时 渣铁比为 的富锰渣时 渣铁比为 650 综 综 铁 铁 P2 10 Mn 铁铁 当生产含锰量为 当生产含锰量为 Mn 的富锰渣时 要求矿石含 的富锰渣时 要求矿石含 Mn 量为 量为 P2 Mn Al Al2 2O O3 3矿矿 Al Al2 2O O3 3 0 71 SiO0 71 SiO2 2 1 1 R R3 3 Mn 综 综 铁 铁 P2 71 55 P P2 2 Mn K SiO SiO2 2 焦焦 SiO SiO2 2 1 1 R R3 3 K AlK Al2 2O O3 3 Al Al2 2O O3 3 1 44P1 44P2 2 Mn SiO SiO2 2 1 1 R R3 3 1111 生产含生产含 Mn 量为量为 32 的富锰渣时 利用 的富锰渣时 利用 1 式 式 2 式和 式和 5 式至 式至 11 式计算 可得表 式计算 可得表 5 表表5 铁 铁 P P1 1P P2 2 MnMn W W矿 矿1 1 W W渣 渣1 1 W W矿 矿2 2 W WR R3 3 SiOSiO2 2矿 矿MnMn 0 460 46 35373537 19761976 0 3200 320 0 0 2323 02323 0 4 4 839 5839 5 6 6 1319 21319 2 6 6 124 23124 23 0 430 43 0 1340 134 8 8 0 3990 399 5 5 0 480 48 33123312 18091809 0 3200 320 0 0 2226 22226 2 5 5 768 6768 6 1 1 1319 21319 2 6 6 98 3898 38 0 490 49 0 1210 121 3 3 0 4080 408 8 8 0 50 531093109 16551655 0 3200 320 0 0 2137 22137 2 0 0 703 3703 3 4 4 1319 21319 2 6 6 74 6174 61 0 540 54 0 1080 108 0 0 0 4180 418 1 1 0 520 52 29262926 15131513 0 3200 320 0 0 2055 02055 0 0 0 643 0643 0 8 8 1319 21319 2 6 6 52 6652 66 0 590 59 0 0940 094 9 9 0 4270 427 2 2 0 540 54 27602760 13821382 0 3200 320 0 0 1978 81978 8 9 9 587 3587 3 0 0 1319 21319 2 6 6 32 3332 33 0 640 64 0 0820 082 0 0 0 4360 436 1 1 0 560 56 26082608 12601260 0 3200 320 0 0 1908 21908 2 1 1 535 4535 4 9 9 1319 21319 2 6 6 13 4613 46 0 700 70 0 0690 069 2 2 0 4450 445 0 0 0 570 57 5 5 25022502 11731173 0 3200 320 0 0 1857 71857 7 9 9 498 5498 5 3 3 1319 21319 2 6 6 0 00 740 74 0 0590 059 6 6 0 4510 451 6 6 0 580 58 24702470 11471147 0 3200 320 0 0 1842 41842 4 1 1 487 2487 2 6 6 1319 21319 2 6 6 4 11 4 11 0 750 75 0 0560 056 6 6 0 4530 453 7 7 0 60 623432343 10411041 0 3200 320 1781 01781 0 442 2442 2 1319 21319 2 20 51 20 51 0 800 80 0 0440 044 0 4620 462 9 0 00 05 56 62 23 3 0 620 62 22272227 942942 0 3200 320 0 0 1723 51723 5 5 5 400 1400 1 3 3 1319 21319 2 6 6 35 85 35 85 0 850 85 0 0320 032 0 0 0 4700 470 8 8 0 640 64 21192119 849849 0 3200 320 0 0 1669 61669 6 9 9 360 6360 6 6 6 1319 21319 2 6 6 50 23 50 23 0 910 91 0 0190 019 9 9 0 4790 479 3 3 由表由表 5 看出 随着矿石含看出 随着矿石含 Mn 量升高和量升高和 SiOSiO2 2含量的下降 含量的下降 W W 逐步下降 当矿石含逐步下降 当矿石含 Mn 量为量为 45 16 SiOSiO2 2含量为含量为 5 965 96 时 时 W W 为零 这表明 使用含为零 这表明 使用含 Mn 量高于量高于 45 16 SiOSiO2 2低于低于 5 965 96 的矿 的矿 石 同时生产锰铁和含锰量为石 同时生产锰铁和含锰量为 3232 的富锰渣时 锰铁成本低于常规 的富锰渣时 锰铁成本低于常规 法冶炼的锰铁成本 富锰渣法使用含法冶炼的锰铁成本 富锰渣法使用含 Mn 量低于量低于 45 16 SiOSiO2 2高高 于于 5