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新材料技术

需求背景

金属锰是冶金工业中的主要产业，随着矿工业的发展，冶炼要求的不断提高，金属锰冶炼工艺和操作工艺也需进行及时调整和优化。从市场需求看，中国是世界上最大的钢材消费市场，近年来，市场竞争和环保压力已经促使一批冶炼产能企业退出，冶炼工艺的改进是企业面临的一个艰巨的挑战，因此急需研究合适技术解决金属锰生产过程中耗能大效率低的问题。

    本课题研究全热装金属锰的生产工艺、生产设备以及冶炼的化学原理，对金属锰冶炼难度及原理进行了分析，并且对金属锰的理化性能进行了分析和建立。全热装工艺的技术开发实现了四低一高的金属锰和纯净锰铁产品质量创新，即低磷含量、低碳含量、低硫含量、低硅含量和高锰含量，在进行金属锰数学模型建立的时候，都是在理想状况下，因此精确度方面还有待提高。在后续的工作中需要不断完善数学模型，完善控制算法。

需解决的主要技术难题

全热装生产金属锰的关键技术及技术难点在于：金属锰生产流程长，多个工艺环节紧密相连，环环相扣，要求所有工艺设备包括原料系统、煤粉、煤气、回转窑、电炉、摇包、除尘设施、输送设施、计量仪表等配置合理，运行可靠，各中间产品质量稳定，产量匹配；锰矿和石灰预热温度高达800℃以上，热配料、热装技术难度很大；液态金属、富渣的运输和处理过程复杂。为了提高元素回收率所有除尘点的锰尘均须高效率回收，减少炉楂中损失的金属颗粒。全热装工艺自动化程度高，计量和控制配置复杂，对设备的可靠性要求高。同时，石灰的活性直接影响冶炼过程中石灰成渣速度。冶炼过程中，大量的石灰加入到炉内，缩短石灰的成渣时间将大大减少电炉熔炼时间，提高电炉的热效率。石灰的吸湿性很强。外购的石灰在运输和储存过程中会大量吸收环境中的水分，引起石灰粉化，降低石灰的功能。采用热装石灰可以降低石灰的配入量，降低熔炼能耗。

期望实现的主要技术目标

1、全热装工艺的技术开发实现四低一高的金属锰和纯净锰铁产品质量创新，即低磷含量、低碳含量、低硫含量、低硅含量和高锰含量。[Mn]＞97；[Si]约***；[C]＜***；[P]＜***；[S]＜***；[N]＜***

    2、冶炼电耗降低20％；生产能力提高30％；设备作业率提高8%；综合能耗降低：1559kg-标煤/t。

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