微波加热含碳锰矿球团冶炼高碳锰铁实验研究

2019-11-18 作者：佚名网友评论 0 条

微波加热具有非接触性、选择性、加热速度快等特点，已广泛应用于矿石预处理、土壤修复及热还原等多个领域。

　　庞建明1，高琦2，马永宁3，魏云雷3，魏云松3，李兴波3

　　1.中国钢研科技集团有限公司资源应用与合金材料事业部2.钢铁研究总院3.陕西盛华冶化有限公司

　　锰是当代工业材料中必不可少的金属元素，被广泛应用于钢铁、有色冶金、化工、电子、电池、农业等领域。锰90%以上被用于钢铁工业[1]，作为合金元素加入钢中，改善钢材的机械性能，增加强度、硬度、延展性、韧性和耐磨性等。炼钢用锰系合金生产方法主要有高炉法、矿热炉法、感应炉法，但其生产能耗大，污染严重等，在环保要求日益提高的情况下，成为被重点限制的行业。因此，开发能耗低，污染少，成本低的锰合金生产工艺具有良好的社会价值。

　　微波是频率在300MHZ~300GHZ的电磁波，作用于物料，则物料表面一定厚度能产生电极极化效应、原子极化效应、界面极化以及偶级转向极化效应，并随微波交变电场变化，产生“内摩擦”从而加热物料[2]。微波加热因具有非接触加热、选择加热、加热速度快等特点，已广泛应用于矿石预处理、土壤修复及热还原等方面[3]。Mourao等[4]对微波还原铁矿进行了研究，指出与常规加热相比，微波能显著提高能量利用率;Standish等[5]对铁矿球团微波加热进行研究，结果表明微波加热克服“冷中心”，可提高反应速率。本实验旨在研究微波加热对碳热还原锰矿生产锰铁合金的影响规律。

　　1 实验原料、设备及实验方法

　　实验原料及设备：实验采用澳大利亚锰矿，国产铁精粉成分如表1-1所示。还原剂为兰炭，成分如表1-2所示。熔剂为石灰石(CaO含量51.46%)。用颚式破碎机将将原料破碎后在球磨机磨至约100目，按比例混合，加水，制成直径约3cm料球，在烘箱内采用105℃烘干。原料配比如表1-3所示。其中配碳系数为理论所需兰炭的倍数，碱度为二元碱度(R=CaO/SiO2)。实验采用2450MHZ，12kw微波炉加热，Φ80mm×300mm高纯刚玉坩埚。

　　实验方法：将1kg烘干的料球装入刚玉坩埚中，放置在微波炉底部正中。加热功率采用6kw加热10min，然后12kw加热50min。冶炼结束后采用红外测温仪坩埚内温度。冶炼后用水冷却坩埚，得到锰铁合金及冶炼渣。