本發(fā)明涉及一種微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，屬于微波冶金和錳鐵合金冶煉技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在現(xiàn)代工業(yè)中，錳鐵合金具有十分重要的戰(zhàn)略地位。在鋼鐵和不銹鋼制造過(guò)程中，錳鐵合金的應(yīng)用非常廣泛，消耗量為鋼鐵產(chǎn)量的0.8~0.9%，此類用量占到錳總需求的85~90%。錳鐵合金目前的主要工業(yè)生產(chǎn)工藝是將含碳錳礦石“冷料”直接入高爐或礦熱爐進(jìn)行熔煉。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于，若使用價(jià)格較高的大塊度礦石（50~80mm），則所需配套附屬設(shè)備相對(duì)較少。但其有嚴(yán)重的缺陷：熔煉爐的負(fù)荷大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率較低，且在熔煉過(guò)程中易出現(xiàn)塌料、噴濺等有害現(xiàn)象。若采用價(jià)格較低的小塊度的礦石，則需要配套燒結(jié)機(jī)、冷卻設(shè)備、粉碎機(jī)等設(shè)備，在粉碎前的冷卻造成熱量的極大無(wú)謂耗散，使錳鐵合金生產(chǎn)能耗大幅升高。對(duì)于熱料入爐近年也有相關(guān)報(bào)道。專利CN1912159A，將硅石、錳礦、白云石、富錳渣和高鐵錳礦粉料混勻后在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)經(jīng)850~1300℃處理50~70min，繼而將得到的粒度為5~70mm、溫度為680~900℃的熱態(tài)物料配加焦粉后入礦熱爐熔煉。該法具有明顯的固有缺陷，一是升溫較慢，燒結(jié)處理時(shí)間長(zhǎng)，造成生產(chǎn)周期長(zhǎng)；二是燒結(jié)過(guò)程中未添加還原劑造成高價(jià)MnxOy需在極高的溫度下才能較好的分解；三是回轉(zhuǎn)窯在燒結(jié)過(guò)程中易出現(xiàn)結(jié)圈等現(xiàn)象；四是回轉(zhuǎn)窯的煙氣溫度高，能量利用率低，能耗高；五是燒結(jié)礦的塊度控制難度大；六是回轉(zhuǎn)窯設(shè)備龐大，占地面積大，需要額外的動(dòng)力消耗等。4MnO2=2Mn2O3+O2(g)6Mn2O3=4Mn3O4+O2(g)2Mn3O4=6MnO+O2(g)微波加熱是較為新型的高效加熱方式，具有升溫速率快，整體加熱，能量利用率高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。因此，開(kāi)發(fā)一種短周期，低能耗，高生產(chǎn)率，高穩(wěn)定連續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行的工藝具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有礦石冷料入爐熔煉錳鐵合金技術(shù)存在的熔煉爐負(fù)荷大，生產(chǎn)率不高，生產(chǎn)過(guò)程中易出現(xiàn)塌料、噴濺現(xiàn)象，需要大塊度礦石或經(jīng)燒結(jié)冷卻粉碎篩分才可利用小粒度礦石的問(wèn)題，提供一種微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法。本方法生產(chǎn)周期短、能耗低，能妥善解決冷料入爐造成的各種有害現(xiàn)象，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的原理如下(中國(guó)云南昆明的大氣壓力為81444Pa，CO2占比為0.03%)：CaCO3=CaO+CO2(g)Mn2O3+C=2MnO+CO(g)一種微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~80mm、1~30mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為（65~80）：（35~20）混合均勻得到混合物料；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至750~950℃預(yù)焙燒20~50min，得到溫度維持在700~950℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到70~92%；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料進(jìn)入礦熱爐，加入焦炭在礦熱爐加熱至1450~1550℃熔煉3~4.5h得到錳鐵合金。所述步驟2中微波預(yù)焙燒過(guò)程在微波豎式爐中進(jìn)行微波加熱。所述步驟1中的錳礦石為一種錳礦石或幾種任意比例的混合錳礦石，一種錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：MnxOy35~55%，F(xiàn)exOy5~10%，CaCO35~25%。所述步驟1中的碳質(zhì)還原劑為石油焦、焦炭、煤或木炭。所述微波豎式爐中的熱態(tài)物料從出料口排出后直接相繼下落進(jìn)入熱料儲(chǔ)存?zhèn)}10、稱重倉(cāng)12，最后進(jìn)入礦熱爐中熔煉。上述所說(shuō)的“70~92%”，是指錳礦石徹底干燥后在經(jīng)微波煅燒時(shí)的錳礦石失重率與錳礦石中碳酸鹽徹底分解和高價(jià)錳氧化物徹底還原為MnO時(shí)的理論失重率的比值。本發(fā)明的有益效果是：（1）經(jīng)微波預(yù)焙燒得到的熱態(tài)物料置于礦熱爐的熔煉過(guò)程中，熱料的使用能大幅降低礦熱爐的生產(chǎn)負(fù)荷，提高生產(chǎn)率，避免塌料、噴濺現(xiàn)象的發(fā)生；（2）微波預(yù)焙燒過(guò)程由于微波加熱升溫速率快，熱利用率高，因此可實(shí)現(xiàn)短周期、低能耗的煅燒工藝；（3）本發(fā)明礦熱爐與微波豎式爐布局合理，可精簡(jiǎn)物料運(yùn)輸?shù)穆窂?，可最大限度的減小高溫?zé)崃显谶\(yùn)送過(guò)程中熱量的無(wú)謂損失；（4）本工藝能使用價(jià)格較低的小塊度的錳礦石，具有較高的社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明微波豎式爐與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)布局圖。圖中：1-微波豎式爐，2-磁控管，3-銅波導(dǎo)，4-微波豎式爐進(jìn)料口，5-原料輸送帶，6-原料，7-透波陶瓷管，8-透波保溫棉，9-微波豎式爐出料口，10-熱料儲(chǔ)存?zhèn)}，11-閥門(mén)A，12-稱重倉(cāng)，13-閥門(mén)B，14-礦熱爐進(jìn)料管，15-礦熱爐，16-未熔化高溫物料，17-熔池，18-電極。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1該微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~30mm、1~20mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為65：35混合均勻得到混合物料；其中錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：Mn2O335.21%、Fe3O45.6%、CaCO325%；碳質(zhì)還原劑為石油焦；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至750℃預(yù)焙燒50min，得到溫度維持在721℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到71%；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料進(jìn)入礦熱爐，加入錳礦石質(zhì)量19%的焦炭在礦熱爐加熱至1450℃熔煉3.5h得到錳鐵合金。實(shí)施例2如圖1所示，該微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~50mm、1~10mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為70：30混合均勻得到混合物料；其中錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：Mn2O344.51%、Fe3O47.43%、CaCO324.54%；碳質(zhì)還原劑為焦炭；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至850℃預(yù)焙燒40min，得到溫度維持在821℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到81%；其中微波預(yù)焙燒過(guò)程在微波豎式爐中進(jìn)行微波加熱，通過(guò)原料輸送帶按照200kg/h速度為微波豎式爐供料；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料從出料口排出后直接相繼下落進(jìn)入熱料儲(chǔ)存?zhèn)}10、稱重倉(cāng)12，最后進(jìn)入礦熱爐中熔煉，加入錳礦石質(zhì)量19%的焦炭在礦熱爐加熱至1550℃熔煉3h得到錳鐵合金。實(shí)施例3如圖1所示，該微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~80mm、1~30mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為72：28混合均勻得到混合物料；其中錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：Mn2O337.19%、Fe3O46.32%、CaCO326.42%；碳質(zhì)還原劑為煤；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至900℃預(yù)焙燒25min，得到溫度維持在821℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到81%；其中微波預(yù)焙燒過(guò)程在微波豎式爐中進(jìn)行微波加熱，通過(guò)原料輸送帶按照200kg/h速度為微波豎式爐供料；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料從出料口排出后直接相繼下落進(jìn)入熱料儲(chǔ)存?zhèn)}10、稱重倉(cāng)12，最后進(jìn)入礦熱爐中熔煉，加入錳礦石質(zhì)量19%的焦炭在礦熱爐加熱至1500℃熔煉4.5h得到錳鐵合金。實(shí)施例4如圖1所示，該微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~80mm、1~30mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為67：33混合均勻得到混合物料；其中錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：Mn2O349.52%、Fe3O48.75%、CaCO322.81%；碳質(zhì)還原劑為木炭；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至950℃預(yù)焙燒20min，得到溫度維持在898℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到87%；其中微波預(yù)焙燒過(guò)程在微波豎式爐中進(jìn)行微波加熱，通過(guò)原料輸送帶按照200kg/h速度為微波豎式爐供料；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料從出料口排出后直接相繼下落進(jìn)入熱料儲(chǔ)存?zhèn)}10、稱重倉(cāng)12，最后進(jìn)入礦熱爐中熔煉，加入錳礦石質(zhì)量19%的焦炭在礦熱爐加熱至1500℃熔煉3h得到錳鐵合金。實(shí)施例5如圖1所示，該微波預(yù)焙燒與礦熱爐聯(lián)合生產(chǎn)錳鐵合金的方法，其具體步驟如下：步驟1、首先將錳礦石、碳質(zhì)還原劑破碎至粒度為5~80mm、1~30mm，然后將破碎后的錳礦石、碳質(zhì)還原劑按照質(zhì)量比為80：20混合均勻得到混合物料；其中錳礦石包括以下質(zhì)量百分比組分：Mn2O354.88%、Fe3O49.8%、CaCO324.23%；碳質(zhì)還原劑為煤；步驟2、將步驟1得到的混合物料在微波條件下加熱至770℃預(yù)焙燒50min，得到溫度維持在748℃的無(wú)燒結(jié)、低粉化率的熱態(tài)物料，該熱態(tài)物料無(wú)水分、碳酸鹽分解率和高價(jià)錳氧化物還原率達(dá)到73.1%；其中微波預(yù)焙燒過(guò)程在微波豎式爐中進(jìn)行微波加熱，通過(guò)原料輸送帶按照200kg/h速度為微波豎式爐供料；步驟3、然后將步驟2得到的熱態(tài)物料從出料口排出后直接相繼下落進(jìn)入熱料儲(chǔ)存?zhèn)}10、稱重倉(cāng)12，最后進(jìn)入礦熱爐中熔煉，加入錳礦石質(zhì)量19%的焦炭在礦熱爐加熱至1550℃熔煉3.5h得到錳鐵合金。上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。