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1、關(guān)于硅錳合金的冶煉方式和方法鄧紹鑫、鄧元華內(nèi)容摘要：硅錳合金是煉鋼中常用的復(fù)合脫氧劑，因此，世界上對于硅錳合金的冶煉都十分的重視。本文通過對硅錳合金的冶煉過程進行剖析闡述，客觀上總結(jié)了國內(nèi)外硅錳合金冶煉的技術(shù)手段和方法。關(guān)鍵詞：硅錳合金復(fù)合脫氧劑冶煉硅錳合金是煉鋼常用的復(fù)合脫氧劑，又是生產(chǎn)中，低碳錳鐵和電硅熱法生產(chǎn)金屬錳的還原劑。硅錳合金可在大中小型礦熱爐內(nèi)采取連續(xù)式操作進行冶煉。目前，世界上硅錳合金電爐正向大型化、全封閉的方向發(fā)展，南非1975年投產(chǎn)了一臺88000KVA的大型硅錳合金電爐。表1-1某廠冶煉
2、中低碳錳鐵自用硅錳合金牌號及成分牌號Si%Mn%C%P%適用范圍漢字代號不小于不大于特一類SiMn-023,065.00.30.19FeMn83C0.4一類硅錳SiMn-120.066.00.50.19FeMn80C0.7二類硅錳SiMn-219.067.00.80.19FeMn78C1.0三類硅錳SiMn-317.068.01.30.19FeMn75C1.5生產(chǎn)硅錳合金的原料有錳礦、富錳渣、硅石、焦炭。生產(chǎn)硅錳合金可使用一種錳礦或幾種錳礦（包括富錳渣）的混合礦。為保證煉出合格產(chǎn)品，礦石中的錳鐵比和錳磷比應(yīng)滿
3、足一定要求，見表1-2所示。所用的錳礦含錳越高，表1-2煉制合金要求Mn%≥Mn/Fe≥P/Mn≤SiMn-03770.0020SiMn-13560.0025SiMn-2335.50.0025SiMn-3315.00.0025Mn60Si20314.50.0025Mn60Si17304.50.0030Mn60Si14303.50.0035圖1-1各項指標越好，圖1-1為錳礦品位對硅錳合金技術(shù)經(jīng)濟指標的影響。錳礦中二氧化硅含量通常不受限制。采用含二氧化硅較高的錳礦（30~40%SiO2）來冶煉硅錳合金在技術(shù)上是
4、允許的，在資源利用上是合理的。錳礦中的雜質(zhì)P2O5要低，P2O5使合金中磷含量升高。錳礦粒度一般為10~80mm，小于10mm不超過總量的10%。對于硅石的要求，SiO2≥97%，P2O5＜0.02，粒度10~40mm，不帶泥土及雜物。對于焦炭的要求，固定碳≥84%，灰分≤14%，焦炭粒度，一般中小電爐使用3~13mm，大電爐使用5~25mm。對于石灰的要求與碳素錳鐵對石灰的要求相同。為了改善硅的還原，爐料中必須有足夠的SiO2使在酸性渣中進行冶煉，渣中SiO2過高，會使排渣困難，通常冶煉硅錳合金的爐渣成分：
5、（SiO2）=34~42%，CaO+MgO=0.6~0.8Mn＜8%SiO2錳的高價氧化物不穩(wěn)定，受熱后容易分解和被CO還原成低價的氧化物MnO，在1373K~1473K的溫度區(qū)間，錳的高價氧化物已經(jīng)分解或還原成MnO。MnO較穩(wěn)定，只能用碳直接還原，由于爐料中SiO2較高，MnO在沒開始還原時就與它反應(yīng)成硅酸鹽，富錳渣中的硅錳也是硅酸鹽的形式存在，因此從MnO中還原錳的反應(yīng)，實際上是液態(tài)爐渣的硅酸鹽中進行還原的。由于錳與碳組成穩(wěn)定的化合物Mn3C，用碳還原MnO得到的不是純錳，而是錳的化合物Mn3C。MnO
6、·SiO2+4C=1Mn3C+SiO2+CO33爐料中的氧化鐵比氧化錳容易還原，還原出來的鐵與錳組成共熔體，大大改善了MnO的還原條件。溫度升高，硅也被還原出來，其反應(yīng)式是：SiO2+2C=Si+2CO由于硅與錳生成比Mn3C更穩(wěn)定地化合物MnSi，當(dāng)硅遇到了Mn3C時，Mn3C中的碳被排擠出來，使合金含碳量下降，其反應(yīng)式為：1/3Mn3C+Si=MnSi+1/3C被還原出來的硅越多，碳化物破壞得越徹底，合金的含碳量就越低。用碳還原爐料中的硅和錳生產(chǎn)硅錳合金，其總反應(yīng)式：MnO·SiO2+3C=MnSi+3C
7、O△Fo=3821656.6-2435.67T由于還原出來的硅與錳結(jié)合生成MnSi，從而改善了還原條件。合金中的含硅量越低，SiO2的開始還原溫度越低，例如，冶煉硅錳20時，SiO2開始還原溫度為1763K，冶煉硅錳14時為1748K。生產(chǎn)硅錳合金的工藝與生產(chǎn)碳素錳鐵基本相同，但在爐況的掌握上比生產(chǎn)碳素錳鐵要難些。為此在操作上更要求做到精心細致，正確的判斷爐況和及時處理。正常爐況的標志是電極插入深度合適，爐料均勻下沉，爐口冒火均勻，成分穩(wěn)定和各項技術(shù)經(jīng)濟指標良好。準確的配料比是保證得到正常爐況的關(guān)鍵。配料比中
8、的主要問題是配碳量問題。當(dāng)爐料中還原劑過多時，爐料導(dǎo)電性增強，電流上漲電極上抬，坩堝縮小，疵火塌料現(xiàn)象增多，爐口的外觀和煉硅鐵時的還原劑過多時有些相同，由于爐料中有過多的還原劑，二氧化硅還原較多因而合金中硅高。若還原劑過剩量太大，電極上抬很嚴重，爐底溫度低，合金中硅含量反而下降。當(dāng)爐料中還原劑不足時，電極下插深，爐口火焰低，發(fā)暗，由于還原劑不足，渣中二氧化硅高，渣發(fā)粘，出鐵時鐵渣不分，合金中硅低碳高
