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碳素錳鐵國(guó)際上一般標(biāo)準(zhǔn)為含錳75~80%,中國(guó)為適應(yīng)錳礦品位低的原料條件,規(guī)定了含錳較低的牌號(hào)(電爐錳鐵含錳65%以上,高爐錳鐵含錳50%以上)。冶煉碳素錳鐵過(guò)去主要用高爐,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,用電爐的逐漸增多。目前西歐和中國(guó)用高爐為主,挪威、日本都用電爐,蘇聯(lián)、澳大利亞、巴西等國(guó)新建錳鐵工廠也采用電爐。因?yàn)殍T態(tài)下的鑄鋼件內(nèi)部存在氣孔、裂紋、縮孔和縮松、晶粒粗大、組織不均及殘余內(nèi)應(yīng)力等鑄造缺陷,使鑄鋼件的強(qiáng)度、尤其是塑性和韌性大大降低。
采用高堿度渣可使?fàn)t渣含錳降低,減少由棄渣造成的錳損失。生產(chǎn)中采用較低的渣堿度(CaO/SiO2小于1.3)操作,所得含錳較高(20~30%)的渣用于冶煉錳硅合金。爐料預(yù)熱或裝入液態(tài)錳硅合金有助于縮短冶煉時(shí)間、降低電耗。精煉電耗一般在1000千瓦?時(shí)左右。中、低碳錳鐵也用熱兌法,通過(guò)液態(tài)錳硅合金和錳礦石、石灰熔體的相互熱兌進(jìn)行生產(chǎn)。為細(xì)化晶粒、均勻組織及消除內(nèi)應(yīng)力,鑄鋼件必須進(jìn)行正火或退火處理。正火處理后的鋼,其機(jī)械性能較退火后的高,成本也較低,所以應(yīng)用較多。
吹氧精煉:用純氧吹煉液態(tài)碳素錳鐵或錳硅合金可煉得中、低碳錳鐵。
錳在高爐內(nèi)的還原過(guò)程:在高爐上部的較低溫度區(qū)域,錳的高價(jià)氧化物易分解,逐級(jí)還原為MnO,但由于錳礦石中含有SiO2,MnO在未達(dá)到還原溫度以前,即與脈石中(或燃料熔劑中)的SiO2結(jié)合生成硅酸錳進(jìn)入渣中,錳的還原實(shí)際上是在液態(tài)爐渣中進(jìn)行的。爐渣中的硅酸錳比自由狀態(tài)的MnO更穩(wěn)定,使錳的還原更加困難,需要的溫度更高。錳鐵爐渣的形成及其對(duì)冶煉的影響。錳鐵不但適用于低碳合金結(jié)構(gòu)鋼,尤其適用于高質(zhì)量的品種鋼,在不用改變?cè)袩掍摴に嚰夹g(shù)情況下,能優(yōu)化合金,改善鋼的內(nèi)在質(zhì)量,降低煉鋼合金成本,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
在動(dòng)植物體中,錳的含量一般不超過(guò)十萬(wàn)分之幾。但紅螞蟻體內(nèi)含錳竟達(dá)萬(wàn)分之五,有些細(xì)菌含錳甚至達(dá)百分之幾。人體中含錳為百萬(wàn)分之四,大部分分布在心臟。錳主要是影響人體的生長(zhǎng)、血液的形成與分泌功能。
在大自然中,錳是分布很廣的元素之一,約占地殼總原子數(shù)的萬(wàn)分之三。重要的錳礦是軟錳礦和硬錳礦。雖然海水中含錳量很少,但在海洋深處的淤泥中,含錳卻達(dá)千分之三。有人預(yù)言,在不久的將來(lái),人們將從海底開(kāi)采錳礦。