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采用高堿度渣可使爐渣含錳降低,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。爐料預熱或裝入液態(tài)錳硅合金有助于縮短冶煉時間、降低電耗。鐵礦石主要用于鋼鐵工業(yè),冶煉含碳量不同的生鐵(含碳量一般在2%以上)和鋼(含碳量一般在2%以下)。精煉電耗一般在1000千瓦?時左右。中、低碳錳鐵也用熱兌法,通過液態(tài)錳硅合金和錳礦石、石灰熔體的相互熱兌進行生產(chǎn)。
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。
高爐冶煉用的錳礦有氧化礦、碳酸鹽礦、焙燒礦和燒結礦。礦石中的錳是高爐錳鐵冶煉中的主要回收元素。錳礦石含錳量的高低直接影響錳鐵冶煉技術經(jīng)濟指標。
錳礦中的磷是高爐錳鐵生產(chǎn)中的控制元素,希望越低越好。磷在鋼鐵產(chǎn)品中大都屬有害元素。近年來,硅鐵、錳硅合金在消費中的占比發(fā)生了很大變化,由于錳硅合金既可以脫氧,又可增加鋼中的錳含量,提高鋼的強度,所以錳硅合金用作脫氧劑的用量占比逐漸高于硅鐵。磷在高爐冶煉中理論上還原。因此錳鐵產(chǎn)品中的磷含量取決于礦石、焦炭中的含磷量。但在高爐冶煉中,Mn的回收率和錳礦石的品位會在較大范圍內變化,因此產(chǎn)品中的含磷量也隨之變化。
無熔劑法。中、低碳錳鐵也用熱兌法,通過液態(tài)錳硅合金和錳礦石、石灰熔體的相互熱兌進行生產(chǎn)。對于含氧化錳較高的富錳礦,可以用無熔劑法冶煉錳鐵、冶煉時爐料中不配加石灰,設備和操作類似硅鐵,并且是在還原劑不足的條件下采用酸性渣操作,爐膛溫度比熔劑法低約1320~1400 ℃,用這種方法生產(chǎn)既要獲得合格的高碳錳鐵,又要得到含錳大于35%、供冶煉錳合金用的低磷、低鐵富錳渣。
此時錳的分配如下:入合金率為58%~60%,入渣率為30%~32%,揮發(fā)10%。顯然,用無熔劑法冶煉高碳錳鐵必須使用含錳高的富錳礦,并且要求礦中有頗低的磷含量。錳是鋼的基礎元素,鋼和鑄鐵幾乎都含錳,不同的鋼材中所含的錳量也是各不相同。該法雖然錳的回收率低,但用富錳渣冶煉錳合金時還可以回收絕大部分的錳,其錳的總回收率比熔劑發(fā)高。
無溶劑法冶煉高碳錳鐵的過程是連續(xù)的,爐料隨著熔化過程不斷加入爐中,料批可由300kg錳礦、60~70kg焦炭、15~20kg鋼屑組成。無溶劑冶煉時,產(chǎn)品單位電耗很低,并且容易生產(chǎn)出低硅的高碳錳鐵,這是因為大部分硅富集到渣中。