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錳在高爐內(nèi)的還原過程:在高爐上部的較低溫度區(qū)域,錳的氧化物易分解,逐級還原為MnO,但由于錳礦石中含有SiO2,MnO在未達到還原溫度以前,即與脈石中(或燃料熔劑中)的SiO2結(jié)合生成硅酸錳進入渣中,錳的還原實際上是在液態(tài)爐渣中進行的。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。自然界中已知有約150種含錳礦物,它們是氧化物,碳酸鹽,硅酸鹽,硫化物,硼酸鹽,鎢酸鹽,磷酸鹽等。錳鐵爐渣的形成及其對冶煉的影響。
高碳錳鐵應(yīng)增加碳,同時增加錳。因此,添加碳錳鐵時,注意不要讓碳排出網(wǎng)格。然而,當(dāng)鋼水需要補充錳并需要補充碳時,高碳錳鐵是良好選擇。根據(jù)實際情況,高碳錳鐵 中碳錳鐵或高碳錳鐵 碳絲(或碳顆粒)
中碳錳鐵含有少量碳,因此除碳控制極低的鋼外,基本上不考慮碳的增加。
在一些特殊鋼中,碳需求極低的鋼,如一些硅鋼(低碳控制)、超低碳鋼,必須考慮所有碳上升因素,然后使用低碳甚至微碳錳鐵。鋼水盡可能不會上升碳。
無熔劑法。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(shè)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。碳素錳鐵國際上一般標(biāo)準(zhǔn)為含錳75~80%,中國為適應(yīng)錳礦品位低的原料條件,規(guī)定了含錳較低的牌號(電爐錳鐵含錳65%以上,高爐錳鐵含錳50%以上)。
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。在硅錳合金粉末冶煉過程中對各種原料的粒度有一定要求,如果各種原料的粒度太小,冶煉過程中會影響透氣性,進而影響到傳熱過程,導(dǎo)致冶煉過程的化學(xué)反應(yīng)不完全。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。