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硅锰合金及生产工艺

2019-06-13

     硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金,是一种用途较广、产量较大的铁合金。锰硅合金是炼钢常用的复合脱氧剂,又是生产中低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。 

      1.概述 

      锰和硅是碳钢中所用的主要合金元素。锰是炼钢过程中主要的脱氧剂之一,几乎所有的钢种都需要用锰来脱氧。因为用锰来脱氧时所生成的氧产物熔点较低,易于上浮;锰还能增大硅和铝等强脱氧剂的脱氧效果。所有的工业钢都需加入少量的锰作为脱硫剂,使钢能进行热轧、锻造及其它工艺而不致断裂,锰还是各钢种中重要的合金元素,在合金钢中也会添加15%以上的锰以增加钢的结构强度。硅是生铁和碳钢中仅次于锰的重要的合金元素。在钢生产中,硅主要用作熔融金属的脱氧剂,或作为合 金添加剂使钢增加强度和改善其性能。硅还是一种有效的石磨化介质,它能使铸铁中的碳变成游离的石磨碳。加入标准灰口铸铁和球墨铸铁中的硅可达4%。而大量的锰和硅都是以铁合金的形式添加到钢液中的:锰铁、硅锰和硅铁。 

       生产锰硅合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭、白云石(或石灰石)、萤石。生产锰硅合金可使用一种锰矿或几种锰矿(包括富锰渣)的混合矿。由于锰硅合金要求铁、磷含量比高碳锰铁低,故要求冶炼锰硅合金的锰矿有更高的锰铁比和锰磷比。所用的锰矿含锰越高,各项指标越好。 

       2.工艺技术 

       硅锰合金是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石(包括富锰渣)和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。锰硅合金的生产在矿热炉内进行,使用碳质还原剂、锰矿石、富锰渣、烧结锰矿、焙烧锰矿和硅石作原料,石灰、白云石、萤石等作熔剂在电炉内连续生产。 

      3.硅锰合金矿热炉 

       矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉,亦称还原电炉或矿热电炉,电极一端埋入料层,在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。它主要用于还原冶炼矿石,碳质还原剂及溶剂等原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬,使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作,利用电弧的能量及电流通过炉料,因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属,陆续续加料,间歇式出铁渣,连续作业的一种工业电炉。 

      (1)结构特点: 

矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳,炉盖、炉衬、短网,水冷系统,排烟系统,除尘系统,电极壳,电极压放及升降系统,上下料系统,把持器,烧穿器,液压系统,矿热炉变压器及各种电器设备等组成。 





1— 炉衬;2—炉壳;3—炉盖;4—旋转机构;5—把持器;6—电极; 7—加料系统;8—电极升降压放系统


       (2)电炉炉体:炉壳、炉衬和出铁口等组成。电极下部时主要反应区,电能通过电弧和电阻转化为热能。炉膛的几何尺寸对炉内电流分布和热分布影响很大。离电极较远的区域容易形成死料区,为改善炉膛温度分布,许多大型电炉装设炉体旋转机构,在水平方向上单向转动或往复120°转动。


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