对于硅石的要求:SiO2>97%,P2O5<0.02%,粒度10-40mm,不带泥土及杂物。
对于焦炭的要求:固定碳>84%,灰分<;14%,焦炭粒度,一般中小电炉使用3-13mm,大电炉使用5-25mm。
第二节 产品工艺特点或流程
硅锰合金在冶炼过程中,炉料中的锰和铁的高价氧化物在炉料区被分解或被CO还原成低价氧化物,到1373—1473K时,高价氧化锰被逐渐还原为MnO,全部的FeO被逐步还原为Fe;MnO比较稳定,只能用碳直接还原,由于炉料中SiO2较高,MnO还没来得及还原就与之反应生成低熔点的硅酸锰。因此MnO的还原实际上是在液态炉渣的硅酸锰中进行的。硅酸锰的状态和熔点为:
MnO+SiO2=MnSiO3t=1250℃
2MnO+SiO2=MnSiO4t=1345℃
由于锰和碳可以生成稳定的化合物Mn3C,因此用碳直接还原得到的产物是Mn3C。
MnO-SiO2+4/3C=1/3Mn3C+SiO2+CO
炉料中的氧化铁比氧化锰易还原,先还原的铁和锰形成共熔体(Mn-Fe)3C,极大的改善了MnO的还原条件。
硅的还原在温度升高时开始进行,SiO2+2C=Si+2CO
当硅被还原出来后,由于硅与锰能够生成比Mn3C更稳定的MnSi,还原出来的硅置换出Mn3C中的碳,使得合金中的碳含量下降。
1/3Mn3C+Si=MnSi+1/3C
用碳还原液态炉渣中的锰生成硅锰合金的总的反应为:
MnO-SiO2+3C=MnSi+3CO
炉料中的磷在较低的温度下开始还原,其开始温度为773℃,炉料中的P约有75%进入合金。
2/5P2O5+2C=2/5P2+2CO
在硅锰合金冶炼中为改善硅的还原条件,炉料中必须有足够的SiO2以保证冶炼过程一直在酸性渣中进行,但渣酸度过高又会造成排渣的困难。一般较为合理的渣分为:
SiO2=40%—42%
(CaO-MgO)/SiO2=0.6—0.8
Mn<8%
由于供电、环保、市场、资金等原因,集约化程度低、工艺装备水平低等问题长期困扰着硅锰合金
行业的发展。硅锰合金
行业要以技术进步为先导,大力优化结构调整和产业升级发行,走出一条适应钢铁产业升级要求的新型发展之路。
1、合金电炉向大型化、密闭化和自动化方向发展。
2、炉外精炼新工艺、原材精料入炉技术、矿热炉低压补偿技术、合理利用国产贫杂锰矿技术、硅微粉和锰铬粉回收综合利用技术。
3、煤气回收、炉渣回收金属及湿法冶炼废渣综合利用技术,电炉余热综合利用技术。
4、广干法或湿法工艺净化处理铁合金电炉烟尘技术及其他污染治理技术。