碳锰球
锰和碳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。试验钢种全部使用碳锰球进行增碳及部分锰合金化,随钢流加入,碳收得率按89%考虑、锰收得率按92%考虑,出钢过程全程在线吹,控制下渣。
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%。化学成分为FeMn58Si14,由锰、硅、铁及少量碳和其他元素组成的合金。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。
锰和氧有很大的亲和力,能与氧生成稳定的氧化锰,锰铁作为合金元素添加剂,能增强钢的硬度、延展性、韧性和抗磨能力。它广泛应用于结构钢、工具钢、不锈耐热钢、耐磨钢等合金钢中。中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。由于锰的硅化物生成自由能的负值,故远远大于锰的碳化物生产自由能的负值,在硅锰球中含硅量愈高,则含碳量愈低。硫化锅精矿的火法冶炼,后还须要有湿法的电解精炼过程;而在湿法炼锌中,硫化锌精矿还需要用高温氧化焙烧对原料进行炼前处理。
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