锰铁是以锰矿石为原料。在高炉或电炉中熔炼而成的。锰铁也是钢中常用的脱氧剂,锰还有脱硫和减少硫的***影响的作用。因而在各种钢和铸铁中,几乎都含有一定数量的锰。锰铁还作为重要的合金剂。广泛地用于结构钢。工具钢、不锈耐热钢。耐磨钢等合金钢中。
锰和铁组成的铁合金。主要分类:高碳锰铁(含碳为7%)、中碳锰铁(含碳1.0~1.5%)、低碳锰铁(含碳0.5%)、金属锰、镜铁、硅锰合金。
无熔剂法。对于含氧化锰较高的富锰矿,可以用无熔剂法冶炼锰铁、冶炼时炉料中不配加石灰,设备和操作类似硅铁,并且是在还原剂不足的条件下采用酸性渣操作,炉膛温度比熔剂法低约1320~1400 ℃,用这种方法生产既要获得合格的高碳锰铁,又要得到含锰大于35%、供冶炼锰合金用的低磷、低铁富锰渣。硅锰合金生产正常炉况的标志是工作电流稳定,能满负荷操作,电极下插平衡且较深,电极消耗速度均匀,下放正常,每小时内下放长度在200mm左右,炉眼好开、好堵,出铁、出渣顺畅,温度高,渣铁易分离。
此时锰的分配如下:入合金率为58%~60%,入渣率为30%~32%,挥发10%。显然,用无熔剂法冶炼高碳锰铁必须使用含锰高的富锰矿,并且要求矿中有颇低的磷含量。锰铁为细化晶粒、均匀***及消除内应力,铸钢件必须进行正火或退火处理。该法虽然锰的回收率低,但用富锰渣冶炼锰合金时还可以回收绝大部分的锰,其锰的总回收率比熔剂发高。
无溶剂法冶炼高碳锰铁的过程是连续的,炉料随着熔化过程不断加入炉中,料批可由300kg锰矿、60~70kg焦炭、15~20kg钢屑组成。无溶剂冶炼时,产品单位电耗很低,并且容易生产出低硅的高碳锰铁,这是因为大部分硅富集到渣中。
少溶剂法。这种方法是采用介于溶剂法和无溶剂法之间的所谓“弱酸性渣法”进行操作。自然界中已知有约150种含锰矿物,它们是氧化物,碳酸盐,硅酸盐,硫化物,硼酸盐,钨酸盐,磷酸盐等。该法是往炉料中配加适量的石灰或石灰石,把炉渣碱度m(CaO)/m(SiO2)或m(CaO+MgO)/m(SiO20)的比值控制在0.6~0.8之间,借以既能提高锰的回收率,又能获得含锰25%~30%和适量含CaO的炉渣,把该渣配入冶炼硅锰合金的炉料中,即可节约石灰,又能减少因石灰潮解而增加的炉料粉尘量,从而改善炉料的透气性。
国外电炉冶炼高碳锰铁多采用无溶剂法和少熔剂法的酸性法。我国20世纪50年代也曾采用过无熔剂法冶炼,用含锰46%~47%的富锰矿生产出含锰76%80%碳锰铁,并同时获得含锰35%~40%富锰渣。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。但因我国贫锰矿较多,所以目前多采用溶剂法或少量溶剂法。
锰的重要化合物是二氧化锰。在大自然中,便有大量天然的二氧化锰——软锰矿。人们早在远古时代便知道软锰矿了。二氧化锰是黑构色的粉末。干电池中那些黑色的粉末,便是二氧化锰。锰是钢的基础元素,钢和铸铁几乎都含锰,不同的钢材中所含的锰量也是各不相同。二氧化锰能够催化油类的氧化作用,人们常在油漆中加入它,以便加速油漆干燥的速度。人们在制造玻璃时,常往里加入二氧化锰,因为它能消除玻璃的绿色,使绿色玻璃变得无色透明。
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