一般采用1000米3以下的高炉,设备和生产工艺大体与炼铁高炉相同。锰矿石在由炉顶下降的过程中,的氧化锰(MnO2,Mn2O3,Mn3O4)随温度升高,被CO逐步还原到MnO。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。但MnO只能在高温下通过碳直接还原成金属,所以冶炼锰铁需要较高的炉缸温度,为此炼锰铁的高炉采用较高的焦比 (1600公斤/吨左右)和风温(1000℃以上)。为降低锰损耗,炉渣应保持较高的碱度(CaO/SiO2大于1.3)。
高炉冶炼用的锰矿有氧化矿、碳酸盐矿、焙烧矿和烧结矿。矿石中的锰是高炉锰铁冶炼中的主要回收元素。锰矿石含锰量的高低直接影响锰铁冶炼技术经济指标。
锰矿中的磷是高炉锰铁生产中的控制元素,希望越低越好。磷在钢铁产品中大都属***元素。但在高炉冶炼中,Mn的回收率和锰矿石的品位会在较大范围内变化,因此产品中的含磷量也随之变化。磷在高炉冶炼中理论上还原。因此锰铁产品中的磷含量取决于矿石、焦炭中的含磷量。但在高炉冶炼中,Mn的回收率和锰矿石的品位会在较大范围内变化,因此产品中的含磷量也随之变化。
高碳锰铁应增加碳,同时增加锰。因此,添加碳锰铁时,注意不要让碳排出网格。然而,当钢水需要补充锰并需要补充碳时,高碳锰铁是良好选择。根据实际情况,高碳锰铁+中碳锰铁或高碳锰铁+碳丝(或碳颗粒)
中碳锰铁含有少量碳,因此除碳控制极低的钢外,基本上不考虑碳的增加。
在一些特殊钢中,碳需求极低的钢,如一些硅钢(低碳控制)、超低碳钢,必须考虑所有碳上升因素,然后使用低碳甚至微碳锰铁。钢水尽可能不会上升碳。
高碳锰铁较早是采用高炉生产的,其产量高,成本低,目前国内外还在广泛用。我国江西新余铁合金厂、山西阳泉铁合金厂为高炉生产高碳锰铁的厂家。
高炉法是把锰矿、焦炭和石灰等料分别加入高炉内进行冶炼、得到含锰52%~76%/含磷0.4%~0.6的高炉锰铁。由于高炉与电炉冶炼高碳锰铁的区别是热源不同,所以两者的炉体结构、几何形状及操作方法不一样,但两炉子冶炼高碳锰铁的原理是相同的。
但是,两种炉子使用同一种锰矿冶炼使得到的产品磷含量不一样,高炉产品越高于电炉产品0.07%~0.11%。吹氧精炼:用纯氧吹炼液态碳素锰铁或锰硅合金可炼得中、低碳锰铁。这是由于高炉冶炼的炉料组成中的焦炭配量为电炉冶炼时的5~6陪,因此焦炭中有更多的磷转入合金内,而且高炉冶炼时的炉膛温度较低,因而冶炼过程中磷的挥发量较电炉低约10%。
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