锰铁的还原冶炼有熔剂法(又称低锰渣法)和无熔剂法(高锰渣法)两种。熔剂法原理与高炉冶炼相同,只是以电能代替加热用的焦炭。通过配加石灰形成高碱度炉渣(CaO/SiO2为1.3~1.6)以减少锰的损失。无熔剂法冶炼不加石灰,形成碱度较低(CaO/SiO2小于 1.0)、含锰较高的低铁低磷富锰渣。此法渣量少,可降低电耗,且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失,同时副产品富锰渣(含锰25~40%)可作冶炼锰硅合金的原料,取得较高的锰的综合回收率(90%以上)。冶炼锰铁用的锰矿一般要求锰铁含锰30-40%,锰铁比大于7,磷锰比小于0。
在硅锰合金粉末冶炼过程中对各种原料的粒度有一定要求,如果各种原料的粒度太小,冶炼过程中会影响透气性,进而影响到传热过程,导致冶炼过程的化学反应不完全。原料的粒度过小,在冶炼炉中的强气流下会导致大量粉尘,不仅会引起环境污染,还会损失原材料。运用SO2复原的办法,以锰铁炉灰为质料出产电解金属锰的本钱是很低的,其本钱下降的首要部分是出产工艺中不需要投加硫酸和锰铁炉灰的报价较低。
粉尘含有锰,如果丢弃这些大量粉尘,不仅会污染环境,也会浪费紧缺的锰资源,因此必须对它们回收利用。把粒度细小的锰矿和粉尘回收,用作锰及锰合金冶炼的原料,不仅可以保护环境,还能开发有限的锰资源。
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%。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%。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。
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