企业特殊行业经营资质信息公示
硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳 锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。 硅锰合金可在大中小型矿热炉内采取连续式操作进行 冶炼。目前，世界上硅锰合金电炉正向大型化、全封闭的方 向发展，南非 1975 年投产了一台 88000KVA 的大型硅锰 合金电炉。
生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭。 生产硅锰合金可使用一种锰矿或几种锰矿（包括富锰 渣）的混合矿。为保证炼出合格产品，矿石中的锰铁比和锰 磷比应满足一定要求。
各项指标越好， 为锰 矿品位对硅锰合金技术经 济指标的影响。 锰矿中二氧 化硅含量通常不受限制。 采 用含二氧化硅较高的锰矿 （30~40%SiO 2）来冶炼硅 锰合金在技术上是允许的， 在资源利用上是合理的。 锰矿中的杂质 P2O5 要低， P2O5 使合金中磷含量升高。 锰矿粒度一般为 10~80mm ，小于 10mm 不超过总量的 10% 。 对于硅石的要求， SiO 2 ≥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 。 对于石灰的要求与碳素锰铁对石灰的要求相同。 为了改善硅的还原， 炉料中必须有足够的 SiO 2 使在酸性 渣中进行冶炼， 渣中 SiO 2 过高， 会使排渣困难， 通常冶炼硅 锰合金的炉渣成分： （SiO 2）=34~42% ， CaO+MgO =0.6~0.8 Mn ＜8% SiO 2
锰的高价氧化物不稳定，受热后容易分解和被 CO 还原 成低价的氧化物 MnO ，在 1373K~1473K 的温度区间，锰 的高价氧化物已经分解或还原成 MnO 。MnO 较稳定，只能 用碳直接还原，由于炉料中 SiO 2 较高， MnO 在没开始还原 时就与它反应成硅酸盐，富锰渣中的硅锰也是硅酸盐的形式 存在，因此从 MnO 中还原锰的反应，实际上是液态炉渣的 硅酸盐中进行还原的。 由于锰与碳组成稳定的化合物 Mn 3C，用碳还原 MnO 得到的不是纯锰，而是锰的化合物 Mn 3C。 MnO·SiO 2+ 4 C= 1 Mn3C+SiO 2+CO 3 3 炉料中的氧化铁比氧化锰容易还原，还原出来的铁与锰 组成共熔体，大大改善了 MnO 的还原条件。 温度升高，硅也被还原出来，其反应式是： SiO 2+2C=Si+2CO 由于硅与锰生成比 Mn3C 更稳定地化合物 MnSi ，当硅遇 到了 Mn 3C 时， Mn 3C 中的碳被排挤出来，使合金含碳量下 降，其反应式为： 1/3Mn 3C+Si=MnSi+1/3C 被还原出来的硅越多，碳化物破坏得越彻底，合金的含 碳量就越低。 用碳还原炉料中的硅和锰生产硅锰合金，其总反应式： MnO·SiO2+3C=MnSi+3CO △F o =3821656.6-2435.67T 由于还原出来的硅与锰结合生成 MnSi ，从而改善了还 原条件。 合金中的含硅量越低， SiO 2 的开始还原温度越低， 例如， 冶炼硅锰 20 时， SiO 2 开始还原温度为 1763K ，冶炼硅锰 14 时为 1748K 。 生产硅锰合金的工艺与生产碳素锰铁基本相同，但在炉 况的掌握上比生产碳素锰铁要难些。为此在操作上更要求做 到精心细致，正确的判断炉况和及时处理。 正常炉况的标志是电极插入深度合适，炉料均匀下沉， 炉口冒火均匀，成分稳定和各项技术经济指标良好。准确的 配料比是保证得到正常炉况的关键。 配料比中的主要问题是配碳量问题。当炉料中还原剂过 多时，炉料导电性增强，电流上涨电极上抬，坩埚缩小，疵 火塌料现象增多，炉口的外观和炼硅铁时的还原剂过多时有 些相同，由于炉料中有过多的还原剂，二氧化硅还原较多因 而合金中硅高。若还原剂过剩量太大，电极上抬很严重，炉 底温度低，合金中硅含量反而下降。 当炉料中还原剂不足时，电极下插深，炉口火焰低，发 暗，由于还原剂不足，渣中二氧化硅高，渣发粘，出铁时铁 渣不分，合金中硅低碳高。 配碳量是根据公式计算出来的，但要把炉上的一些实际 情况考虑进去。例如炉渣碱度大渣稀，出铁带走的生料多， 配料量可以大些，又如旧的出铁口炉眼大，出铁时带走的焦 炭多，配碳量也要大一些。 炉渣的碱度对硅锰合金的冶炼也有很大的影响。 碱度过高，成渣温度大大下降，炉内温度提不高，加之 CaO 与 SiO 2 结合成硅酸盐，这些都使 SiO 2 的还原困难，合 金含硅量上不去。此外，碱度过高，炉渣过稀，出铁时带走 的生料多，出铁口也容易烧坏，炉眼也不好堵，因此碱度太 高是不好的。 碱度太低，渣发粘，排渣困难，排渣不彻底，容易引起 翻渣，碱度太低，电阻大，炉渣的导电性大大下降，常常给 不满负荷， 因而炉温低， 坩埚缩小， 化料速度慢， 生产率低。 由于炉温低和渣发粘， SiO 2 还原发生困难， 合金中硅低碳高， 渣中跑锰多。 生产中可根据渣量和渣的流动性来判断炉渣碱度，正常 冶炼时， 每炉的渣量和铁量在一定范围内波动。 若出渣过多， 出铁较少， 说明碱度高； 若渣量少， 流不出来， 出铁口挂渣， 说明碱度低。炉渣的流动性和碱度直接相关，渣稀，碱度就 高、渣粘、碱度就低。 二氧化硅是较难还原的氧化物，它的还原程度与还原剂 的用量特别是与炉温有关。因此，冶炼硅含量较高的硅锰合 金除适当增加还原剂的用量外，关键是怎样提高炉内的温 度。 我们知道，在连续冶炼法中，炉渣的熔点对炉温有很大 的影响。在冶炼硅锰合金时，因为炉渣中的 SiO2 和 MnO 在 1240 0C 会组成低熔点的共晶体，而从 MnSiO 3 中还原得到 含硅 20% 的开始还原温度为 1490 0 C，因此冶炼高硅硅锰合 金的主要困难也是炉温问题。 锰矿的品位和块度对炉温是有影响的。锰矿含锰越高， 渣量就少，炉温容易上去。锰矿块度大，透气性好，整个炉 口冒火，料层均匀下沉。原料预热好，落入下部反应区时带 入较多的热量，同时块度大，熔化很慢，成渣温度也高，这 都有助于炉温的提高。 提高合金的含硅量，还要有一个合适的炉渣成分。生产 实践指出，当碱度 （CaO/ SiO 2）在 0.5~0.7 之间，合金含 硅量高。此外，炉渣中含有少量的 （5~7% ）MgO 能大大改 善炉渣的流动性， 又利于炉温的提高， 这都能促进 SiO 2 的还 原。 电极工作端的长度对炉温是有直接影响的。9000~12500KVA 的电炉冶炼硅锰合金时电极的正常埋入深度为 1.2~1.4 米， 工作电压为 130~145V ；3000~6000KVA 的电炉冶炼硅锰 合金时电极的正常埋入深度为 600~800mm 。 此外，如出铁口处炉壁变薄，出铁口炉眼太大造成出铁 时淌生料严重，也都影响炉温的提高，从而影响合金中硅含 量的提高。 锰的回收率是生产硅锰合金的一项重要指标。提高锰的 回收率就是要减少进入炉渣和随同炉气逸出的锰。 炉渣中锰量与炉渣碱度有关。
