硅锰合金及生产工艺硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金，是一种用途较广、产量较大的铁合金。锰硅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。1.概述锰和硅是碳钢中所用的主要合金元素。锰是炼钢过程中最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，锰还是各钢种中最重要的合金元素，在合金钢中也会添加15%以上的锰以增加钢的结构强度硅是生铁和碳钢中仅次于锰的最重要的合金元素。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
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灰口铸铁和球墨铸铁中的硅可达4%。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。生产锰硅合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭、白云石（或石灰石）、萤石。生产锰硅合金可使用一种锰矿或几种锰矿（包括富锰渣）的混合矿。由于锰硅合金要求铁、磷含量比高碳锰铁低，故要求冶炼锰硅合金的锰矿有更高的锰铁比和锰磷比。所用的锰矿含锰越高，各项指标越好。2.工艺技术硅锰合金是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石（包括富锰渣）和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。锰硅合金的生产在矿热炉内进行，使用碳质还原剂、锰矿石、富锰渣、烧结锰矿、焙烧锰矿和硅石作原料，石灰、白云石、萤石等作熔剂在电炉内连续生产。3•硅锰合金矿热炉矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，亦称还原电炉或矿热电炉，电极一端埋入料层，在料层内形成电弧并利用料层自身的电阻发热加热物料。它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培石墨电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。（1）结构特点：矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。罔4-1-11—种连续作业式铁合金炉及其附展设施的立面布置罔I-接腹气综合利用装昼的出气丨丨；2-电极来头：3-电极；斗一加料斗；3-厂房；总「行车：了—装料系统：呂—电炉.变压器：9-炉体旋转托架：⑴-铁合金炉炉体，11-出料ffl；12-裝料桶1—炉衬；2—炉壳；3—炉盖；4—旋转机构；5—把持器；6—电极7—加料系统；8—电极升降压放系统矿热炉设备共分三层布置第一层：炉体（包括炉底支撑、炉壳、炉衬），出铁系统（包括包或锅及包车等），烧穿器等组成。（1）电炉炉体：炉壳、炉衬和出铁口等组成。电极下部时主要反应区，电能通过电弧和电阻转化为热能。炉膛的几何尺寸对炉内电流分布和热分布影响很大。离电极较远的区域容易形成死料区，为改善炉膛温度分布，许多大型电炉装设炉体旋转机构，在水平方向上单向转动或往复120°转动。矿热炉炉膛结构示意图2958101—预热区；2—烧结区；3—还原区；4—电弧区；5—熔池区；6—假炉底；7—死料区；8—电极；9—炉衬；10—出铁口第二层：（1）烟罩。矿热炉目前大多数采用密闭式、或半密闭式矮烟罩结构，具有环保和便于维修，改善操作环境的特点。采用密闭式结构还可把生产中产生的废气（主要成分是一氧化碳）收集起来综合利用，并可减少电路的热损失，降低电极上部的温度，改善操作条件。（2）电极把持器。大多数矿热炉都由三相供电，电极按正三角形或倒三角形，对称位置布置在炉膛中间。大型矿热炉一般采用无烟煤，焦碳和煤沥青拌合成的电极料，在电炉冶炼过程中自己培烧成的电极。自焙电极烧结示意图SiriiV(3)短网八片:sire■短网平面布置图短网立面布置图4）铜瓦5）电极壳自焙电极壳一般由1.25—3mm的薄钢板焊接而成，每节长约1m,在钢制圆筒内焊有6—8个筋片，其高度约为电极直径的0.2—0.35倍，筋片上开有三角榫或圆孔。（6）下料系统（7）倒炉机（8）排烟系统（9）水冷系统（10）矿热炉变压器11）操作系统第三层：（1）液压系统（2）电极压放装置KJ2flfl2^-30电■扳压fftSt压幕贰罔匚一砸檢・醴宰环「j-号电■恆F4—flt轉耳升降flttiE5—rflFfffiiEt时一中冋油fcr卜7匕出耳通ii(3)电极升降系统液压传动电极升降机构1—电极；2—导电颚板；3—锥形环把持器；4—软铜带；5—集电环;6—电极护筒；7—电极升降油缸；8—下闸环；9—上闸环（4）钢平台（5）料斗及环行布料车其他附属；斜桥上料系统，电子配料系统等4•硅锰合金冶炼原理用炭还原MnO和SiO2,锰首先被还原出来生成锰的碳化物，随着温度的升高硅也被还原出来。硅与锰生成比Mn3C稳定的硅化锰MnSi，可将已生成的Mn3C中的炭排挤出来，使合金含碳量下降，其反应为：Mn7C3+7Si=7MnSi+C被还原出来的硅越多，碳化物被破坏的越彻底，合金含碳量也就越低，这些就是冶炼低碳硅锰合金理论依据。实际生产中，氧化锰和二氧化硅在未被还原前就组成低熔点硅酸锰，因而用炭同时还原MnO和SiO2会发生如下反应：2/3MnSiO3+2C=2/3MnSi+2CO
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