高硅锰硅合金生产的渣型选择.ppt

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1、高硅锰硅合金生产的渣型选择钟耀球黄文韦国邱（中钢集团广西铁合金有限公司来宾中国546102）摘要简述了高硅锰硅合金的生产原理，分析了要取得较好经济技术指标所需的高硅锰硅合金生产渣型，指出了不同成份的矿石对渣型的影响。关键词高硅锰硅渣型选择影响前言随着我国社会不断发展及科技水平不断提高，钢铁业从过去纯粹的普碳钢年代不断向精品钢铁发展，大量不锈钢产品进入千家万户，从而促使作为生活用的200系列不锈钢产能迅速扩大，据统计每年可达1000～1500万吨，且以110万吨的年增长率递增，随着镍铁价格的大幅波动及金属锰价格不断攀升

2、，价格相对低廉的低C低P的高硅锰硅合金逐渐进入各个200系列不锈钢生产厂家的视野，且逐渐得到广泛应用。某公司于2011年2月开始组织试产[Mn]≥58%、[Si]≥28%、[P]≤0.1%、[C≤]0.08%的高硅锰硅合金，在对生产原理、工艺控制、生产操作、渣型选择等进行深入分析和方案制定后，顺利地生产出优质、低耗产品，现仅对高硅锰硅合金的某一生产渣型选择做简单探讨。1高硅锰硅合金成份控制不锈钢的性能主要取决于其内部组织的构成，而构成不锈钢组织的是各种合金元素在钢中的总和，因此不锈钢的性能主要是由合金元素决定的，而高

3、硅锰硅合金的应用则是参考了金属锰的应用确定，因此，高硅锰硅合金的成份也基本以参考低碳、微碳及金属锰的成份确定，某厂家对高硅锰硅合金成份控制要求见下表1。表1高硅锰硅合金成份控制表元素MnSiCPS控制范围≥58%≥28%≤0.08%≤0.1%≤0.03%2高硅锰硅合金生产原理分析高硅锰硅合金的生产原理和普通锰硅合金的生产原理基本一致，都必须遵循“深电极、满负荷、低渣比、足焦炭”的原则，但生产高硅锰硅合金为确保[Si]达到控制要求，焦炭和硅石（主要作用是补充入炉矿石综合SiO2的不足）配入量均需大量提高，因此炉况的控制

4、比普通锰硅合金要困难很多，由于焦炭配入量较大，炉温较高，还原气氛很好，[Mn]、[Fe]、[P]的还原很充分，而[Si]的还原难度较大，因此在配料及炉况控制上又和普通锰硅合金有一定的区别，其主要化学反应如下：2/5P2O5+2C=4/5P+2CO△F0=396071.28-382.13T（1）T开=1036.5kFeO+C=Fe+CO△F0=148003.38-150.31T（2）T开=985k2MnO+2C=2Mn+2CO△F0=575266.32-339.78T（3）T开=1693k2MnO+8/3C=2/3Mn

5、3C+2CO△F0=510789.6-340.80T（4）T开=1499kSiO2+2C=Si+2CO△F0=167400-86.40T（5）T开=1938k在有Fe存在的条件下还发生如下反应：SiO2+2C+Fe=FeSi+2CO△F0=167400-86.40T（6）T开=1620k生产高硅锰硅合金由于炉料中的SiO2较高，MnO还没有来得及还原就与SiO2反应生成低熔点的（1250～1345℃）的硅酸锰，因此从MnO还原Mn的反应理论上是从液态熔渣的硅酸盐中进行还原，具体反应如下：MnO+SiO2=MnSiO3

6、（7）2MnO+SiO2=Mn2SiO4（8）MnO·SiO2+3C=MnSi+3COT开=1569k（9）从以上各反应式可以看出，用C从SiO2当中还原Si是相当困难的，但要是从MnO的硅酸盐中直接还原为MnSi相对来说比较容易，由于硅石的熔点约在1650℃左右，较难熔，同时存在Al2O3、CaO等高熔点物质，造成炉渣熔点较高，控制不好则炉渣较粘稠，引起焦炭表面被渣包裹，还原能力下降，有的甚至失去还原能力，变成过剩碳随渣排出或积存在炉膛内，造成炉眼被堵，排渣不畅，电极上抬，负荷不足，炉面冒渣，严重者会造成设备烧坏，

7、引发安全事故等现象。因此生产高硅锰硅合金的渣型选择和控制十分重要。3高硅锰硅合金生产渣型的选择高硅锰硅炉渣是火法冶金中形成的以氧化物为主的多组份熔体，基本由CaO、SiO2、AL2O3、FeO、Fe2O3组成，一般研究以CaO-SiO2-Al2O3三元渣系研究为主，充分考虑炉渣的熔点、粘度等性质，实际生产中由于[MnSi]要比[Mn3C]更稳定，而从MnO·SiO2中直接还原为[MnSi]要比从（MnO）、(SiO2)还原为[Mn]、[Si]要容易，因此如何得到低熔点、流动性好的炉渣是我们控制的主要目标，即如何促使矿

8、石和硅石中的SiO2尽快与MnO结合为硅酸盐化合物是生产控制的主要目标之一，为此，我们从理论上对渣型进行分析后结合冶炼实际进行修正，确定了根据矿石成份变化而调整熔剂配入量，得到了适宜的炉渣碱度，稳定了炉况，改善了指标。3.1从CaO-SiO2-Al2O3三元渣系相图对炉渣的控制分析及成份选择图1CaO-SiO2-Al2O3三元系相图3.1.1高