電爐高碳錳鐵是含有少量矽、磷、硫雜質的Mn-Fe-C三元合金，錳鐵中錳與鐵之和為92%左右，含碳量6%-7%。
基本介紹
- 中文名：電爐高碳錳鐵
- 外文名：Electric furnace of high carbon ferromanganese
分類,用途,冶煉方法,熔劑法,無熔劑法,少熔劑法,冶煉工藝操作,配料及加料,爐況維護,爐況判斷處理,出鐵及澆鑄,新工藝,
分類
錳鐵根據其含碳量不同分為三類：低碳類：碳不大於0.7%；中碳類：碳不大於0.7%至2.0%；高碳類：碳不大於2.0%至8.0%。
高碳錳鐵
用途
電爐高碳錳鐵：主要用於煉鋼作脫氧劑、脫硫劑及合金添加劑，作為合金添加劑加入鋼中能改善鋼的力學性能，增強鋼的強度、延展性、韌性及耐磨能力。另外隨著中、低碳錳鐵生產工藝的進步，高碳錳鐵還可套用於生產中低碳錳鐵。
冶煉方法
熔劑法
採用鹼性渣操作，爐料中除錳礦、焦炭外，還配入一定量的熔劑(石灰)並用足還原劑。採用高鹼度渣操作，爐渣鹼度n(CaO)/n(SiO?)控制在1.3~1.4，以便儘量降低渣中含錳量，提高錳回收率。
無熔劑法
採用酸性渣操作，爐料中不配加石灰，在還原劑不足的條件下冶煉，用這種方法生產，既可獲得高碳錳鐵，又可獲得生產矽錳合金和中、低錳鐵的含Mn30%的低磷富錳渣。其優點是電耗低，錳的綜合回收率高。其不足是採用酸性渣操作，對碳質爐襯侵蝕嚴重，爐襯壽命較短。
少熔劑法
採用介乎熔劑法和無熔劑法之間的“偏酸性渣法”。該法是配料中加入少量石灰或白雲石，將爐渣大鹼度控制在0.6~0.8之間，在弱碳的條件下冶煉。生產出合格的高碳錳鐵和含錳25%~40%及適量CaO低磷、低鐵錳渣。此渣用於生產矽錳合金時既可減少石灰加入量又可減少因石灰潮解而增加的粉塵量，因而可改善爐料的透氣性。
採用何種方法與入爐礦的品位有關。入爐礦石的品位較低一般採用熔劑拳立愚法，入爐礦石的品位高(高品位進口礦)則用無熔劑法或少熔劑法生產高碳錳鐵。
冶煉工藝操作
冶煉工藝操作
電爐高碳錳鐵的生產操作過程主要有配料、加料、爐況維護及出鐵澆鑄等。
配料及加料
根據配料計算得出配料比後，按錳礦石、焦碳、石灰(白雲石)的順序進行稱量配料，然後通過運輸系統將配好的料送到爐頂料倉或加料平台。根據爐內需要分批加入爐內。
爐況維護
在電爐冶煉過程中，由於原料的波動、電氣及機械設備等因素的影響，爐況難以長期保持穩定狀態，總是在波動變化。因此要對爐況隨時、監測，並根據其變化作出準確判斷，及時採取措施調整和處理，使爐況恢復到正常狀態。
爐況判斷處理
爐況正常的標誌是：
①作電流穩定，電極插入深度合適，電極寒迎悼拘電壓正常。
②料面高度合適，冒火均勻，爐料化料均勻，電極周圍刺火及塌炎現象少。
③封閉爐內爐氣壓力、成分、溫度正常。
④爐渣成分穩定，產量穩定，各項技術經濟指標良好。
⑤合金成分穩定，產量穩定，各項技術經濟指標良好。
爐況的變壞不多是由於還原劑配入過多或不足以及爐渣鹼度姜辨察炒過高或過低造成的跨犁多。
還原劑過多時，由於爐料電阻率減小，項煮牛電流增大，電極上抬，爐內化料速度減慢，電極周圍刺火嚴重，爐氣壓力與溫度上升，錳的揮發損失增大，爐底溫度下降，出爐困難，產品含矽量增高。此時應向電極周圍適量減碳，並調整料批中焦炭的配入量。
還原劑不足時，電極下插過深，電極消耗增大，負荷上不去，電流不穩定；爐口翻渣；爐渣中含錳量升高，產品中矽低磷高，渣多鐵少。此時可向電極周圍附加適量焦炭，並在料批中提高焦炭配比。
爐渣鹼度過高時，在爐內表現為電極上抬；料面刺火，翻渣；爐渣流動尋凝詢性差，出鐵量少，爐渣戀您發暗百粗糙，斷面孔，冷卻後很快粉化。爐渣鹼度過低時，電極插入深，爐渣稀，流動性好，渣表面皺紋少，渣中跑錳多。針對上述情況，應及時調整石灰配入量將渣鹼度調整到正常範圍。
出鐵及澆鑄
正常生產電爐要按一定時間間隔定時出鐵，出鐵次數根據電爐大小容量而定。一般大電爐每班出鐵4~5次，中小型電爐每班2~3次。根據一些廠的生產經驗，在爐內冶煉狀況正常的情況下，適當延長出鐵間隔單間，對提高產品質量，降低焦比、電耗有較好作用。
新工藝
(1)爐料預熱和預還原。日本某廠一台40000KVA封閉式錳鐵電爐生產高碳錳鐵時，將爐料通過一台直徑3.5m,長75m的迴轉窯進行預熱及預還原錳礦，並將氧化鐵鱗和石灰乾燥脫除結晶水，爐料溫度達80℃時入爐。迴轉窯熱源來自封閉電爐煤氣。採用此法後電爐生產效率大大提高，電耗降低到2000kWh/t.
(2)留渣法生產高碳錳鐵。此工藝的特點是利用爐渣電阻熱代替電弧熱，促使爐內反應區擴大，達到降低電耗、提高元素回收率和生產能力的目的。
(3)採用電子計算機控制技術，可控制炭量，調整電極，儲存數據，控制料批稱量系統和加料運輸系統，使電爐式作穩定，電耗下降(平均達12%)，作業時間增加，爐子壽命延長。目前已被各國廣泛採用。
還原劑過多時，由於爐料電阻率減小，電流增大，電極上抬，爐內化料速度減慢，電極周圍刺火嚴重，爐氣壓力與溫度上升，錳的揮發損失增大，爐底溫度下降，出爐困難，產品含矽量增高。此時應向電極周圍適量減碳，並調整料批中焦炭的配入量。
還原劑不足時，電極下插過深，電極消耗增大，負荷上不去，電流不穩定；爐口翻渣；爐渣中含錳量升高，產品中矽低磷高，渣多鐵少。此時可向電極周圍附加適量焦炭，並在料批中提高焦炭配比。
爐渣鹼度過高時，在爐內表現為電極上抬；料面刺火，翻渣；爐渣流動性差，出鐵量少，爐渣發暗百粗糙，斷面孔，冷卻後很快粉化。爐渣鹼度過低時，電極插入深，爐渣稀，流動性好，渣表面皺紋少，渣中跑錳多。針對上述情況，應及時調整石灰配入量將渣鹼度調整到正常範圍。
出鐵及澆鑄
正常生產電爐要按一定時間間隔定時出鐵，出鐵次數根據電爐大小容量而定。一般大電爐每班出鐵4~5次，中小型電爐每班2~3次。根據一些廠的生產經驗，在爐內冶煉狀況正常的情況下，適當延長出鐵間隔單間，對提高產品質量，降低焦比、電耗有較好作用。
新工藝
(1)爐料預熱和預還原。日本某廠一台40000KVA封閉式錳鐵電爐生產高碳錳鐵時，將爐料通過一台直徑3.5m,長75m的迴轉窯進行預熱及預還原錳礦，並將氧化鐵鱗和石灰乾燥脫除結晶水，爐料溫度達80℃時入爐。迴轉窯熱源來自封閉電爐煤氣。採用此法後電爐生產效率大大提高，電耗降低到2000kWh/t.
(2)留渣法生產高碳錳鐵。此工藝的特點是利用爐渣電阻熱代替電弧熱，促使爐內反應區擴大，達到降低電耗、提高元素回收率和生產能力的目的。
(3)採用電子計算機控制技術，可控制炭量，調整電極，儲存數據，控制料批稱量系統和加料運輸系統，使電爐式作穩定，電耗下降(平均達12%)，作業時間增加，爐子壽命延長。目前已被各國廣泛採用。
