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高爐冶煉用的錳礦有氧化礦、碳酸鹽礦、焙燒礦和燒結礦。礦石中的錳是高爐錳鐵冶煉中的主要回收元素。錳礦石含錳量的高低直接影響錳鐵冶煉技術經(jīng)濟指標。
錳礦中的磷是高爐錳鐵生產(chǎn)中的控制元素,希望越低越好。磷在鋼鐵產(chǎn)品中大都屬有害元素。磷在高爐冶煉中理論上還原。因為其錳鐵爐灰因其顆粒度較小,比表面積大,易煅燒,不需大規(guī)模的碾碎工序,能夠節(jié)約廠商的固定資產(chǎn)出資和日常出產(chǎn)工作本錢。因此錳鐵產(chǎn)品中的磷含量取決于礦石、焦炭中的含磷量。但在高爐冶煉中,Mn的回收率和錳礦石的品位會在較大范圍內(nèi)變化,因此產(chǎn)品中的含磷量也隨之變化。
錳是鋼的基礎元素,鋼和鑄鐵幾乎都含錳,不同的鋼材中所含的錳量也是各不相同。
錳鐵優(yōu)化合金,改善鋼的內(nèi)在質(zhì)量,降低煉鋼合金成本,具有明顯的經(jīng)濟效益。
錳與氧和硫的親和力均較大,可改善鋼的熱加工性。
錳鐵中的錳又可作合金使用,還用于易切削鋼、合金結構鋼、軸承鋼、工具鋼等。其中耐磨高錳鋼還可廣泛用于制造挖土機、破碎設備。
無熔劑法。對于含氧化錳較高的富錳礦,可以用無熔劑法冶煉錳鐵、冶煉時爐料中不配加石灰,設備和操作類似硅鐵,并且是在還原劑不足的條件下采用酸性渣操作,爐膛溫度比熔劑法低約1320~1400 ℃,用這種方法生產(chǎn)既要獲得合格的高碳錳鐵,又要得到含錳大于35%、供冶煉錳合金用的低磷、低鐵富錳渣。入爐原料先作預處理,包括整粒、預熱、預還原和粉料燒結等,對電爐操作和技術經(jīng)濟指標起顯著改善作用。
此時錳的分配如下:入合金率為58%~60%,入渣率為30%~32%,揮發(fā)10%。顯然,用無熔劑法冶煉高碳錳鐵必須使用含錳高的富錳礦,并且要求礦中有頗低的磷含量。冶煉錳鐵用的錳礦一般要求錳鐵含錳30-40%,錳鐵比大于7,磷錳比小于0。該法雖然錳的回收率低,但用富錳渣冶煉錳合金時還可以回收絕大部分的錳,其錳的總回收率比熔劑發(fā)高。
無溶劑法冶煉高碳錳鐵的過程是連續(xù)的,爐料隨著熔化過程不斷加入爐中,料批可由300kg錳礦、60~70kg焦炭、15~20kg鋼屑組成。無溶劑冶煉時,產(chǎn)品單位電耗很低,并且容易生產(chǎn)出低硅的高碳錳鐵,這是因為大部分硅富集到渣中。