[發明專利]用精煉電爐生產高硅錳硅合金工藝

無效

• 申請號: 200810068700.9
• 申請日: 2008-03-31
• 公開（公告）號: CN101550467A
• 公開（公告）日: 2009-10-07
• 發明（設計）人: 漆瑞軍;陳宏
• 申請（專利權）人: 漆瑞軍;陳宏
• 主分類號: C21C5/52
• 分類號: C21C5/52
• 代理公司: 遵義市遵科專利事務所
• 代理人: 劉學詩

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶煉中的鐵合金冶煉技術領域，尤其 涉及在用精煉電爐生產高硅錳硅合金工藝。

背景技術

高硅錳硅合金是一種特種鐵合金。鐵合金是由一種或 兩種以上金屬或非金屬元素與鐵元素組成的合金。鐵合金 是鋼鐵工業和機械行業必不可少的重要原料，其主要用途 是在煉鋼和鑄造過程中作為脫氧劑，脫硫劑和合金添加劑。

鐵合金種類繁多，分類方法也多，一般是按鐵合金中 主元素分類，也可按生產工藝方法，鐵合金中含碳量進行 分類等。在種類繁多的鐵合金品種中，將用于優質合金鋼 生產的生產工藝復雜，技術含量高，雜質含量低的少量鐵 合金品種稱為特種鐵合金，高硅錳硅合金就是其中的一種。

高硅錳硅合金有多種牌號，其中微碳高硅錳硅合金含 碳量很低(C＜0.05％)，用途主要作生產金屬錳和微碳錳鐵 (也稱純凈錳鐵)的半成品，也可在生產優質合金鋼時直 接作脫氧劑，脫硫劑用。

高硅錳硅合金通常是在礦熱電爐中采用連續法生產， 因要求碳含量很低，硅必須高(si＞25％)，因此生產工藝 難度大，單位電耗高，在鐵合金生產技術領域被認為是一 種難生產的產品，工藝技術操作要求比較高。

本發明用精練電爐采用間斷法生產高硅錳硅合金，是 一全新的生產工藝。按該工藝生產的高硅錳硅合金與在礦 熱電爐里連續法生產出來的高硅錳硅合金相比，碳含量更 容易達到微碳高硅錳硅合金的標準(C＜0.05％)。該工藝還 有單位電耗低，生產工藝比較好控制等優點。目前，我國 傳統的高硅錳硅合金生產工藝是遵義鐵合金廠于一九五九 年研發成功的。在近五十年的生產過程中產品質量不斷提 高，生產工藝不斷改進，但基本工藝方法未變。前三、四 十年高硅錳硅合金只作為電硅熱法生產金屬錳的半成品。 近十幾年一些鋼廠需要與金屬錳含碳量相當或更低的一些 錳鐵，稱為微碳錳鐵(也稱為純凈錳鐵)，這樣要求其半成 品高硅錳硅合金含碳也必須是微量，碳要低于0.05％。國內 有少數廠家可生產低、微碳高硅錳硅合金和微碳錳鐵，生 產工藝基本延續傳統工藝。生產高硅錳硅傳統工藝是以富 錳渣，硅石作原料，以焦碳作還原劑并加入白云石等作熔 劑，在礦熱也爐里連續法生產。

在礦熱電爐里冶煉高硅錳硅合金，其主要冶煉原理是 用碳還原富錳渣及硅石中的錳和硅生產高硅錳硅合金，主 要化學反應式是：MnO.SiO₂+3C＝MnSi+3CO；錳硅合金中的 碳含量隨著硅含量的增加而減少，其化學反應式是： [MnC₃]+[Si]＝[MnSi]+3C；從錳硅合金中硅含量與碳含量 的關系曲線看出，若想獲得碳低于0.1％的高硅錳硅合金， 硅含量要大于27％；要想獲得碳低于0.05％以下的微碳高硅 錳硅合金，硅含量應大于30％，一般要控制在31～34％。再 提高硅含量，碳下降微乎其微，而工藝操作難度增加了。 在冶煉過程中原料中磷約65～70％進入合金，鐵約90～95％ 進入合金。

高硅錳硅合金冶煉原理與普通錳硅合金冶煉原理相 同，從硅錳合金生產的熱力學條件可知，硅含量愈高，所 需的還原反應溫度愈高。因此生產高硅錳硅合金應保持比 生產普通錳硅合金較高的爐溫，也因此在生產工藝操作上， 高硅錳硅合金比普通錳硅合金的生產難度要大，對生產工 人的技術要求比較高，對原料的條件要求也高。目前國內 能生產高硅錳硅合金的廠家還不多。

在礦熱電爐生產含硅高于30％的高硅錳硅合金每噸產 品主要消耗如下：富錳渣(含低鐵、低磷高錳優質錳礦) 耗1650～1750公斤/噸；焦碳耗800公斤/噸；電耗5000～ 6000千瓦小時/噸；硅石耗400～600公斤/噸；白云石耗 300公斤/噸；電極糊耗80公斤/噸。

生產高硅錳硅合金的成本主要由富錳渣(錳礦石)、電、 焦碳等構成。現在錳礦石(尤其進口錳礦石)價格大漲， 致使富錳渣成本大幅上升，生產含硅高于30％的高硅錳硅合 金所需的低磷、低鐵、高錳的富錳渣價格要達到5000～6000 元/噸，使其高硅錳硅合金的價格達到15000～16000元/噸。 高硅錳硅合金成本(價格)的大幅上升，又影響到金屬錳 及微(低)碳錳鐵的成本上升。

總的說，提高高硅錳硅合金微碳的品級率，降低生產 成本需要有穩定的生產工藝條件、需要有較高技術水平的 工藝技術人員和生產工人。

發明內容