锰铁的还原冶炼有熔剂法(又称低锰渣法)和无熔剂法(高锰渣法)两种。熔剂法原理与高炉冶炼相同,只是以电能代替加热用的焦炭。通过配加石灰形成高碱度炉渣(CaO/SiO2为1.3~1.6)以减少锰的损失。无熔剂法冶炼不加石灰,形成碱度较低(CaO/SiO2小于 1.0)、含锰较高的低铁低磷富锰渣。锰铁常常被还作为合金剂使用,它的出现在钢液中有一定的除杂作用。此法渣量少,可降低电耗,且因渣温较低可减轻锰的蒸发损失,同时副产品富锰渣(含锰25~40%)可作冶炼锰硅合金的原料,取得较高的锰的综合回收率(90%以上)。
近年来,硅铁、锰硅合金在消费中的占比发生了很大变化,由于锰硅合金既可以脱氧,又可增加钢中的锰含量,提高钢的强度,所以锰硅合金用作脱氧剂的用量占比逐渐高于硅铁。硅铁除了用来炼钢,另一重要用途是用来冶炼金属镁。
用作合金剂。合金元素不但能降低钢中的杂质含量,而且还能调整钢的化学成分,常用的合金元素有硅、锰、铬、钼、钒、 钛、钨、钴、硼、铌等。含有不同合金元素和合金含量的钢种具有不同的特性和用途。
用作还原剂。另外硅铁可以作为生产钼铁、钒铁等铁合金的还原剂,硅铬合金和硅锰合金可以分别作为精炼中低碳铬铁和中低碳锰铁的还原剂。
锰是元素周期表第四周期的第七组元素。锰非常容易在空气中氧化。在加热条件下,粉末锰可与氯,磷,硫,硅和碳结合。自然界中已知有约150种含锰矿物,它们是氧化物,碳酸盐,硅酸盐,硫化物,硼酸盐,钨酸盐,磷酸盐等。正火处理后的钢,其机械性能较退火后的高,成本也较低,所以应用较多。然而,锰含量较高的矿物质不多。下面我们来看看锰铁合金粉末原料-锰矿与铁矿。
几种常见的锰矿物如下所述。锰矿单斜晶系,稀有晶体,和葡萄状聚集体,也以致密块状和树枝状形式存在。颜色和条纹是黑色的。中、低碳锰铁也用热兑法,通过液态锰硅合金和锰矿石、石灰熔体的相互热兑进行生产。半金属光泽。硬度为4至6,比重为4.4至4.7。硬锰矿主要是外部生成因子。它存在于锰沉积物的氧化区和沉积的锰沉积物中。它也是锰矿石中常见的锰矿物,也是锰冶炼的重要矿物原料。
锰在元素周期表上位于第四周期,第VIIB族,属于比较活泼的金属,加热时能和氧气化合,易溶于稀酸生成二价锰盐。
在钢铁工业中主要用于钢的脱硫和脱氧;也用作为合金的添加料,以提高钢的强度、硬度、弹性极限、耐磨性和耐腐蚀性等;在高合金钢中,还用作奥氏体化合元素,用于炼制不锈钢、特殊合金钢、不锈钢焊条等。此外,还用于有色金属、化工、食品、分析和科研等方面。铁矿石主要用于钢铁工业,冶炼含碳量不同的生铁(含碳量一般在2%以上)和钢(含碳量一般在2%以下)。
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