要想生產出高含量的硅錳合金，這些知識你必須掌握

硅錳合金是煉鋼常用的復合脫氧劑，又是生產中，低碳錳鐵和電硅熱法生產金屬錳的還原劑。

硅錳合金可在大中小型礦熱爐內采取連續式操作進行冶煉。目前，世界上硅錳合金電爐正向大型化、全封閉的方向發展。

生產硅錳合金的原料有錳礦、富錳渣、硅石、焦炭。

生產硅錳合金可使用一種錳礦或幾種錳礦(包括富錳渣)的混合礦。為保證煉出合格產品，礦石中的錳鐵比和錳磷比應滿足一定要求

所用的錳礦含錳越高，各項指標越好，圖1為錳礦品位對硅錳合金技術經濟指標的影響。錳礦中二氧化硅含量通常不受限制。采用含二氧化硅較高的錳礦(30~40%SiO2)來冶煉硅錳合金在技術上是允許的，在資源利用上是合理的。

錳礦中的雜質P2O5要低，P2O5使合金中磷含量升高。錳礦粒度一般為10~80mm，小于10mm不超過總量的10%。

對于硅石的要求，SiO2≥97%，P2O5<0.02，粒度10~40mm，不帶泥土及雜物。

對于焦炭的要求，固定碳≥84%，灰分≤14%，焦炭粒度，一般中小電爐使用3~13mm，大電爐使用5~25mm。

對于石灰的要求與碳素錳鐵對石灰的要求相同。

為了改善硅的還原，爐料中必須有足夠的SiO2使在酸性渣中進行冶煉，渣中SiO2過高，會使排渣困難，通常冶煉硅錳合金的爐渣成分

錳的高價氧化物不穩定，受熱后容易分解和被CO還原成低價的氧化物MnO，在1373K~1473K的溫度區間，錳的高價氧化物已經分解或還原成MnO。MnO較穩定，只能用碳直接還原，由于爐料中SiO2較高，MnO在沒開始還原時就與它反應成硅酸鹽，富錳渣中的硅錳也是硅酸鹽的形式存在，因此從MnO中還原錳的反應，實際上是液態爐渣的硅酸鹽中進行還原的。

由于錳與碳組成穩定的化合物Mn3C，用碳還原MnO得到的不是純錳，而是錳的化合物Mn3C。

爐料中的氧化鐵比氧化錳容易還原，還原出來的鐵與錳組成共熔體，大大改善了MnO的還原條件。

由于硅與錳生成比Mn3C更穩定地化合物MnSi，當硅遇到了Mn3C時，Mn3C中的碳被排擠出來，使合金含碳量下降被還原出來的硅越多，碳化物破壞得越徹底，合金的含碳量就越低。由于還原出來的硅與錳結合生成MnSi，從而改善了還原條件。

合金中的含硅量越低，SiO2的開始還原溫度越低，例如，冶煉硅錳20時，SiO2開始還原溫度為1763K，冶煉硅錳14時為1748K。

生產硅錳合金的工藝與生產碳素錳鐵基本相同，但在爐況的掌握上比生產碳素錳鐵要難些。為此在操作上更要求做到精心細致，正確的判斷爐況和及時處理。

正常爐況的標志是電極插入深度合適，爐料均勻下沉，爐口冒火均勻，成分穩定和各項技術經濟指標良好。準確的配料比是保證得到正常爐況的關鍵。

配料比中的主要問題是配碳量問題。當爐料中還原劑過多時，爐料導電性增強，電流上漲電極上抬，坩堝縮小，疵火塌料現象增多，爐口的外觀和煉硅鐵時的還原劑過多時有些相同，由于爐料中有過多的還原劑，二氧化硅還原較多因而合金中硅高。若還原劑過剩量太大，電極上抬很嚴重，爐底溫度低，合金中硅含量反而下降。

當爐料中還原劑不足時，電極下插深，爐口火焰低，發暗，由于還原劑不足，渣中二氧化硅高，渣發粘，出鐵時鐵渣不分，合金中硅低碳高。

配碳量是根據公式計算出來的，但要把爐上的一些實際情況考慮進去。例如爐渣堿度大渣稀，出鐵帶走的生料多，配料量可以大些，又如舊的出鐵口爐眼大，出鐵時帶走的焦炭多，配碳量也要大一些。

爐渣的堿度對硅錳合金的冶煉也有很大的影響。

堿度過高，成渣溫度大大下降，爐內溫度提不高，加之CaO與SiO2結合成硅酸鹽，這些都使SiO2的還原困難，合金含硅量上不去。此外，堿度過高，爐渣過稀，出鐵時帶走的生料多，出鐵口也容易燒壞，爐眼也不好堵，因此堿度太高是不好的。

堿度太低，渣發粘，排渣困難，排渣不徹底，容易引起翻渣，堿度太低，電阻大，爐渣的導電性大大下降，常常給不滿負荷，因而爐溫低，坩堝縮小，化料速度慢，生產率低。由于爐溫低和渣發粘，SiO2還原發生困難，合金中硅低碳高，渣中跑錳多。

生產中可根據渣量和渣的流動性來判斷爐渣堿度，正常冶煉時，每爐的渣量和鐵量在一定范圍內波動。若出渣過多，出鐵較少，說明堿度高;若渣量少，流不出來，出鐵口掛渣，說明堿度低。爐渣的流動性和堿度直接相關，渣稀，堿度就高、渣粘、堿度就低。

二氧化硅是較難還原的氧化物，它的還原程度與還原劑的用量特別是與爐溫有關。因此，冶煉硅含量較高的硅錳合金除適當增加還原劑的用量外，關鍵是怎樣提高爐內的溫度。

我們知道，在連續冶煉法中，爐渣的熔點對爐溫有很大的影響。在冶煉硅錳合金時，因為爐渣中的SiO2和MnO在1240℃會組成低熔點的共晶體，而從MnSiO3中還原得到含硅20%的開始還原溫度為1490℃，因此冶煉高硅硅錳合金的主要困難也是爐溫問題。

錳礦的品位和塊度對爐溫是有影響的。錳礦含錳越高，渣量就少，爐溫容易上去。錳礦塊度大，透氣性好，整個爐口冒火，料層均勻下沉。原料預熱好，落入下部反應區時帶入較多的熱量，同時塊度大，熔化很慢，成渣溫度也高，這都有助于爐溫的提高。

提高合金的含硅量，還要有一個合適的爐渣成分。生產實踐指出，當堿度(CaO/ SiO2)在0.5~0.7之間，合金含硅量高。此外，爐渣中含有少量的(5~7%)MgO能大大改善爐渣的流動性，又利于爐溫的提高，這都能促進SiO2的還原。

電極工作端的長度對爐溫是有直接影響的。9000~12500KVA的電爐冶煉硅錳合金時電極的正常埋入深度為1.2~1.4米，工作電壓為130~145V;3000~6000KVA的電爐冶煉硅錳合金時電極的正常埋入深度為600~800mm。

此外，如出鐵口處爐壁變薄，出鐵口爐眼太大造成出鐵時淌生料嚴重，也都影響爐溫的提高，從而影響合金中硅含量的提高。