大型封闭炉冶炼高硅硅锰工艺探讨前言：高硅硅锰做为普通硅锰产品的一种深加工因其杂质含量 低，尤其是低C,低S,低p产品，高硅硅锰传统的冶炼电炉为敞 口或半封闭炉1. 封闭炉冶炼高硅硅锰的原理高硅硅锰合金生产的原理和冶炼普通硅锰合金的原理相同 主要化学反应式如下：(MnO)+(1+X)C=[MnCx]+CO(SiO2)+2C=[Si]+2CO(SiO2)+2C+[MnSiCx]=MnSiCx+2CO高硅硅锰和普通硅锰合金的区别在于合金含硅量不同，对以 生成的碳化物的破坏形式不同当[Si]<23.5%时，破坏碳化物的 形式为： (MnFe)7C3+7Si=(MnFe)Si+3C当[Si]〉23.5%时，硅破坏碳化物的形式为：(MnFe)7C3+10Si=7(MnFe)Si+3SiC碳还原出来的硅和锰结合生成MnSi,从而改善了还原条件， 合金中含硅越高， SiO2 开始还原温度也越高生产硅 14%的硅锰 时，SiO2开始还原温度是1475°C；生产含硅20%的硅锰时，SiO2 的开始还原温度是1490C，含硅28%的高硅硅锰时，Si02开始 还原温度是 1510C2. 大型封闭炉冶炼高硅硅锰的难点2.1 电极居高不下，不易下插，刺火严重；炉口温度高，设备损 坏大；无功损失大，功率因数低。
2.2 高硅硅锰合金铁水温度高，出炉时间长，出铁口氧化侵蚀严 重易烧穿，难于维护2.3 高硅硅锰合适渣型的选择2.4 炉温高，烟气和粉尘产生量大，烟道与煤气净化系统负荷大3. 大型封闭电炉生产高硅硅锰的条件3.1 高硅硅锰合金成分及牌号MnSiCPS55-65>27<0.01<0.15〈0.0153.2 原料的合理搭配高硅硅锰冶炼和普通硅锰冶炼所需的原料一样为锰矿、焦 炭、硅石但冶炼高硅硅锰比冶炼普通硅锰更讲究矿的搭配合理， 锰矿的品位、杂质含量、熔点、硬度、矿物结构和矿物组成等， 都对冶炼过程产生影响在充分考虑矿的冶金特性的同时，还要 考虑块矿，粉矿、熟料、生料搭配，来保证炉料的透气性，还原 性在选择入炉品位高的同时，还要考虑原料的矿性要好，锰矿 还原是从高价锰逐步向低价锰还原527°C 900°C 1172°C—>MnO2 Mn2O3> —>Mn3O4 MnO熔化从MnO2到Mn2O3洌MnsOq,再到MnO,每一步都需要消耗 焦炭，因此，氧含量高的锰矿需要消耗更多的焦炭，比如使用含 氧量低的褐锰矿比使用软锰矿和硬锰矿冶炼效果更好一些；硫是 炉渣熔体的表面活性物质，对 MnO 的熔态还原起催化作用； MnCO3可直接分解为MnO和CO2，从而减少了还原过程的焦炭 用量，因此碳酸锰和高硫矿对指标的改善比较明显。
冶炼高硅硅 锰入炉品位必须保证 36%以上3.3 还原剂（焦炭）的选择高硅硅锰所需焦炭即要具有良好的化学性能又要有良好的 物理性能即：反应性能好、比电阻高、固定碳含量高、强度大、 块度适宜、透气性和热稳定性好、价格便宜某铁合金厂冶炼高硅硅锰使用的还原剂（焦炭）主要是冶金 焦也可以搭配硅石焦和气煤焦通过近几年在几台大型电炉上 的使用效果较好各台电炉在焦炭品种固定的情况下，在粒度上 进行了不断的摸索和尝试我们认为12500—16500KVA的电炉 焦炭粒度应在18—25mm,在25000KVA的电炉上使用22— 35mm,或 25—40mm□3.4 渣型的选择高硅硅锰和普通硅锰渣型的选择一样有三种：镁渣型、钙渣 型和铝渣型从理论上说，使用镁渣型和铝渣型有利于硅的还原， 对生产高硅有利但某铁合金厂使用的矿中氧化镁和氧化铝含量 较低，得另外增加含氧化镁和氧化铝较高的附加物来提高渣中氧 化镁和氧化铝的含量并且该厂自产的中锰渣较多，从综合利用 和降低成本考虑选择钙渣型虽然 SiO2 和 CaO 易形成低熔点硅 酸盐抑制硅的还原，不利于高硅硅锰生产但通过生产实践，使 用钙渣型同样能满足高硅硅锰的生产要求。
合金含硅最高可达 36%钙渣型、镁渣型、铝渣型其炉渣成分及优缺点见下表：类 别SiO2CaOMgOAL2O3FeOMn优点缺点钙3823380.024易于控制，调整炉Si的利用率低，渣%z况快渣量大回收率在型41%28%9%13%8%81-83%之间可以提高MgO与合金Si较高，低SiO2的活度，促进于18.5%后，合镁38121580.024还原，Si的利用率金Si迅速下降渣%z高，降低了渣量及另外，一旦渣中型42%15%20%13%8%渣中跑锰，回收率CaO含量升高高一般在时，合金Si也迅82~84% 之间渣量少，即低渣比炉渣粘稠，不易生产硅锰合金，由排出，炉渣温度铝28182200.024于炉渣温度高达高，现场环境比渣%z1700 °C，可提高Si较恶劣，靠附加型36%24%6%30%8%的利用率，回收率萤石来改善炉渣高一般在83~86%流动性，炉气对之间设备损坏比较严 重3.5 炉渣碱度的控制高硅硅锰渣型的好坏需要炉渣的碱度来控制，碱度高低都各 有利弊使用高碱度操作虽然炉渣流动性好，渣中跑锰低但是 碱度高炉渣导电性增强，电极不易下插，炉口温度高，锰挥发严 重，热损失大，设备损害大；碱度高炉墙特别是对出铁口的冲刷 侵蚀严重，易造成出铁口烧穿；碱度高硅的利用率降低。
使用低碱度操作电极下插好，对出铁口损失相对较小，并且 硅的利用率高但是炉渣的流通性不好，出铁口排渣困难，渣中 跑锰高因此高硅硅锰要有一个合适的炉渣碱度通过实践认为 碱度在 0.6—0.75 之间较为合适渣型和碱度表：渣样MnSiO2CaOMgOFeOAL2O3R313.9546.3425.65.580.3298.710.6724.6444.625.466.740.4199.060.7233.9944.8225.96.080.3079.260.7142.3942.5726.24.880.310.20.7353.3542.8727.24.950.208.970.753.6 二次电压的选择在保持炉况良好的前提下，二次电压不应选择过低，以便使 炉子达到最大的总效率，获得好的技术经济指标炉料中焦炭性质不同时，如其电阻较低，所用的电压应选择 较低些反之，焦炭的电阻较高时，所用的电压应选择高些不同容量的炉子所选的二次电压也不相同容量越大，所用 二次电压要越高，容量越小的炉子，所用电压应低些 3.7 合理的供电制度，提高功率因数合理的供电制度，既能保证电炉有效的利用电能，同时也能 保证电炉有一个好的经济技术指标，高硅硅锰生产电极不易下 插，功率因数低。
但是低压无功补偿设备同时解决上诉两个问题， 也为封闭电炉冶炼高硅硅锰创造了条件3.8 参数的选择合理的电炉参数是冶炼任何品种的先决条件，由于冶炼高硅 硅锰需要较高的炉膛温度，炉膛温度高有利于二氧化硅的还原且 有利于合金硅的提高因此高硅硅锰合适的极心圆直径比普通硅 锰小，比硅铬大极心圆功率一般达到2100Kw/m?即可满足要求极心圆大，炉膛温度偏低，硅还原率低，合金提硅困难；极心圆 小，炉膛功率过大，电极难以下插，热损失大，电耗增加3.9 出铁口的维护高硅硅锰炉温高，渣铁温度高，对出铁口冲刷，侵蚀严重 使用率是普通硅锰的1/3对此特点采取以下几项有效的措施： （1 ）缩短出炉时间（2） 在正常情况下，不能电烧开眼，要求用开眼机开眼3） 堵眼要深堵，外口也要用泥球封好，减少氧化4） 调整渣型，合理控制炉渣碱度，合理控制电极工作端和电 极位置3.10 煤气系统的超负荷运行因高硅硅锰冶炼温度高，锰挥发大，粉尘多煤气系统和上升 烟道承受压力大，烟道特别是煤气的下降管经常堵，冬天更是严 重鉴于寒冷气候及煤气湿法回收水处理投资大的特点建议用干 法，锰尘回收利用4. 结论（1 ）封闭炉冶炼高硅硅锰的入炉品位必保 36%以上，且炉料搭 配合理，矿的综合矿性好。
2） 焦炭粒度合适，25000KVA的电炉焦炭粒度22—40mm3） 碱度控制在0.6—0.75 之间4） 电极的极心圆不宜过大，合理电压，合理的供电制度5）加强出铁口的维护，炉眼砖采用碳化硅砖砌筑，以防止氧化6）干法除尘更适应封闭电炉冶炼高硅硅锰合金。