锰铁基础知识

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锰铁基础知识手册

第一篇锰铁的分类

一、概述

锰铁是锰与铁的合金。由于锰与氧、硫亲和力比较大,故锰铁是炼钢生产中钢液的脱氧剂和脱硫剂。锰能细化钢的晶粒,提高钢的淬火深度,所以锰铁又作为合金元素加入剂。钢的强度极限随着锰含量的增加而增大,一般情况下每增加1%的锰,强度极限提高10kgf/mm2,钢的塑性极限相应地也得到提高。当锰含量大于10%时,钢在大气中的抗腐蚀性大大增强;锰还能减轻氧和硫对钢的危害,从而可以提高钢的可锻性和可轧性。锰铁由电炉冶炼。高炉锰铁原标准为GB4007 高炉锰铁,96 年与电炉锰铁合为一个标准,即GB/T3795—96。

锰铁根据其含碳量不同分为三类:

低碳类:碳不大于0.7%

中碳类:碳不大于0.7%至2.0%

高碳类:碳不大于2.0%至8.0%

电炉高碳锰铁:电炉高碳锰铁是含有少量硅、磷、硫杂质的Mn-Fe-C 三元合金,锰铁中锰与铁之和为92%左右,含碳量6%-7%。

高炉高碳锰铁:高炉法是高碳锰铁生产最早采用的一种方法。该法以焦炭作为还原剂和热源,白云石或石灰作熔剂,用高炉生产高碳锰铁。

中低碳锰铁:中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金,熔点接近

1300C,密度7.2-7.3g/cm3;按照其含碳量的不同,中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。

二、用途

电炉高碳锰铁主要用于炼钢作脱氧剂、脱硫剂及合金添加剂,另外随着中低碳锰铁生产工艺的进步,高碳锰铁还可应用于生产中低碳锰铁。

高炉高碳锰铁:用于炼钢作脱氧剂或合金元素添加剂。

中低碳锰铁:中低碳锰铁广泛应用于特殊钢生产,是炼钢的重要原料之一; 同时也应用于电焊条的生产。

三、牌号和化学成分

根据GB/T3795—96规定,锰铁按锰及杂质元素含量的不同分为14个牌号, 其化学成分应符合表6-6-23和表6-6-24的规定。

表6-6-23电炉锰铁化学成分(电炉锰铁按锰及杂质含量的不同,分为9个牌号)

表6-6-24高炉锰铁化学成分(高炉锰铁按锰及杂质含量的不同分为5个牌号)

从别的网站找到的标准(版本二):国际锰铁标准

四、物理状态

铁一般以块状交货,也可以粒状交货,其供货粒度应符合下表的规定

锰铁粒度规格

*中碳锰铁粉剂

从别的网站找到的标准(版本二):

锰铁的颗粒粒度

五、检验标准

1、质量检查和验收。产品的质量检查和验收应符合GB/T3650—95《铁合金验收、包装、储运、标志和质量证明书的一般规定》的要求。

2、组批。锰铁含锰波动在4%范围内的同牌号同组级的归为一批交货。

3、取样。化学分析用试样的采取,按GB/T4010—94《铁合金化学分析用试样采取和制备》进行。

(1)取液体样:在铁水浇铸1/2 时,用洁净的铁质样勺接取液体样,或从

中间的一个锭模中部自下向上采取液体样。每炉取样应不少于0.2kg。

(2)固体取样:在中间合金锭上沿对角线三分线段的中点取柱状金属块。然后在这些金属块的上、中、下部位各取一个小样。每个小样重量应大约相等。取样总量不少于该炉总重量的0.03%。

4、取样验证

(1)大堆取样验证:批量不足10t时,应从不同部位随机采取不少于15个小样;批量为10t以上、不足30t时,应从不同部位随机采取不少于25个小样;批量为30t 以上时,应从不同部位随机采取不少于30 个小样。每个小样重量应大约相等,其块度不小于20*20mm。取样总量应不少于批量的0.03%。所取小样应全部破碎至10mm以下,用四分法缩分至12kg,混匀后分成两等份,一份制样作分析用,一份作保留样。

(2)包装验证取样:每批应随机选取不少于10%的包装件。在每件总随机采取重量大约相等一块小样,其块度不小于20*20mm,小样总数不得少于12个, 最多30个。所取小样应全部破碎至10mm以下,用四分法缩分至1 2kg,混匀后分成两等份,一份制样作分析用,一份作保留样。

5、制样。化学分析试样的制备按GB/T4010—94《铁合金化学分析用试样采取和制备》进行。

6、化学分析方法:相应各元素按下列进行检验:GB7730. 1—87 电位滴定法测定锰量;GB7730.2—87 高氯酸脱水重量法测定硅量;GB7730.3—97 碱量滴定法测定磷量;GB7730.4—87 钼蓝分光光度法测定磷量;G B7730 . 5—88红外线吸收法测定碳量;GB7730.6-88气体容量法测定碳量;GB7730.7—88重量法测定碳量;

GB7730. 8—88红外线吸收法测定硫量。

7、粒度测定。粒度测定采用GB/T13247—91。

六、包装、储运、标志和质量证明书

1、中、低碳锰铁应采用桶装、集装箱包装,包装箱外应有明显的标志。高碳锰铁可采用散装。袋装和集装箱包装,采用袋装,集装箱包装时,包装物外面应有明显的标志。

2 、储运,标志和质量证明书。产品的储运,标志和质量证明书应符合GB/T3650—95。

第二篇锰铁的冶炼

一、高炉冶炼

一般采用1000米3以下的高炉,设备和生产工艺大体与炼铁高炉相同。锰矿石在由炉顶下降的过程中,高价的氧化锰(MnO2 , Mn2O3 , Mn304)随温度升高,被C0逐步还原到MnO。但MnO只能在高温下通过碳直接还原成金属,所以冶炼锰铁需要较高的炉缸温度,为此炼锰铁的高炉采用较高的焦比(1600 公斤/吨左右)和风温(1000C 以上)。为降低锰损耗,炉渣应保持较高的碱度(CaO/SiO2 大于1.3)。由于焦比高和间接还原率低,炼锰铁高炉的煤气产率和含CO量比炼

铁高炉为高,炉顶温度也较高(350C以上)。富氧鼓风可提高炉缸温度,降低焦比,增加产量,且因煤气量减少可降低炉顶温度,对锰铁的冶炼有显著的改进作用。

二、电炉冶炼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。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)。现

代工业生产大多采用无熔剂法冶炼碳素锰铁,并与锰硅合金和中、低碳锰铁的冶炼组成联合生产流程。

现代大型锰铁还原电炉容量达40000〜75000千伏安,一般为固定封闭式熔剂法的冶炼电耗一般为2500〜3500千瓦?时/吨,无熔剂法的电耗为2000〜3000 千瓦?时/吨。

锰硅合金用封闭或半封闭还原电炉冶炼。一般采用含二氧化硅高、含磷低的锰矿或另外配加硅石为原料。富锰渣含磷低、含二氧化硅高是冶炼锰硅合金的好原料。冶炼电耗一般约3500〜5000 千瓦?时/吨。入炉原料先作预处理,包括整粒、预热、预还原和粉料烧结等,对电炉操作和技术经济指标起显著改善作用。

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