锰铁基础知识

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1300℃，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1·2kg，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；GB7730.5—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，Mn3O4)随温度升高，被CO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(1000℃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(350℃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。