搖包法

高硅錳硅合金是生產低碳錳鐵的一種原料, 高硅錳硅合金的質量好壞直接決定低碳錳鐵的質量。傳統的高硅錳硅合金是在電爐中生產, 即利用提高產品中硅元素含量來控制碳元素含量, 硅一般都必須控制在22%以上。生產過程中, 爐況波動較大, 產品質量不穩定, 品級率低。而利用搖包工藝生產高硅錳硅合金, 雖然開發難度大, 但它潛在的經濟效益與社會效益非常顯著, 與傳統生產方法相比, 不論是生產成本, 還是產品質量都有明顯的優勢 ^[1]  。

中錳渣搖包生產高硅錳硅合金, 主要是利用硅鐵中Si的與液態錳渣中的MnO在搖包中發生氧化還原反應生成Mn與SiO2, 反應式為：Si+2MnO=2Mn+SiO2+Q

該反應為劇烈的放熱反應, 不需加熱, 反應放出的熱量能夠保證硅鐵熔化並維持反應系統內的温度。由於原料中的雜質元素碳、磷都很低, 又不需要經過爐內冶煉, 因此高硅錳硅合金中的碳、磷都非常低且穩定。

1.不需要爐內冶煉過程, 充分利用了廢渣的熱量及硅鐵與渣中MnO反應放出的熱量, 節省電能。

2.無廢水、廢氣產生, 不污染環境。

3.進口錳礦中元素回收率由提高到以上, 減少進口錳礦的使用量。

4.生產出來的高硅錳硅合金雜質C、P含量極低, 是傳統方法生產高硅錳硅合金無法達到的, 能直接生產出高牌號的低碳錳鐵, 而且生產低碳錳鐵過程中不須要加入價格昂貴的電解金屬錳。

5.產品高硅錳硅合金質量穩定, 品級率高。

6.產品成本低。

7.操作簡單、方便、安全可靠 ^[2]  。

搖包法生產主要是利用搖包內的放熱反應, 在不添加外來熱源而只提供動力學條件的情況下, 生產鐵合金產品的一種工藝。從技術上看, 由於硅鐵熔化需要吸收大量熱量, 以及搖包過程本身是一個散熱過程, 反應放熱如果太少, 則反應不能順利進行。

反之, 如果反應放熱太多, 將導致搖包內渣液温度過高, 超過搖包內襯的負荷軟化温度, 內襯將被沖刷進入渣中, 造成搖包穿包。

所以, 是否能夠控制搖包內温度成為能否正常生產的關鍵。另外, 搖動結束後終渣鹼度至關重要, 因為終渣鹼度決定終渣粘度, 粘度過大, 反應後的高硅錳硅合金無法沉澱下來, 將混人渣中, 導致產量低, 嚴重時無鐵產生。在實際操作中,中錳渣的成分控制直接決定搖包的效果。因為中錳渣中錳含量高低決定單位渣液中放熱量多少, 也就決定了搖包內的温度, 中錳渣的鹼度也可以直接決定終渣的鹼度。所以, 搖包法生產高硅錳硅合金效果的好壞, 關鍵在於中錳渣成分的控制 ^[1]  。

1.中錳渣搖包法生產高硅錳硅合金是一項操作上可行的新工藝, 它具有傳統工藝無法比擬的優越性, 將成為高硅錳硅合金生產的發展方向。

2.中錳渣搖包法生產高硅錳硅合金工藝的關健在於對中錳渣成分的控制 ^[2]  。