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硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其它元素组成的合金,是一种用途较广、产量较大的铁合金。含有足够硅量的锰铁合金,熔化温度范围 1075℃—1320℃。多在开口固定式矿热电炉中冶炼,近年已采用旋转、封闭式 电炉生产。硅锰合金是冶炼中低碳锰铁和金属锰的还原剂,也作为炼钢生产中的 复合脱氧剂和合金剂及脱硫剂。通常作为还原剂用的占40%,作脱氧剂和合金剂的占60%。
锰和硅是碳钢中所用的主要合金元素。锰是炼钢过程中较主要的脱氧剂之一,几乎所有的钢种都需要用锰来脱氧。因为用锰来脱氧时所生成的氧产物熔点较低,易于上浮;锰还能增大硅和铝等强脱氧剂的脱氧效果。所有的工业钢都需加入少量的锰作为脱硫剂,使钢能进行热轧、锻造及其它工艺而不致断裂,锰还是各钢种中较重要的合金元素,在合金钢中也会添加15%以上的锰以增加钢的结构强度。硅是生铁和碳钢中仅次于锰的较重要的合金元素。在钢生产中,硅主要用作熔融金属的脱氧剂,或作为合金添加剂使钢增加强度和改善其性能。硅还是一种有效的石墨化介质,它能使铸铁中的碳变成游离的石墨碳 。加入标准灰口铸铁和球墨铸铁中的硅可达4%。而大量的锰和硅都是以铁合金的形式添加到钢液中的:锰铁、硅锰和硅铁。
生产锰硅合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭、白云石(或石灰石)、萤石。生产锰硅合金可使用一种锰矿或几种锰矿(包括富锰渣)的混合矿。由于锰硅合金要求铁、磷含量比高碳锰铁低,故要求冶炼锰硅合金的锰矿有更高的锰铁比和锰磷比。所用的锰矿含锰越高,各项指标越好。
硅锰合金主要是作为钢铁生产的脱氧剂和合金剂的中间料,同时也是中低碳锰铁生产的主要原料硅锰合金是由锰、硅、铁及少量碳和其他元素组成的合金,是一种用途较广、产量较大的铁合金。其消耗量占电炉铁合金产品的第二位。硅锰合金里的硅和锰,与氧的亲和力较强,在炼钢中使用硅锰合金,产生的脱氧产物MnSiO3和MnSiO4熔分别是1270℃和1327℃,具有熔点低、颗粒大、容易上浮、脱氧效果好等优点。在相同条件下使用锰或硅单独脱氧,其烧损率分别是46%和37%,而用硅锰合金脱氧,二者烧损率者是29%。因此,它在炼钢中得到了广泛的应用,其产量增长速度高于铁合金的平均增长速度,成为钢铁工业不可缺少的复合脱氧剂和合金加入剂。含碳在1.9%以下的硅锰合金,还是用于生产中低碳锰铁和电硅热法金属锰的半成品。在铁合金生产企业,通常把炼钢使用的硅锰合金称作商品硅锰合金,把冶炼低碳铁使用的硅锰合金称作自用硅锰合金,把冶炼金属用的硅锰合金称作高硅硅锰合金。锰能与硅组成化合成硅化物MnSiO3、MnSiO和MnSiO3。从硅锰状态图中可以看出,较稳定的硅化物为MnSi。由于锰的硅化物生成自由能的负值,故远远大于锰的碳化物生产自由能的负值,在硅锰合金中含硅量愈高,则含碳量愈低。
硅锰合金的用途:
锰硅合金加入钢液中脱氧,脱氧产物为MnSiO3。比FeSiO3的熔点低,表面张力较大,容易从钢液中上浮,因而钢中夹杂物较少。锰硅合金脱氧时,锰和硅的利用率均较高,所以锰硅合金是良好的复合脱氧剂。锰硅合金的锰碳比高,特别适合冶炼含锰的低碳钢。由于镇静钢、高强度低合金钢、不锈钢、耐热钢等产量的增加,锰硅合金的用量也相应增加。
硅锰合金中锰的含量:
合金 牌号 | 对锰矿石的质量要求 | ||
Mn%≧ | Mn/Fe≧ | P/Mn≦ | |
FeMn60Si25 | 32.0 | 8.0 | 0.001-0.002 |
FeMn63Si22 | 32.0 | 6.8 | 0.001-0.002 |
FeMn65Si20 | 32.0 | 7.7 | 0.001-0.002 |
FeMn65Si17 | 32.0 | 6.5 | 0.001-0.002 |
FeMn65Si14 | 32.0 | 5.5 | 0.001-0.002 |
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