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​高磷硅锰合金还原脱磷的优化研究:

硅锰合金我国锰矿资源丰富,但贫矿众多,高品位的锰矿资源基本依靠进口,导致锰系合金生产成本一直居高不下。城口、秀山等地,锰矿品位低,P、S等杂质元素含量高,生产的硅锰合金磷含量严重超标,产品价值低,制约着当地锰合金产业的高效发展。硅锰合金产量大、应用范围广,是炼钢常用的脱氧及合金添加剂,其产品质量在一定程度上决定着钢材的质量水平。硅锰合金中的P会污染钢液,引起钢的“冷脆”,降低钢材质量。因此,控制硅锰合金中的磷含量,使其国标化,是铁合金领域的重要课题。本课题探索了城口地区所生产的高磷硅锰合金的磷含量脱除问题,基于共存理论建立了合金熔体及熔渣的热力学模型;采用“感应炉+硅钼炉”进行还原脱磷的实验研究,借助ICP、XRD等检测手段,探讨了熔渣组分及工艺条件对脱磷的影响;采用感应炉,进行了吨级硅锰合金还原脱磷的工业化试验。得到以下几点结论:(1)基于所建立的熔渣的热力学模型,分析得出:对于三元CaO-SiO2-Al2O3渣系,熔渣脱磷能力随渣中CaO含量的增加而增加;硅锰合金对于四元CaO-SiO2-Al2O3-MgO渣系,熔渣脱磷能力随渣中CaO含量的降低,MgO含量的增加而增加。(2)对于高氟CaO-CaF2脱磷渣,CaO含量为25%,脱磷效果好,脱磷率达到75%;对于低氟CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2脱磷渣,在渣系成分为42:6:35:2:15时,脱磷效果优,脱磷率达到85%;对于无氟CaO-SiO2-Al2O3脱磷渣,添加Na2O不利于脱磷,三元熔渣成分在1400℃的低SiO2含量的低熔点区域中时,脱磷效果更好,初渣成分为58%CaO-4%SiO2-36%Al2O3-2%Na2O时,脱磷率高,达到71%。(3)体系氛围对还原脱磷有一定的影响,在分别采用硅钙合金及铝基脱磷剂进行脱磷时,结果均显示与大气氛围相比,氩气氛围下的脱磷效果更好。不同脱磷剂的脱磷温度存在差异,采用硅钙合金时,脱磷温度为1420℃;采用铝基脱磷剂时,脱磷温度为1400℃。混装+冲兑的脱磷剂加入方式,能减少脱磷剂的氧化损失,提高脱磷效率。(4)采用铝基脱磷剂,CaO-SiO2-Al2O3-MgO-CaF2硅锰合金脱磷渣进行工业化试验,脱磷率可达到70%。

硅锰合金