高碳锰铁厂家在冶炼硅锰合金渣比高的重要原因之一是所用锰矿多为贫矿和高锰渣,原料中所含AI2O3组分很难被还原(据统计,仅有55%的AI进入合金),几乎全部留在渣中。当渣中AI2O3含量高且渣温较低时,必然造成排渣困难。因此,生产中常采用添加造渣原料(白云石、萤石)加以解决。近年来,随着进口锰矿使用量的增加,为我国硅锰合金低渣比冶炼工艺的实施创造了良好条件。但在配矿方面,仍对炉料中AI2O3组分的影响作用重视不够,或存在某些误解,未能有意识的把铝锰比低的原料用于硅锰合金生产。
从理论上讲,终渣排放顺利与否取决于炉渣粘度,而渣的粘度大小是由渣的组成和温度决定的。渣中SiO2含量一定时,炉渣粘度大小是由渣中AI2O3含量多少和CaO、MgO含量与其比值决定的。当渣温度超过1500℃时,渣中AI2O3含量变化对渣粘度的影响并不明显。因此,降低原料的铝锰比和提高冶炼温度是排渣顺畅的技术保证。针对涉及硅锰合金的还原反应而言,如果原料中不含AI2O3,那么硅锰合金也可以采用无渣法冶炼。因此,降低原料中的铝锰比不仅有利于排渣,同时也是降低渣、铁比的重要条件。高碳锰铁对于同样原料条件下的冶炼过程(铝锰比相同),终渣中AI2O3含量高说明Mn、Si的回收率高,渣、铁比愈低。因此,目前某些厂家提出选用高AI2O3渣型进行硅锰合金低渣比冶炼,实际上并非指冶炼工艺对配料中的AI2O3含量的要求,而是由于合理配料取得的效果。选择铝锰比低的原料,形成AI2O3含量高的终渣渣型是硅锰合金低渣比冶炼工艺的标志。理论计算表明,当入炉Mn综合品位锰≥32%、原料中AI2O3<6%、Mn与Si的回收率分别达到85%和55%的条件下,渣铁比就可以控制为0.6-0.7.在实际生产中,硅锰合金低渣比的配料遵循以下原则:(1)根据不同的硅锰合金品种、确定入炉锰矿的综合品位(Mn%)和Mn/Fe比、P/Mn比;(2)采用BA=(CaO+1.4MgO)/AI2O3作为重要参量,控制入炉原料中的AI2O3组分含量合并溶剂(白云石)配入量;(3)根据一般碱度定义B=(CaO+MgO)/SiO2和Si的回收率,调整入炉原料中SiO2含量,满足冶炼过程对初渣碱度和终渣碱度的要求。
正确的炉前操作制度:硅锰合金冶炼过程中,矿热炉内炉料溶化和渣中主要成分MnO和SiO2的还原反应是同时进行的。从出炉到下一次出炉的一个冶炼周期内,如何使炉内的化料速度与半年反应速度相适应,高碳锰铁是实现低渣比冶炼的另一个重要环节。