补充资料：锰硅合金

锰硅合金
ferromanganese silicon

性质锰硅二元系相图见图1。在高温液相区有 两个稳定化合物，Mnssi3和Mnsi。在液相线下的化合 物有Mn6Si、Mnosi、Mn3Si、Mn5Si:和Mnllsig等。锰硅 合金中含有约20%Fe，Mn一Si一Fe合金在锰角的液相 线投影图见图2。图中的粗黑虚线为有铁存在时Mn一Si Simeng gtji。e{i。、多，锰硅合金(ferromanganese，ilieon)以锰、人。加，2盆弋望些盆必一一入，再硅为主要成分的合金添加剂。它是炼钢用的复合脱氧尸/尸守一代户卜一一子关缎份宁六剂与合金剂;铁合金厂电硅热法生产中、低碳锰铁及金厂一，戈买渔瑟建厂了二万了1二.二凳‘.Ps属锰的还原剂。它的成分除锰和硅外还含有铁及碳、，筹污刃，赢短工二玉春万石二甲甲燕矛共双磷、硫等杂质。商品锰硅合金含Mn6。%~7。%，并按广裂兴之必军之‘之匕丫Mn/\_.奋一衬、含硅量划分为14写si、17%Si、20%Si等牌号。铁合金止兰兰匕拐二二址续绘~~二煞匕巨一一‘一‘一””一’一’一’厂“一’一了”一J”’甘“甲、曰一Fo 60 70 80 90 Mn厂用作中间合金的锰硅合金成分按需要自行规定。.M可肠一 简史20世纪初法国冶金学家在研究电硅热法图2 Mn一si一Fe系Mn角液相线投影图生产中、低碳锰铁过程中，用碳从含锰高的硅酸锰矿还p，点nZ。℃，L+a Mn+卿n一(Mn，Fe)。si;p4点1155℃，L+原出含Mn75%、5120%~25写和碳约1写的锰硅合aMn一户Mn净5点1060℃，L+阳n一MnosiZ护6点1075℃，金，代替硅和硅铁作还原剂。第一次世界大战(2924~L+Mnssi3一Mn3si;p，，点1152oC，L+Mnsi一Mnsi‘·73;e61918)末期，，德国魏斯韦勒厂在l000kvA电炉内，用焦点10%26’0，C，L~n，512+Mn3si;e7点1235℃，:~nssi3+屑还原含约10%Mn的高炉渣，产出含5116%的锰硅Mnsj合金。1929年克莱门特(F.Clements)报导了含公、。。、、。、二、，、‘、*。。*勿二*六。二、、目~“‘“““一下儿小’“””、冬’勺~“~“~’“认耳“口系共晶点与包晶点的移动轨迹，即液相面相交线的投Mn6。写~80%的锰硅合金中硅与碳含量间的关系(图二:网、、，、，，.二、二_。，。、品、。二*、，、。‘““”以/“。以/”““kInL壮口亚”阻，跳口生’旧目“人小、国影。图中还给出了Mn一si系中的共晶反应点(e6、e7)、包3)。从图中看出含Si>18%时，合金含C<1%。二二*、，.，.、二、，。.。一二、二，。产。仍曰，‘目囚口~/上U/u曰”’目~口一‘/u。晶反应点(扒、九、P。、介)及Mn一si一Fe三元共晶点pl。 Mn/%锰硅合金在使用价值上的特点是含碳量与含硅量成反 :;面仁一一一J立‘一名乌一止吐一遭o卜卜了m冈叻待具田七括ha胜粉物卜卜簇粉物鹅宗商只 l、、未}!1}}!}}l锰碎铁合金(含Mn65%~75%、5115%~，25%)的密度 1400卜一，咔=阮‘卜-一十一一‘卜一 }}}、、}}}L}}}}}约为6.39/c md，烙化温度范围为1075~1320℃。 1300卜一一卜一一斗一一一书、，州一一一+ !2001，ee一‘卜--+一‘月一一一+、尸十-二叫巨日J‘产‘1一1浅一一卜一产洲‘}\}}}l}}}l}l}1}}l尸l!11 144L_口宝之分d~月1 11、l/沼16卜=长，卜一卜一十一十一十一十一翻1100卜一一一十--月一一一+一一一卜-一汗一一卜+一m，气干一卜子笋月‘卜一丰一垂卜4一一卜一卜一卜一4 ___l}l}Mn必l私卜1 1 11】1 111}}次q卜一十一时一一什气寸一州卜一个一 !O田)卜，‘—卜一-月一一一十-卜-么一丫一汁十一十一十一卜十~十匕」士--日孔}}}}卜、1 1 1 1 11}!11! --一1 1 1 1 1 11111111尸针。l口，Lwe一L一扁匕一口声-日匕)边一 900卜-一一卜一一斗-一一斗一一一+2卜一干一+一斗一一卜一卜一十J叫 800卜一一-十一一弓一一-+一一一卜l}}}}}l}l卜}}一寸一时一一卜州 ，nOLse一J一一一匕~一二一一一匕一si/% ‘，vo 10 20 3040 50 6070 80 90100 Mn/%图3锰硅铁(Mn6。%一80环)合金含碳量与 图1锰硅系平衡相图含硅量关系 430锰me明 用途锰硅合金加入钢液中脱氧，脱氧产物为班2爪·碳>80%，灰分<15%;熔剂有石灰(或石灰石)、白云石与萤石等，添加量根据锰原料的脉石组分、冶炼渣型图5 Mn。Si氏一A120。系相图及电炉容量等决定。过此层时，被赤热的焦炭还原。焦炭层的焦炭孔隙中有 大量的细金属粒，它是含5120%~30%的合金。熔渣穿 一过焦炭层而进入炉渣层。在电极下端及其附近是焦炭 一l江，人声，粒，熔渣和金属粒的混合层。在电弧加热的高温下进行 Z声产产产占}{众}!训l众l碳还原Mno与510:的反应。还原出来的合金下沉至 {l‘「，I气」叨Z}!苍!_俗!_!苍l。。熔池底部，形成合金层。 日匕!几月刽翔11、了”川!、/!川口、夕1从厂冶炼操作锰硅合金的冶炼操作与高碳锰铁相 /{曰AI‘l料}习{」I_】川}l!!!】】俄l!了/似，但渣铁出炉温度应控制在1400~1500℃之间。炉 砂l曰」l竺l」l寿!l洲}!U”1!111怜抓/子渣熔点应选择在1300℃附近。炉渣熔点过高，则炉料 届}击击击击高I;_以角目}川嵘沦}}}川褚荻形升4过热，渣茹度大，渣中夹合金多;熔点低则成渣速度大 、“}下下丁丁丁{院搜芝裂理纂颧琢仁，于反应速度，造成炉内翻渣。提高炉渣碱度可以降低渣 {-一j丝互丝一口一民乏任彩彩彩衫戈夔才‘巴二一中MnO的含量，从而提高锰的回收率。但碱度过高会 -一一方碑I使二氧化硅的还原变得困难，渣量增加。确定适当的炉 7/七-J’一’一一一-一-一一’『一’一一一’--一‘一’一一一’ 渣碱度十分重要。碱度cao+Mgo/SiO:应控制在0.6 图4锰硅生产工艺流程示意图一1.1范围内。生产si)22%的锰硅合金取下限，生产 卜咒狱绦氰掣翼馨炉’si<、的锰硅合金取上限。减少渣量是降低电耗，提 7一铁水包高锰回收率的前提。降低渣量的主要途径是提高锰原 料含锰量及选择A12O3含量高的渣型。渣中A1203要 冶炼过程在电炉冶炼时炉内分成4层，即炉料控制在15%一20%。典型的炉渣成分(%)如下:层、焦炭层、炉渣层与合金层。(图4)炉料层是矿石、熔剂与焦炭的混合物。在电极周围料层薄，下料速度快，A12O3 510:CaO Mgo Mno Feo一，二，*、、，~~一一~二。_，_一一.‘一，_、.，，、、_，，~_21.10 38.10 28.10 4.15 4.50 13.80 40.20 25 70 1.38 7.30 0.40 卜司‘变成网状。炉料区内MnOZ与FeZO3被CO还原一4.00 39.00 25.00 4.10 6.90 0.45或热分解成Mno和Feo。靠近焦炭层的矿石开始软25.20 42.23 20.60 4.05 5.00 0.15化和生成熔点约为1200~1300℃的初渣。中国的锰矿含Al刃3较高，初渣的熔点可参考MnO一5102一A120。合金与渣需定时从炉内排出并将合金铸锭，炉渣则送系相图(图5)。炉料层下面为焦炭层，厚约10omm，在冲渣场粒化，用作建筑材料。锰硅合金冶炼中占有重要位置。熔融的炉料和初渣穿中国生产h锰硅合金(F eMn65Si17)消耗锰原料 431(Mn29%~32%)2.6~2.gt，硅石约0.25t，焦炭约0.55t，白云石。一0.It;电耗4400一4700kw·h;锰回收率75%~50%;渣铁比1.0~1.5。 (傅维贤)

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