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硅锰冶炼中炉渣碱度对炉况的作用与影响

更新时间:2022-03-08 关注:473


  在硅锰冶炼中锰和硅都是从液态硅酸锰中还原出来的。由于SiO2比MnO难还原得多,当 SiO2能够被大量还原时 MnO的还原也是比较充分的。

为促使SiO2充分还原,需要提高SiO2的活度系数,炉渣碱度选择似乎是应该越低越发好;但是当碱度小于 0.5时,虽然SiO2的活度大,但其炉渣的粘度也大.熔液中SiO2的传质速度低;炉渣的导电性变差,炉内温度梯度大,距离电极稍远的一些区域渣液温度降低;还原 SiO2所需的温度不够,SiO2还原困难,硅的回收率降低;粘稠炉渣中的一些高熔点物质如碳化硅等在炉内积存结瘤,难以排出炉外。具体表现为:渣液粘稠,出炉排渣困难,排渣不彻底,炉口容易翻渣,电炉常常加不满负荷,炉底温度偏低,熔池缩小,化料速度趋缓,生产效率降低,合金中的[硅]低[碳]高,炉渣跑锰损失增大。向炉料中添加适量的石灰或白云石等碱性物质,有利于改善炉渣的流动性和导电性,提高的还原率,改善炉况,提高产品冶炼的技术经济指标。当碱度小于 0.75 时,锰的回收率随碱度的提高而提高,硅的回收率也随着碱度的提

高也有所提高。这说明在规定的限度范围内提高碱度可以改善炉渣的导电性和流动性,使输往炉内的电能可以在较大的范围内均匀分布,减小炉内反应区的温度梯度,有利于加快SiO2的传质速度,而不会由于碱度的提高 SiO2活度下降而恶化SiO2还原的热力学条件。需要特别指出的是,为了提高炉渣碱度,不能只靠偏加碱性物质来实现,重要的是要提高SiO2的还原率,只有在提高 SiO2还原率的前提下,炉渣跑锰量才低。单凭增加炉料中钙、镁的含量来提高炉渣碱度,往往限制了SiO2的还原,也不能提高锰的回收率。通过增加炉料中的自然碱度 的比值来提高炉渣碱度,其增加值是有限的,并且在这种情况下不但炉渣跑锰不低,渣量增大,而且由SiO2活度随着碱度的提高而越来越小,SiO2还原的热力学条件严重恶化,导致硅的回收率迅速降低。所以在生产锰硅合金时较高或合适的炉渣碱度是凭借提高SiO2的还原率来达到的,只有SiO2的还原率得到提高,锰的回收率才能得到真正提高。

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1、锰回收率与炉渣碱度的关系:

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2.、硅回收率与炉渣碱度的关系:

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3、炉渣碱度与渣中含锰量的关系:

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碱度过高时,成渣温度降低,炉内温度提不高,加上CaO与 SiO2结合成硅酸钙,这些都造成 SiO2还原的困难,合金含硅量上不去。此外,碱度过高,渣液过稀,不仅出炉时带走的生料多,而且出铁口容易烧坏,炉眼不好堵。因此,碱度太高不好。生产中常常通过观察渣量和炉渣的流动性来判断炉渣碱度;炉况正常时,每炉所出的渣铁体积比基本一致;如果渣多铁少,说明碱度偏高;如果渣量少,流不出来,出铁口挂渣,说明碱度偏低。炉渣的流动性和碱度直接相关,渣稀,碱度就高;渣稠,碱度就低。显然,决定炉渣碱度的因素,还有焦炭的用量。由于许多因素的影响,在冶炼过程中炉渣碱度随时会有变化,同样的配碳量也会出现碳量不足或过剩现象,需要及时调整,这些调整必须全面准确判断炉况后再进行,因为炉况的各种变化因素都是互相影响的。

如当炉渣碱度偏低时,可能是焦炭量不够 SiO2不能按预期比例还原,导致炉渣碱度偏低,此时应增加焦炭用量;也有可能是由于炉渣碱度的偏低,焦炭颗粒被粘稠的渣液包裹,熔液中的传质速度大大降低,妨碍了 SiO2的还原,此时就应副加石灰或白云石。


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