硅锰电炉(矿热炉的知识)

1.矿热炉的知识

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉。

它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。

其工作特点是采用碳质或镁质耐火材料作炉衬，使用自培电极。电极插入炉料进行埋弧操作，利用电弧的能量及电流通过炉料的，因炉料的电阻而产生能量来熔炼金属，陆续加料，间歇式出铁渣，连续作业的一种工业电炉。

（一）：矿热炉主要类别、用途 类别 主要原料 制成品 反映温度 0℃ 电耗 KW*h/t 铁合金炉 硅铁炉 （45%）硅铁 硅铁、废铁、焦碳 硅铁 1550-1770 2100-5500 (75%)硅铁 8000-11000 锰铁炉 锰矿石、废铁、焦碳、石灰 锰铁 1500-1400 2400-4000 铬铁炉 铬矿石、硅石、焦碳 铬铁 1600-1750 3200-6000 钨铁炉 钨晶矿石、焦碳 钨铁 2400-2900 3000-5000 硅铬炉 铬铁、硅石、焦碳 硅铬合金 1600-1750 3500-6500 硅锰炉 锰矿石、硅石、废铁、焦碳 硅锰合金 1350-1400 3500-4000 炼钢电炉 铁矿石、焦碳 生铁 1500-1600 1800-2500 电石炉 石灰石、焦碳 电石 1900-2000 1900-3000 碳化硼炉 氧化硼、焦碳 碳化硼 1800-2500 -20000 (1)电耗值随原料成分，制成品成分，电炉容量等的不同而有很大差异。这里是约值。

（二）： 结构特点 矿热炉是一种耗电量巨大的工业电炉。主要由炉壳，炉盖、炉衬、短网，水冷系统，排烟系统，除尘系统，电极壳，电极压放及升降系统，上下料系统，把持器，烧穿器，液压系统，矿热炉变压器及各种电器设备等组成。

根据矿热炉的结构特点以及工作特点，矿热炉的系统电抗的70%是由短网系统产生的，而短网是一个大电流工作的系统，最大电流可以达到上万安培，因此短网的性能决定了矿热炉的性能，正是由于这个原因，因此矿热炉的自然功率因数很难达到0.85以上，绝大多数的炉子的自然功率因数都在0.7~0.8之间，较低的功率因数不仅使变压器的效率下降，消耗大量的无用功，且被电力部分加收额外的电力罚款，同时由于电极的人工控制以及堆料的工艺，导致三相间的电力不平衡加大，最高不平衡度可以达到20%以上，这导致冶炼效率的低下，电费增高，因此提高短网的功率因数，降低电网不平衡就成了降低能耗，提高冶炼效率的有效手段。如果采取适当的手段，提高短网功率因数，可以达到以下的效果： （1） 降低电耗5~20% (2) 提高产量5%~10%以上。

从而给企业带来良好的经济效益，而投入的改造费用将可以在节约的电费中短期内收回。 三：方法及原理 一般情况下为了解决矿热炉功率因数低下的问题，我国目前一般采用电容补偿的方式来解决，通常是在高压端进行无功补偿，但是由于高压端补偿不能解决三相平衡的问题，而且由于短网的感抗占整个系统感抗的70%以上，因此高压端补偿并没有达到降低短网系统感抗，提高短网功率因数。

增加变压器出力的目的，仅仅是对供电部门有意义。 因此目前也有部分单位在新建炉子上采取了高低压同时进行无功补偿的措施，来解决以上的问题，在短网端进行补偿能够大幅提高短网端的功率因数，降低电耗，针对炉变低压侧短网的大量无功消耗和不平衡性，兼顾有效提高功率因数而实施无功就地补偿技术改造，从技术上来讲是可靠、成熟的，从经济上来讲，投入和产出是成正比的。

在矿热炉低压侧针对短网无功消耗和其布置长度不一致导致的三相不平衡现象而实施的无功就地补偿，无论在提高功率因数、吸收谐波，还是在增产、降耗上，都有着高压补偿无法比拟的优势。但是由于成本较高，同时由于工作环境恶劣，因此寿命受到极大的影响，同时短网低压端无功补偿也带来了谐波增加，因此又必须采取措施来抑制3~7次谐波，从而使投入加大，投资回收周期加长，同时后续维护费用高，综合效益不佳。

一般仅适用于新建炉子。

2.硅锰是如何炼成

根据所炼钢种的要求把生铁中的含碳量去除到规定范围，并使其它元素的含量减少或增加到规定范围的过程。简单地说，是对生铁降碳、去硫磷、调硅锰含量的过程。这一过程基本上是一个氧化过程，是用不同来源的氧（如空气中的氧、纯氧气、铁矿石中的氧）来氧化铁水中的碳、硅、锰等元素。

反应生成的一氧化碳很容易从铁水排至炉气中而被除掉。生成的二氧化硅、氧化锰、氧化亚铁互相作用成为炉渣浮在钢水面上。生铁中硫、磷这两种元素在一般情况下对钢是有害的，在炼钢过程中必须尽可能除去。在炼钢炉中加入石灰（CaO），可以去除硫、磷。

在使碳等元素降到规定范围后，钢水中仍含有大量的氧，是有害的杂质，使钢塑性变坏，轧制时易产生裂纹。故炼钢的最后阶段必须加入脱氧剂（例如锰铁、硅铁和铝等），以除去钢液中多余的氧。

同时调整好钢液的成分和温度，达到要求可出钢，把钢水铸成钢锭。

炼钢的方法主要有转炉、电炉和平炉三种。平炉炼钢的主要特点是可搭用较多的废钢（可搭用钢铁料的20~50%的废钢），原料适应性强，但冶炼时间多。我国目前主要采用平炉炼钢。转炉炼钢广泛采用氧气顶吹转炉（见图），生产速度快（1座300吨的转炉吹炼时间不到20分钟，包括辅助时间不超过1小时，而300吨平炉炼1炉钢要7个小时），品种多、质量好，可炼普通钢，也可炼合金钢。电炉炼钢是用电能作热源进行冶炼。可以炼制化学工业需要的不锈耐酸钢，电子工业需要的高牌号硅钢、纯铁，航空工业需要的滚珠钢、耐热钢，机械工业用轴承钢、高速切削工具钢，仪表工业需要的精密合金等。

参考资料：

3.怎样用电壶炉炼锰矿

电炉锰质合金冶炼

（一）电炉炭素锰铁冶炼

其冶炼原理与高炉锰铁冶炼基本相同。不同之处，用电炉生产时，能源为电能。与高炉锰铁冶炼相比较，在同样锰矿条件下可获得含磷较低的碳素锰铁。此产品一般用于生产低磷钢种、低合金钢、高锰钢的脱氧剂和合金元素。

电炉锰铁生产方法分为熔剂和无熔剂法两种。我国因高品位的锰矿石少，厂家生产一般多采用熔剂法生产。

（二）硅锰合金冶炼

硅锰合金生产方法可分为有渣法和无渣法两种。我国多采用有渣法生产。主要原料有锰矿石、富锰渣、硅石、焦炭、石灰等。

硅锰合金是由锰、硅、铁和少量碳和其它元素所组成的锰合金，一般常作为冶炼中低碳锰和金属锰的还原剂，生产镇静钢的脱氧剂和合金元素。

在电炉内其主要化学反应如下：

MnO2→Mn2O3→Mn3O4→MnO

SiO2+MnO→MnSiO3

3MnSiO3+4C→Mn3C+ 2SiO3+3CO

Mn3C+3Si→3MnSi+C

（三）中低碳锰铁冶炼

冶炼中低碳锰铁所用的原料为锰矿石、硅锰合金和石灰等。由于产品要求含碳很低，因此不能用碳作还原剂，而用硅锰合金作还原剂，用石灰调整炉渣碱度到1.4~1.6，在精炼炉中冶炼。

中低碳锰铁是含磷含碳低的锰铁合金产品，主要用于生产不锈钢、优质低碳结构钢、高锰钢、合金结构钢、工具钢和电焊条等产品的重要原料。

生产中低碳锰铁的工艺方法主要有三种：一是在电炉内用富锰渣和碳素锰铁精炼脱碳的方法；二是在电炉内用富锰渣精炼硅锰合金脱硅的方法；三是用碳素锰铁或硅锰合金用转炉炼成中低碳锰铁的方法。

4.硅锰是干什么用的 啊

(1)概念：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。硅锰合金是炼钢常用的复合脱氧剂，又是生产中，低碳锰铁和电硅热法生产金属锰的还原剂。硅锰合金可在大、中、小型矿热炉内采取连续式操作进行冶炼。

(2)硅锰在国内西南地区较多，云南、贵州、广西、湖南。生产硅锰合金的原料有锰矿、富锰渣、硅石、焦炭等。

(3)常见牌号：FeMn68Si18 FeMn65Si17 FeMn60Si14

(4)原料：锰矿、富锰渣、焦炭、硅石、石灰等.

1、硅锰合金的用途：

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

2、硅锰合金的生产方法：

硅锰合金都是在矿热炉中用炭同时还原锰矿石（包括富锰渣）和硅石中的氧化锰和二氧化硅而炼制生产的。

3、硅锰合金性能：

块状、有银光泽、比重6.0-6.4。

锰矿：

储量主要集中在南非、莫桑比克、澳大利亚、俄罗斯、缅甸、加蓬等国，我国的锰矿产地是辽宁、湖南、四川、广西等地区，但是因为品位低，所以每年需要从国外进口大量高品位锰矿搭配使用。

(5)炉锰矿石品位应在30%以上，国内都是贫锰矿，需进口一些富锰矿（大于30%）主要从巴西、加蓬、澳大利亚等国家。据不完全统计，锰矿品位每降低1%，硅锰合金电耗升高135KWh。尽可能提高入炉锰矿石的品位，是提高锰回收率、降低电耗，改善其他各项指标的重要手段。

对于硅石的要求：SiO2>97%,P2O5<0.02%，粒度10-40mm，不带泥土及杂物。

对于焦炭的要求：固定碳>84%，灰分<;14%，焦炭粒度，一般中小电炉使用3-13mm，大电炉使用5-25mm。

锰硅合金按锰、硅及其杂质含量的不同，分为8个牌号，其化学成分如下表：

牌号 化学成份 /%

Mn Si C P S

Ⅰ Ⅱ Ⅲ

≤

FeMn64Si27 60.0~67.0 25.0~28.0 0.5 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn67Si23 63.0~70.0 22.0~25.0 0.7 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn68Si22 65.0~72.0 20.0~23.0 1.2 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn64Si23 60.0~67.0 20.0~25.0 1.2 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn68Si18 65.0~72.0 17.0~22.0 1.8 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn64Si18 60.0~67.0 17.0~20.0 1.8 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn68Si16 65.0~72.0 14.0~17.0 2.5 0.10 0.15 0.25 0.04

FeMn64Si16 60.0~67.0 14.0~17.0 2.5 0.20 0.25 0.30 0.05

5.电弧炉炼钢理论知识

电弧炉（electric arc furnace）利用电极电弧产生的高温熔炼矿石和金属的电炉。

气体放电形成电弧时能量很集中，弧区温度在3000℃以上。对于熔炼金属，电弧炉比其他炼钢炉工艺灵活性大，能有效地除去硫、磷等杂质，炉温容易控制，设备占地面积小，适于优质合金钢的熔炼。

电弧炉按电弧形式可分为三相电弧炉、自耗电弧炉、单相电弧炉和电阻电弧炉等类型。电弧炼钢炉的炉体由炉盖、炉门、出钢槽和炉身组成，炉底和炉壁用碱性耐火材料或酸性耐火材料砌筑。

电弧炼钢炉按每吨炉容量所配变压器容量的多少分为普通功率电弧炉、高功率电弧炉和超高功率电弧炉。电弧炉炼钢是通过石墨电极向电弧炼钢炉内输入电能，以电极端部和炉料之间发生的电弧为热源进行炼钢。

电弧炉以电能为热源，可调整炉内气氛，对熔炼含有易氧化元素较多的钢种极为有利 。 电弧炉炼钢发明后不久，就用于冶炼合金钢，并得到较大的发展。

随着电弧炉设备的改进以及冶炼技术的提高，电力工业的发展，电弧炉炼钢的成本不断下降，现在电弧炉炼钢不但用于生产合金钢，而且大量用来生产普通碳素钢，其产量在主要工业国家钢总产量中的比重，不断上升。 编辑本段电弧炉分类 三相电弧炉 这种电弧炉用三相交流电为电源（见图），一般用碳素电极或石墨 电弧炉相关图片 电极。

电弧发生在电极与被熔炼的炉料之间，炉料受电弧直接加热。电弧长度靠电极升降调节。

为提高熔炼质量，大型电弧炉在炉底装有电磁搅拌器，驱使炉内熔螎金属沿一定方向循环。50吨以上的电弧炉常装有炉体回转机构，炉体能左右旋转一定角度，使炉料受热均匀，金属液出炉时炉体可以倾斜。

三相电弧炉广泛用于炼钢。 电弧炉 电弧炉 自耗电弧炉 这种电弧炉的电极就是被熔炼钢的原料。

熔炼时，随着钢原料的不断被熔化，电极不断下降。熔化的钢水滴入用水冷却的紫铜筒形坩埚内，凝结成钢锭。

这种炉主要用于合金 电弧炉 钢的熔炼。用于熔炼钛、锆、钨、钼、钽、铌等活泼金属和难熔金属的自耗电弧炉，一般在真空下工作，因而称为真空自耗电弧炉。

单相电弧炉 这类电弧炉用单相交流电供电。炉料在电弧间接加热。

单相电弧炉多用于铜和铜合金的熔炼。 电阻电弧炉 炉子结构同炼钢电弧炉相似。

工作时，电极下端埋在炉料内起弧，除电极与炉料间的电弧发出热量外，电流通过炉料时炉料电阻也产生相当大的热量。这类电弧炉主要用于矿石的冶炼，因此又称矿热炉。

6.硅锰化验方法

高锰钢属于高强度耐磨钢，多用于挖机、推土机前端部件、破碎机颚口及坦克等履带制品。

在电炉冶炼及产品检验中，高锰钢中锰的测定，多采用氧化还原滴定法测定锰：称取一定量样品，硫酸溶解，滴加浓硝酸促进溶解，驱除氮氧化物后，在酸性溶液中，用硝酸银做催化剂，用过硫酸铵将低价锰氧化成七价锰，煮沸分解多余的过硫酸铵后，以经同一牌号的高锰钢标准样品标定过的硫酸亚铁铵标准溶液进行滴定，从标准溶液的消耗量计算出锰含量。对熟悉化验的人员来说，前面的叙述基本可以自己写出一个测锰的操作规程来了。

然而，看样子，你对炼钢及化验钢中的各种元素一点也不熟悉，因为你提到的问题涉及许多内容，不是在百度里可以全部回答得了的，仅仅是了解它的全过程，也是需要用一本小册子才能大概说明白。更何况具体的技术细节，只有到现场去学习观察了解才能真正弄明白是怎么一回事。

还有，化验只能是帮助冶炼人员了解钢里的成分含量，只是一种监控手段，本身不能提高钢的质量。在炼钢过程中，在熔融、氧化除杂、还原和调整钢的成分（包括碳、硅、锰、硫、磷及其它合金成分）等过程中，要取3-5个钢水样品进行高速分析，在几分钟内向炉前报出结果，指导炉前掌握并调整钢的成分，最终炼出合格的钢产品。

而成品钢的分析，则是在事后进行的。好啦，我已经够罗嗦了。

建议你还是找一些相关的小册子或书看看，最好到炼钢现场看看，你就会大概了解具体的事情了。