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技术信息
技术名称: 高硅锰硅合金还原脱磷的试验
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详细介绍

高硅锰硅合金是冶炼金属锰的还原剂。与商品锰硅合金相比较,它含硅高(Si>28%)而含杂质低,本文使用CaSi-CaF2-CaO作脱磷剂,对高硅锰硅合金进行炉外还原脱磷试验。试验表明,在氧位极低的条件下,依靠脱磷剂中的钙与合金中的磷化合生成Ca3P2,使合金中的磷得到去除,且合金中的合金元素没有损失。提高了产品质量,改善了经济效益。
             
      试验设备包括1.8MVA矿热炉1座。冶炼高硅锰硅合金使用的原料为:富锰渣、硅石、焦炭、木炭、石灰。脱磷剂:硅钙粉(Ca28%、Si61.3%,粒度<1mm),萤石粉(CaF2 86.7%,粒度<1mm),石灰粉(CaO 91%,粒度<1mm)
      试验原理和方法。
      还原脱磷的基本原理是在氧位极低的条件下,依靠脱磷剂中的钙与合金中的磷化合生成Ca3P2,使合金中的磷得到去除。
      当液态高硅锰硅合金注入到CaSi-CaF2-CaO中,或通过喷粉罐将CaSi-CaF2-CaO喷入高硅锰硅合金中时,CaSi粉较快地融解:
              CaSi(s)=Ca(l)+〔Si〕              (1)
      分解出的金属钙再与合金中的磷反应:
              3Ca(l)+2〔P〕=(Ca3P2)           (2)
      总反应式为:
              3CaSi(s)+2〔P〕=(Ca3P2)+3〔Si〕
      在几分钟内就能使高硅锰硅合金中的磷降低。硅钙粉熔化分解出来的硅绝大部分融入合金中,使合金中的硅含量增加。
             
      试验方法。倒包法。需要A、B两个铁水包,其中A铁水包盛矿热炉冶炼的高硅锰硅合金,B铁水包里装脱磷剂。然后将A铁水包吊到B铁水包上,打开A铁水包出铁口,让A铁水包中的液态高硅锰硅合金流到装有脱磷剂的B铁水包里,这时脱磷剂中的钙与高硅锰硅合金中的磷产生激烈的脱磷反应,将合金中的磷去除。
             
      喷粉法。将脱磷剂装入0.25m3喷粉罐内,以氩气为载体通过喷枪将脱磷剂喷入高硅锰硅合金熔体内,去除合金中的磷。喷粉时,引射气体压力控制在0.2-0.3MPa,流化气体压力控制在0.5-0.8MPa,喷粉时间为2-3分钟,脱磷剂喷入量与倒包法相同。
      试验结果及讨论。为了准确了解炉外脱磷效果,分别在处理前和处理后对合金取样分析。
             
      采用倒包法,使用CaSi-CaF2-CaO作脱磷剂,平均脱磷率为31.54%,脱磷同时降低了合金中的碳含量,平均脱碳率42.1%。采用喷粉法平均脱磷率为41.32%,脱碳率为45.26%,脱磷效果大大高于倒包法。
      从试验中还了解到,脱磷剂用量,炉渣碱度,脱磷操作工艺等对脱磷效果都有影响。
             
      钙系渣脱磷主要是依靠游离钙与合金中的磷作用生成Ca3P2。因此随着脱磷剂用量的增加和炉渣碱度的提高,脱磷率提高。但使用的脱磷剂过量,会使温降增大,钙的利用率降低,处理成本提高。为此应从技术要求和经济效益两方面使用CaSi-CaF2-CaO作脱磷剂,对高硅锰硅合金进行炉外还原脱磷,特别是采用喷粉法,借助氩气的强烈搅拌作用,加速了传质过程,使脱磷反应更加充分,提高了脱磷率,平均脱磷率为40%,平均脱碳率为45%,不仅提高了产品质量,满足了冶炼金属锰的要求,而且提高了经济效益。
             
      使用CaSi-CaF2-CaO作脱磷剂,对高硅锰硅合金进行炉外还原脱磷,CaSi合金加入量一般为合金总量的2%-3%,萤石粉加入量为脱磷剂加入总量的10%-20%,石灰粉加入量为脱磷剂总量的10%-18%。
      采用倒包法或喷粉法,使用CaSi-CaF2-CaO作脱磷剂,也适用于普通锰硅合金脱磷、脱碳。


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