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高硅锰硅合金还原脱磷的工业试验

文章来源：本站更新日期：2008/12/30

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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