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儲(chǔ)量主要集中在南非、莫桑比克、澳大利亞、俄羅斯、緬甸、加蓬等國(guó),我國(guó)的錳礦產(chǎn)地是遼寧、湖南、四川、廣西等地區(qū),但是因?yàn)槠肺坏?,所以每年需要從?guó)外進(jìn)口大量高品位錳礦搭配使用。
爐錳礦石品位應(yīng)在30%以上,國(guó)內(nèi)都是貧錳礦,需進(jìn)口一些富錳礦(大于30%)主要從巴西、加蓬、澳大利亞等國(guó)家。這種方法是采用介于溶劑法和無(wú)溶劑法之間的所謂“弱酸性渣法”進(jìn)行操作。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),錳礦品位每降低1%,硅錳合金電耗升高135KWh。盡可能提高入爐錳礦石的品位,是提高錳回收率、降低電耗,改善其他各項(xiàng)指標(biāo)的重要手段。
對(duì)于硅石的要求:SiO2>97%,P2O5<0.02%,粒度10-40mm,不帶泥土及雜物。
對(duì)于焦炭的要求:固定碳>84%,灰分<14%,焦炭粒度,一般中小電爐使用3-13mm,大電爐使用5-25mm。
硅有明顯的非金屬特性,可以溶于堿金屬氫氧化物溶液中,產(chǎn)生(偏)硅酸鹽和氫氣。
硅原子位于元素周期表第IV主族,它的原子序數(shù)為Z=14,核外有14個(gè)電子。電子在原子核外,按能級(jí)由低硅原子到高,由里到外,層層環(huán)繞,這稱為電子的殼層結(jié)構(gòu)。在鋼鐵工業(yè)中一般還把所有煉鋼用的中間合金,不論含鐵與否(如硅鈣合金),都稱為“鐵合金”。硅原子的核外電子第壹層有2個(gè)電子,第二層有8個(gè)電子,達(dá)到穩(wěn)定態(tài)。最外層有4個(gè)電子即為價(jià)電子,它對(duì)硅原子的導(dǎo)電性等方面起著主導(dǎo)作用。
正因?yàn)楣柙佑腥绱私Y(jié)構(gòu),所以有其一些特殊的性質(zhì):最外層的4個(gè)價(jià)電子讓硅原子處于亞穩(wěn)定結(jié)構(gòu),這些價(jià)電子使硅原子相互之間以共價(jià)鍵結(jié)合,由于共價(jià)鍵比較結(jié)實(shí),硅具有較高的熔點(diǎn)和密度;化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,常溫下很難與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);硅晶體中沒有明顯的自由電子,能導(dǎo)電,但導(dǎo)電率不及金屬,且隨溫度升高而增加,具有半導(dǎo)體性質(zhì)。(2)按鐵合金中含碳量的分類,有高碳,中碳,低碳,微碳,超微碳等品種。
用坩堝冶煉低品位鐵合金是1860年左右開始的。后來(lái)發(fā)展了用高爐煉錳鐵和含硅12%以下的硅鐵。1890~1910年間在法國(guó)開始用電弧爐生產(chǎn)鐵合金。穆瓦桑(H.Moissan)曾用電弧爐對(duì)難還原元素進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn),埃魯(P.L.T.H□roult)應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),當(dāng)時(shí)都用焦炭和木炭作還原劑還原有關(guān)礦石,產(chǎn)品大多是高碳的。晶態(tài)硅具有金剛石晶格,硬而脆,熔點(diǎn)1410°C,沸點(diǎn)2355°C,密度2。1920年以后,為了滿足優(yōu)質(zhì)鋼和不銹鋼發(fā)展的需要,開始生產(chǎn)低碳鐵合金的新階段。一方面,在戈?duì)柕率┟滋?K.Goldschmidt)1898年提出的鋁熱法制取金屬的工藝基礎(chǔ)上,發(fā)展出用鋁熱法冶煉一些不含碳的鐵合金和純金屬;另一方面研制出在電爐中氧化含硅合金的脫硅精煉法。由于鋁熱法生產(chǎn)費(fèi)用太高,脫硅精煉法得到了較多的應(yīng)用。直到如今中碳、低碳、微碳鉻鐵,中碳、低碳錳鐵,金屬錳大多仍用此法精煉。精煉鉻鐵的熱兌法即把液態(tài)的礦石、石灰熔體與硅鉻合金,通過熱兌混合加速反應(yīng),是脫硅精煉法的進(jìn)一步發(fā)展。此外也用電解法生產(chǎn)純凈的合金添加劑(如金屬錳),并采用真空脫碳法生產(chǎn)含碳極低的超微碳鉻鐵。數(shù)年還發(fā)展出應(yīng)用純氧吹煉法精煉鉻鐵、錳鐵的方法。