低碳錳鐵的熔煉工藝需要嚴(yán)格控制碳含量(通常低于0.7%),主要采用電爐或轉(zhuǎn)爐冶煉。在操作過(guò)程中,需要重點(diǎn)關(guān)注原料配比,特別是錳礦石與還原劑的比例控制,通常選擇硅錳合金或金屬硅作為還原劑來(lái)替代傳統(tǒng)焦炭,這是降低最終產(chǎn)品碳含量的關(guān)鍵。冶煉溫度應(yīng)保持在1420-1550℃范圍,過(guò)高會(huì)導(dǎo)致錳元素?fù)]發(fā)損失。
實(shí)際操作中采用兩步法能更好控制碳含量,先在電弧爐中生產(chǎn)高碳錳鐵(C>6%),再轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳。吹煉時(shí)需要精確控制氧氣流量(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下8-12m3/t),同時(shí)添加適量石灰(CaO含量≥85%)作為造渣劑。爐渣堿度(CaO/SiO?)維持在1.2-1.5較為理想,這有助于錳的回收率保持在82%以上。
現(xiàn)代冶金工廠普遍采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)測(cè)熔池溫度(紅外測(cè)溫儀精度±5℃)和成分變化(在線光譜分析),可實(shí)現(xiàn)每2分鐘取樣檢測(cè)一次。特別要注意的是,出鐵前需將熔體靜置10-15分鐘使夾雜物充分上浮,錳鐵合金的出爐溫度控制在1380-1450℃為宜,澆鑄時(shí)采用薄錠工藝(錠厚≤100mm)可加快冷卻減少偏析。
環(huán)保要求嚴(yán)格的地區(qū)還會(huì)配置煙氣凈化系統(tǒng)(除塵效率>99.5%),處理冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的錳塵(粒徑0.1-10μm)。值得注意的是,使用部分預(yù)還原錳礦(金屬化率40-60%)可降低電耗約15%,這對(duì)于年產(chǎn)能10萬(wàn)噸級(jí)的工廠意味著每年可節(jié)省3000萬(wàn)度電以上,有效降低生產(chǎn)成本同時(shí)符合低碳排放要求。