焦炭对冶炼的影响。焦炭入炉粒度和配入量必须根据矿石粒度结构、有效成分、导电性及电极长短进行调整,其对锰硅合金的冶炼生产起着关键作用。焦炭层处于固态的炉料层与液态的冶炼层之间,其厚度和部位决定电极工作端的位置和电炉操作的稳定性,不同容量的电炉或不同的工艺参数的锰硅电炉有各自的标准,最佳的焦炭层部位能保证电极插入足够的深度和合适的冶炼熔池坩埚。焦炭的粒度大小和配入量还直接影响炉料的比电阻,应通过焦炭来调整炉料比电阻,使电炉炉况稳定。焦炭粒度过大或量过多,会导致炉料比电阻减小,导电性增强,电极上抬,焦炭层增厚,焦炭层的部位上升,炉膛熔池坩埚缩小。同时,刺火塌料现象增多,炉温降低,影响MnO和SiO2的还原,造成出铁排渣不畅,锰挥发损失加大。
容积对冶炼的影响。溶剂配入的主要目的是确保顺利排渣,一些研究认为,通过加入碱性溶剂提高炉渣碱度可保证排渣顺利,此法虽利于排渣,但同时制约了SiO2的还原,增大渣量,降低了锰回收率。这主要是因为SiO2活度随着碱度的增大而越来越小,SiO2还原的热力学条件严重恶化,会导致硅回收率迅速减小。在生产锰硅合金时较高或合适的炉渣碱度是依靠提高SiO2的还原率来达到的,只有SiO2的还原率得到提高,锰回收率才能有效提高。
优化冶炼操作工艺。在锰硅合金冶炼过程中,物理变化和化学反应是同时进行的,为确保入炉原料熔化速度和主要组分MnO和SiO2的还原冶金反应速率相匹配,加强工艺操作管理是必不可少的。
第一,应采用恒定功率配送电操作制度。由于锰硅合金冶炼是有渣法冶炼,在炉内存在焦炭层。焦炭层不仅可吸收大部分电能产生热量,吸收电极端部部分过热的热量防止电弧的产生,同时也是化学反应最激烈的临界层。因此,配送电应注意确保三相电极插入深度一致,保持固定的熔池反应区域,并保持恒定功率输入。操作过程不要频繁移动电极;加大负荷时,应增加电流最小的电极,并由小至大次序增加;减小负荷时,应先减少电流最大的电极,并由大至小减少。
第二,要加强炉面操作管理。该企业电炉电极带电压放系统成功应用后,缩短了电极压放时间,提高了热效率。根据电极长短和烧结情况,以及通过改变焦炭的粒度搭配和配入量,可以保持电极在炉料中有合适的埋入深度。另外,冶炼工放料应遵循勤加薄盖原则,杜绝空烧现象出现,减少锰的挥发损失。
第三,加强炉前操作管理。炉台应严抓炉眼维护工作,基本保持炉眼深堵300毫米以上,这是有效减少炉眼事故的主要途径;及时封补炉眼,可减少出现塌料现象。另外,要加强出铁准备工作,缩短出铁时间,以减少热量损失。