硅锰合金生产过程中常见问题及有效解决办法
随着现代各方面工程建设范围的不断扩展以及金属、机械工业的不断发展，硅锰合金作为一种重要的合金原料，其市场的需求量也在不断扩大。我国硅锰合金制造行业发展的时间相对较晚，在制造工艺，生产技术方面都存在极大的不足，制造的过程也存在一些实际性的问题，有待相关研究人员的切实解决。
硅锰合金生产工艺概述
锰与硅都是在碳钢生产过程中广泛应用的合金元素。锰元素主要是充当现代炼钢流程中的主要脱氧剂，现阶段，市场上常见的大部分钢种在生产的过程中都需要锰的脱氧作用。从反映性质方面来说，锰作为脱氧剂时产生的氧化物具有熔点低的突出特点，在钢水中容易上浮。同时，锰元素作为脱氧剂还可以有效的提高铝以及硅等强脱氧剂的实际脱氧性质。因此，几乎在所有工业钢生产的过程中都会添加少量的锰元素作脱硫剂。如此，就能够让钢在开展热轧、锻造等生产工艺的过程中始终保持良好的韧性，而不会发生断裂现象。同时，锰也是多数钢种之中最主要的合金元素之一。实践经验表明，在合金钢材的生产过程中添加15%或更高的锰，就能够非常明显的提高钢材结构的硬度以及强度。
而硅是在生铁以及碳钢生产工艺之中仅次于锰元素的重要合金元素。在大部分钢材的生产过程中，硅元素主要作为冶炼金属流程中的脱氧剂。同时，其作为添加剂应用能够有效的提高钢材的强度，并优化其性能。硅元素同时也是一种具有较高实际应用效果的石磨化介质，其可以将铸铁中的碳元素转变为游离状态的石墨碳。
现阶段，各生产企业中制造锰硅合金的主要原料包括锰矿、硅石、富锰渣、白云石、焦炭、萤石等等。在生产锰硅合金的过程中，可以运用一种锰矿或者几种锰混合矿进行生产加工。在锰硅合金的生产过程中，其要求矿石中铁、磷的含量要低于碳锰铁矿石。因此，在进行锰硅合金的冶炼时，锰矿一般具有比较高的锰磷比以及锰铁比。硅锰合金的生产工艺是使用矿热炉还原锰矿石以及硅石之中的二氧化硅以及氧化锰成分，最终冶炼而成的。可以说，锰硅合金的冶炼过程完全在矿热炉之中进行，运用碳还原剂、富锰渣、锰矿石、焙烧锰矿、烧结锰矿、硅石都等作为生产原料，在电矿热炉之中连续冶炼生产。
硅锰合金生产中存在的问题
2.1 配料比问题
硅锰合金是一种经过持续冶炼操作形成的合金材料，在其生产工艺之中涉及比较复杂的原材料[2]。而在生产的过程中，必须要按照规定的科学配比进行各种材料的合理投放，只有如此，才能够保证合金的质量。但是，由于一些生产人员质量控制意识薄弱，对生产材料的配比方面存在极大的主观随意性，在投放材料时，对原材料的配料比设置的不够合理，轻则会导致所生产合金质量的参差不齐，材料的大量浪费。严重的，甚至会导致生产安全问题，在极大程度上威胁到企业的资产安全以及生产人员的生命安全。
2.2 炉渣碱度问题
在硅锰合金的生产过程中，炉渣的碱度对合金的生产也会造成一定的影响。如果炉渣的碱度过高，会导致成渣温度严重下降，炉料的融化速度变快，进而造成二氧化硅的还原反应进行困难，使得合金的含硅量明显下降，影响合金的质量。而炉渣的碱度过低，会导致炉渣发粘，排渣不畅，甚至会出现翻渣问题。如此，仍然会导致二氧化硅的还原不全面。进而使合金之中的碳含量过高、硅含量过低，影响合金的质量。
2.3 锰回收问题
在硅锰合金的生产工艺之中，有70-80%的锰会还原到合金之中，只有少部分进入炉渣，伴随着炉气的排除而散逸到空气之中。所谓的锰回收，就是要使更多的锰还原到合金之中，减少原材料的浪费。但是，由于设备、工艺、操作等方面的影响，一些硅锰合金生产企业存在明显的锰回收率低的实际问题，不但造成了极大的能源浪费，其所排放的气体，还会对生态环境造成一定的影响。如此，不利于我国可持续发展战略的切实实施。
生产问题的有效处理方法
3.1 科学设置配料比
首先，在炉料之中的还原剂质量过剩时，炉料的导电性会明显增强，此时电流呈上涨趋势，坩埚缩小。并且，观察炉火的外观，应该与硅铁还原反应过程中还原剂过剩的情况类似。此时，炉中二氧化硅的还原相对较多，合金之中的含硅量明显增高，合金成品表面光滑。而在炉料之中的还原剂质量不足时，电极下插相对较深，炉口火焰呈现不均匀状态，电流明显不稳。同时，由于还原剂成分的不足，炉渣之中的SiO2成分增高，出铁时会出现铁渣不分现象。对此，必须要通过严密的计算，来确定生产过程中的配炭量。并且，在计算的过程中，应该充分的考虑到炉中的一些实际情况。例如:在炉渣碱度相对较大时，炉渣较稀，出铁时会带出大量的生料。在这一情况下，可以适当的增加配炭量。同时，在对配炭量进行设置的过程中，应该考虑到出铁口的实际情况，新出铁口相对狭窄，出铁时带走的焦炭含量相对较少，此时，应该使配炭量少一点，如果是老出铁口，口径较宽，出铁时会带出较多的焦炭，此时，配炭量可以相对多一点。
3.2 保证合理的炉渣碱度
在进行硅锰合金的冶炼过程中，操作人员可以通过渣的流动性以及炉渣量对碱度进行判断。当碱度处于一个正常的区间时，每一炉的炉渣量以及流动性都会在一定的区间之内变化。当出渣异常增多，出铁量变小的时候，就表示炉渣中的碱度偏高。而当炉渣异常变少，流动性差的时候，就表示炉渣的碱度偏低。当发现这种状况时，就代表炉渣的碱度不在正常的区间之内，需要及时的对炉渣碱度进行调节，以保证正常的合金质量。
3.3 重视锰回收
锰元素随着炉渣排出主要是因为炉渣的碱度问题，当炉渣的碱度越高时，炉渣渣之中的含锰量就会相对降低。同时，经过长期的实践证明，炉渣之中含有一定的氧化镁，对锰的回收具有一定的好处，其能够有效置换出硅酸盐之中的氧化硅成分，有利于提高锰的回收率。对此，在进行硅锰合金的生产过程中，可以适当的在炉渣之中添加氧化镁成分，以此更好的回收锰，以达到节约资源的实际目的。
结语
综上所述，由于生产工艺、设备、技术、操作等方面的原因，我国的硅锰合金生产还存在一定的问题。对此，相关人员应该积极实践，推进我国硅锰合金生产企业的可持续发展。
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