锰硅合金元素分析仪及冶炼基本原理
南京麒麟仪器集团—南京麒麟分析仪器有限公司是国内规模最大的从事理化分析仪器开发、研制、生产的专业化企业，集生产、科研、学术、培训为一体的单位。QL-BS1000A锰硅合金元素分析仪是国内最新型的一款多元素分析仪，2008年被认定为国家重点新产品。在国内首创采用元素分析仪可调波长光学系统，实现波长自动连续可调，从而使产品的应用范围达到全功能的水平，可以根据被测材料元素的要求，全自动设定所需波长，可用于各种材料及其合金的多种元素分析。可检测普碳钢、低合金钢、高合金钢、生铸铁、球铁、合金铸铁等多种材料中的Si、Mn、P、Cr、Ni、Mo、Cu、Ti等多种元素。每个元素可储存99条工作曲线，品牌电脑微机控制,全中文菜单式操作。可以满足冶金、机械、化工等行业在炉前、成品、来料化验等方面对材料多元素分析的需要。锰硅合金元素分析仪产品专利号：ZL2008 2 0041074.X
锰硅合金冶炼基本原理
1锰硅合金牌号及用途
锰硅合金是由硅和锰及其它少量杂质组成的合金，是炼钢生产过程中的一种较为理想的复合脱氧剂和合金添加剂，此外高硅锰硅合金还可用于冶炼中低碳锰铁和金属锰。下表列出了我国锰硅合金的牌号和化学成分
锰硅合金的牌号和化学成分
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牌
号
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化 学 成 分 %
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Mn
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Si
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C
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P-Ⅰ
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P-Ⅱ
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P-Ⅲ
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S
|
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范 围
|
不 大 于
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FeMn64Si27
|
60-67
|
25-28
|
0.5
|
0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn67Si23
|
63-70
|
22-25
|
0.7
|
0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn68Si22
|
65-72
|
20-23
|
1.2
|
0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn64Si23
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60-67
|
20-25
|
1.2
|
0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn68Si18
|
65-72
|
17-20
|
1.8
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0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn64Si18
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60-67
|
17-20
|
1.8
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0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn68Si16
|
65-72
|
14-17
|
2.5
|
0.10
|
0.15
|
0.25
|
0.04
|
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FeMn64Si16
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60-67
|
14-17
|
2.5
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0.20
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0.25
|
0.30
|
0.05
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2、锰硅合金冶炼反应原理
锰矿石入炉后，在高温和还原剂的作用下，首先分解和被还原为低价MnO，由于炉料中SiO2配入量多，大部分MnO 首先与SiO2结合生成以下几种硅酸盐：
MnO+SiO2=MnSiO3 （1）
2MnO+ SiO2=Mn2SiO4 （2）
MnO+SiO2+CaO=（MnCa）SiO4 （3）
三种硅酸盐的熔点分别为1250℃、1515℃和1240℃，由富锰渣形态带入的锰和硅也是以硅酸盐的形式存在的，因此，锰硅合金生产过程的还原反应，实际上是炉渣中的液态硅酸盐与碳质还原剂的反应，反应式表达为：
（MnO）+（1+X）C=（MnCX）+CO
（SiO2）+2C=（Si）+2CO
（MnCX）+（Si）=（MnSi）+XC
（SiO2）+（SiO2）+（3+X）C=（MnSiCX）+3CO
由此可知，Mn首先被还原出来生成锰的碳化物，随着温度的升高，硅也被还原出来，与锰能生成更为稳定的硅化锰MnSi，从而将碳排挤出来，被还原出来的Si越多，合金中碳含量越低，这也是冶炼低碳锰硅合金的理论依据。
在有一定量铁存在的条件下，Mn和Si的还原更容易进行。
液态锰硅合金中溶解的碳是随高温镇静时间的延长而减少的，所以液态合金在凝固前通过保温镇静，可以使其中的C和SiC充分上浮，得到含碳更低的锰硅合金。
南京麒麟分析仪器有限公司技术部
