中低碳锰铁主要是由锰、铁两种元素组成的合金，锰铁是炼钢生产中用得最多的一种脱氧剂和合金化材料。

• 中文名称 中低碳锰铁
• 类型 合金
• 主要元素 锰、铁
• 分类 低碳类，中碳类，高碳类
• 原料 锰矿石

简介

　　它以锰矿石为原料，在高炉和电炉里熔炼制成的。锰的密度7.43 g/cm，熔点1245℃，沸点2150℃。锰和氧有很大的亲和力，能与氧生成稳定的氧化锰。此外，锰铁作为合金元素添加剂，能增强钢的硬度、延展性、韧性和抗磨能力。它广泛应用于结构钢、工具钢、不锈耐热钢、耐磨钢等合金钢中。锰还有脱硫和减少硫的有害影响作用。中低碳锰铁可分为含碳量小于0.7%的低碳锰铁和含碳量0.7%-2.0%的中碳锰铁。

中低碳锰铁生产用原料

　　电硅热法生产中低碳锰铁的原料有锰矿、锰硅合金和石灰。

　　对锰矿的要求是:Mn> 40%，Mn/Fe> 7，P<0.1%，SiO2<15%的富锰氧化矿、冶炼中低碳锰铁不宜采用烧结矿和富锰渣，锰矿的粒度不大于50mm，水分应小于6%。

　　对锰硅合金的要求是:含碳量应根据所炼中低碳锰铁的含碳量确定，含锰量越高越好。通常含锰量为67%-69%。采用冷装时，锰硅合金的粒度小于30mm，并去掉高碳层。采用液态锰硅合金兑入法，热兑时将渣扒干净。

　　对石灰的要求是:CaO> 85%，P≤0.02%，SiO2≤3%，粒度8-40mm，不得带有碳质夹杂物，不应使用粉状、未烧透的石灰。

中低碳锰铁冶炼工艺

　　冷装法是生产中低碳锰铁的传统方法，采用的精炼炉为倾动式石墨电极电弧炉。中低碳锰铁的冶炼过程包括补炉、引弧、加料、熔化、精炼和出铁。

　　补炉:炉衬用镁质材料筑成:炉衬在冶炼的高温下，受炉渣和金属的侵蚀以及电弧高温的作用，炉底和炉膛耐火材料逐渐变薄，出铁口更易损坏，上炉出完铁后，要立即进行堵出铁口和补炉。

　　引弧、加料和熔化:补炉结束后，先在炉底铺一层从料批中抽出的部分石灰，随之加部分锰硅合金引弧，再将其余混合料一次性加入炉内。炉料加完后，给电至满负荷。为减少热损并缩短熔化期，要及时将炉膛边缘的炉料推向电极附近和炉心，但要防止翻渣和喷溅:待炉料基本熔清后(此时合金含硅已降至3%-6%，炉渣碱度和含锰量也接近终渣)，便进入精炼期。

　　精炼:由于在熔化末期炉渣温度已达到1500-1600℃，脱硅反应已基本结束，故精炼期脱硅速度减慢。为加速脱硅，缩短精炼时间，应对熔池进行多次搅拌，并定时取样判断合金含硅量，确定出铁时间。合金含硅量一般控制在1. 5%-2.0%范围内。当精炼一段时间后，合金含硅量还高，可往炉内附加一些锰矿和石灰，继续精炼至含硅量合格后方可出炉:延长精炼时间，能使渣中含锰量降低，但会导致锰的挥发损失和电能消耗的增加。因此不宜过分强调渣中含锰量。

　　出铁:当合金含硅量基本达到要求时，即可停电进行镇静，使渣中金属粒充分沉降，然后出铁。出铁时，合金和炉渣一起流入铁水包，由于出铁时炉渣和合金间产生混冲作用，所以在炉外还可脱去0.2%-1.0%的硅。刚出炉的铁水温度较高，并混有熔渣，不得立刻浇注，防止烧坏锭模和造成铁中夹渣，应镇静降温一定时间后浇注，采用覆盖渣保温浇注。浇注用模深度不宜超过300mm，否则会使合金中心部位因降温过慢，产生偏析，造成杂质富集，严重时使产品报废。

中低碳锰铁的制造方法

　　关于吹炼高碳锰铁熔体，生产中低碳锰铁的方法。具体地说，是分两个阶段控制脱碳的进行，不仅对Mn回收率不产生恶劣影响，而且可达到合格含碳量的生产中低碳锰铁的方法。生产中低碳锰铁的传统方法是所谓的电硅热法，即利用C、Si对Fe-Mn合金的相互溶解度，生产出规定碳含量的SiMn熔体(电炉)，在此熔体中加入Mn矿石等锰的氧化物，氧化脱去SiMn中的Si。因为这种方法使用电炉，所以除了存在电能成本高的经济问题外，还存在着为捕捉大量伴生的SiO2必须同样使用大量的碱性氧化物(例CaO)，而造成渣最大，操作难的问题。另外，还存在着虽然渣中可回收的锰不多，但就那么扔掉，其所含Mn量足以引起公害，所以必须格外注意渣处理的问题。

分类

　　锰铁根据其含碳量的不同，分为3类:

　　低碳类:碳不大于0.7%;

　　中碳类:碳不大于0.7%~2.0%;

　　高碳类:碳大于于2.0%~8.0%。

化学成分

　　电炉锰铁按锰及杂质含量的不同，分为9个牌号。其化学成分应符合表1规定。

　　表1 电炉锰铁牌号及化学成分