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较多的一种脱氧剂和合金化材料。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克每立方厘米,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。原料的粒度过小,在冶炼炉中的强气流下会导致大量粉尘,不仅会引起环境污染,还会损失原材料。
锰是钢的基础元素,钢和铸铁几乎都含锰,不同的钢材中所含的锰量也是各不相同。
锰铁优化合金,改善钢的内在质量,降低炼钢合金成本,具有明显的经济效益。
锰与氧和硫的亲和力均较大,可改善钢的热加工性。
锰铁中的锰又可作合金使用,还用于易切削钢、合金结构钢、轴承钢、工具钢等。其中耐磨高锰钢还可广泛用于制造挖土机、破碎设备。
高碳锰铁较早是采用高炉生产的,其产量高,成本低,目前国内外还在广泛用。我国江西新余铁合金厂、山西阳泉铁合金厂为高炉生产高碳锰铁的厂家。
高炉法是把锰矿、焦炭和石灰等料分别加入高炉内进行冶炼、得到含锰52%~76%/含磷0.4%~0.6的高炉锰铁。由于高炉与电炉冶炼高碳锰铁的区别是热源不同,所以两者的炉体结构、几何形状及操作方法不一样,但两炉子冶炼高碳锰铁的原理是相同的。
但是,两种炉子使用同一种锰矿冶炼使得到的产品磷含量不一样,高炉产品越高于电炉产品0.07%~0.11%。这是由于高炉冶炼的炉料组成中的焦炭配量为电炉冶炼时的5~6陪,因此焦炭中有更多的磷转入合金内,而且高炉冶炼时的炉膛温度较低,因而冶炼过程中磷的挥发量较电炉低约10%。目前西欧和中国用高炉为主,挪威、日本都用电炉,苏联、澳大利亚、巴西等国新建锰铁工厂也采用电炉。