2024年3月25日发(作者：靳梦槐)
硅锰合金矿热炉（电炉、电弧炉）操作
供热、供电、渣型选择、渣量控制制度
一、硅锰合金冶炼生产技术供热制度
生产一般采用“保Mn兼Si”的还原供热制度。
1、Mn还原供热制度：
Mn还原的热力学和动力学条件为：
(1)MnO+C直接还原的热力学条件：t≥1427℃时进行反应。
(2)各种碳化锰的形成：当 MnO和碳共同存在时会优先形成
MnC。它们的反应在t=900—1350℃下优先形成。
(3)各种硅酸锰的形成：当MnO和SiO：共同存在时，必然
优先形成mMnO·nSiO2，反应在t=l200～1450℃下进行。
(4) 当形成mMnO·nSiO2后，(MnO)+(sio2)+(3+x)c的各种
反应在t=l300—1450oC时进行反应。
(5) 由于Mn的特性：Mn在t≥1450oC就开始挥发。
因此为制定“保证Mn各种反应”进行，必须提供t=l450～
1550℃的反应温度才能使Mn的各种反应顺利进行，但又须控制
t≯1550℃来防止Mn的挥发的供热制度。
2、Si还原供热制度：
Si02+C反应的热力学和动力学条件如下：
1 / 5
(1)SiO2和C的直接还原反应在t≥1592℃时进行，在保Mn
还原所要求的还原温度下是不可能进行的。
(2 )Si的还原只能是在MnO—SiO2成渣过程进行Si的各种
反应。
当t=1400℃，在MnO：SiO2=2：1之前，硅的还原速大。
即在1500℃时，直到比值为MnO：SiO=l：1之前，硅的还
原速度依然大。
当Mn被还原出来后，在成渣过程的同时硅也开始被还原出
来。
(3) 当形成液态硅酸锰渣后，渣中硅酸锰和C在多变的因素
下进行反应，如 ：
当MnO·SiO2+3C时，在t>1295℃反应产物为锰硅合金；
当MnO·SiO2+4C，在t>l430℃时反应产物为SiC、Mn；
在t>l395℃时。反应4MnSiO+5C生成锰的碳化物的可能性
比反应4MnSiO3+17C时生成碳化物的可能性要大。
所以，在Mn制定的反应温度下，Si的还原是相当困难和复
杂的，此即锰硅合金冶炼的最大难度之一。
3、冶炼硅锰合金供热制度：
传统“保Mn兼Si”的还原供热制度给锰硅合金冶炼造成较
大的难度。
在实践生产中“强Si保Mn”的还原供热制度，更有利于操
作的顺行、指标的优化。
2 / 5
既强化Si的还原又能确保 Mn的还原和防止Mn的挥发的供
热制度。
因此，在锰硅合金冶炼中重在抓住“Si的还原”对冶炼起
“主导作用”。
二、硅锰冶炼中的供电制度
传统“保Mn兼Si”的还原供热制度。必须要选用“三低一
深”的供电制度，“低电压一低电流密度一低的单位有效功率及
深插电极”，自始至终由电提供1450～1550℃的冶炼温度，在
确保Mn还原过程中兼顾Si的还原。
根据实践生产运行表明传统的供电制度存在一定缺点，主要
体现在：
无用功增大，使功率因数值降低；长期运行缩小反应区并使
其上移；反应区的上移形成底部温度降低，必然使各种反应不能
充分进行，因而造成熔渣的增多和剩余的焦炭堆积在炉底 (熔渣
+残C层)使炉底上涨；最后电极难以下插而上抬。
经过实践生产和研究，日常操作运行中应该采用提高二次电
压，强化电极做功，即使优化炉内用电关系中的弧阻分配，来实
现强硅保锰的还原供热制度，以促进硅锰冶炼的顺行。
提高二次电压后电弧加长有功增加，可以提高反应区的温度
和扩大反应区的大小，进而可以改善和提高各物相得反应进行。
同时也可以有效的控制炉底上涨问题，进而稳定电极的深插
使其处于较好的工作状态。
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三、渣型与渣量的处理
在锰硅合金冶炼过程中所形成的自然渣和MnO与SiO接触形
成硅酸锰不可避免，最终锰硅合金的冶炼变为熔渣+C之间的冶
炼反应；因此对渣型、渣量的控制和渣的处理必须给予高度重
视。熔渣中的反应是受多种因素的束缚、限制。如：
反应MnSiO3+3C=MnSi+3C0t≥1295℃才能进行反应。
当C含量高时：
MnSiO3+4C=Mn+SiC+3C0，t≥1430℃反应才能进行。
当硅酸锰的比值改变和C量高时：
4MnSiO3+5C=4Si02+Mn4C+CO (> 1395℃)生成合金的碳化物
的可能性比反应4MnSiO3+17C=4SIC+M mC+12CO(t>l540℃)生成
碳化物的可能性要大。
由此可见锰硅合金的冶炼最终变为液态渣中的硅酸锰和C之
间的反应，使冶炼过程复杂化。
1、渣型选择：
选择正确合理的渣型实质上是选择正确合理的炉渣碱度，此
为直接影响炉况的顺行和影响各项经济指标的主要因素。
由于原材料的不同，带人的各种氧化物有所不同，形成自然
渣的碱度也发生变化，应加入熔剂(CaO 、白云石)调整。
二元渣R=0.6—0.8 、三元渣R=0.8～1.1 即可。
2、渣量的控制：
炉料熔融过程中形成自然渣不可避免，但减少Mn矿和硅石
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的接触机率形成硅酸锰和提高硅的还原而减少渣中二氧化硅的量
可以控制，熔剂的加入量也要尽量的控制，尽可能做到不加熔剂
为好，如：
加入CaO对Mn的还原较为有利但对Si还原不利，总的反
应为4MnSiO3+4CaO+5C=Mn4C+4CaSiO3+4C0。
t>724oC就可以进行最终还是生成大量的硅酸钙，所以锰硅
合金冶炼时不需加入石灰 渣的控制量最好能达到渣铁比小于
0.8。
3、排渣控制：
对渣的处理主要是调整渣的流动性 ， 加强各种物质的扩散
而提高它们的还原速率 ，特别是对“粘有焦炭的终渣的处
理 ”。
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2024年3月25日发(作者：靳梦槐)
硅锰合金矿热炉（电炉、电弧炉）操作
供热、供电、渣型选择、渣量控制制度
一、硅锰合金冶炼生产技术供热制度
生产一般采用“保Mn兼Si”的还原供热制度。
1、Mn还原供热制度：
Mn还原的热力学和动力学条件为：
(1)MnO+C直接还原的热力学条件：t≥1427℃时进行反应。
(2)各种碳化锰的形成：当 MnO和碳共同存在时会优先形成
MnC。它们的反应在t=900—1350℃下优先形成。
(3)各种硅酸锰的形成：当MnO和SiO：共同存在时，必然
优先形成mMnO·nSiO2，反应在t=l200～1450℃下进行。
(4) 当形成mMnO·nSiO2后，(MnO)+(sio2)+(3+x)c的各种
反应在t=l300—1450oC时进行反应。
(5) 由于Mn的特性：Mn在t≥1450oC就开始挥发。
因此为制定“保证Mn各种反应”进行，必须提供t=l450～
1550℃的反应温度才能使Mn的各种反应顺利进行，但又须控制
t≯1550℃来防止Mn的挥发的供热制度。
2、Si还原供热制度：
Si02+C反应的热力学和动力学条件如下：
1 / 5
(1)SiO2和C的直接还原反应在t≥1592℃时进行，在保Mn
还原所要求的还原温度下是不可能进行的。
(2 )Si的还原只能是在MnO—SiO2成渣过程进行Si的各种
反应。
当t=1400℃，在MnO：SiO2=2：1之前，硅的还原速大。
即在1500℃时，直到比值为MnO：SiO=l：1之前，硅的还
原速度依然大。
当Mn被还原出来后，在成渣过程的同时硅也开始被还原出
来。
(3) 当形成液态硅酸锰渣后，渣中硅酸锰和C在多变的因素
下进行反应，如 ：
当MnO·SiO2+3C时，在t>1295℃反应产物为锰硅合金；
当MnO·SiO2+4C，在t>l430℃时反应产物为SiC、Mn；
在t>l395℃时。反应4MnSiO+5C生成锰的碳化物的可能性
比反应4MnSiO3+17C时生成碳化物的可能性要大。
所以，在Mn制定的反应温度下，Si的还原是相当困难和复
杂的，此即锰硅合金冶炼的最大难度之一。
3、冶炼硅锰合金供热制度：
传统“保Mn兼Si”的还原供热制度给锰硅合金冶炼造成较
大的难度。
在实践生产中“强Si保Mn”的还原供热制度，更有利于操
作的顺行、指标的优化。
2 / 5
既强化Si的还原又能确保 Mn的还原和防止Mn的挥发的供
热制度。
因此，在锰硅合金冶炼中重在抓住“Si的还原”对冶炼起
“主导作用”。
二、硅锰冶炼中的供电制度
传统“保Mn兼Si”的还原供热制度。必须要选用“三低一
深”的供电制度，“低电压一低电流密度一低的单位有效功率及
深插电极”，自始至终由电提供1450～1550℃的冶炼温度，在
确保Mn还原过程中兼顾Si的还原。
根据实践生产运行表明传统的供电制度存在一定缺点，主要
体现在：
无用功增大，使功率因数值降低；长期运行缩小反应区并使
其上移；反应区的上移形成底部温度降低，必然使各种反应不能
充分进行，因而造成熔渣的增多和剩余的焦炭堆积在炉底 (熔渣
+残C层)使炉底上涨；最后电极难以下插而上抬。
经过实践生产和研究，日常操作运行中应该采用提高二次电
压，强化电极做功，即使优化炉内用电关系中的弧阻分配，来实
现强硅保锰的还原供热制度，以促进硅锰冶炼的顺行。
提高二次电压后电弧加长有功增加，可以提高反应区的温度
和扩大反应区的大小，进而可以改善和提高各物相得反应进行。
同时也可以有效的控制炉底上涨问题，进而稳定电极的深插
使其处于较好的工作状态。
3 / 5
三、渣型与渣量的处理
在锰硅合金冶炼过程中所形成的自然渣和MnO与SiO接触形
成硅酸锰不可避免，最终锰硅合金的冶炼变为熔渣+C之间的冶
炼反应；因此对渣型、渣量的控制和渣的处理必须给予高度重
视。熔渣中的反应是受多种因素的束缚、限制。如：
反应MnSiO3+3C=MnSi+3C0t≥1295℃才能进行反应。
当C含量高时：
MnSiO3+4C=Mn+SiC+3C0，t≥1430℃反应才能进行。
当硅酸锰的比值改变和C量高时：
4MnSiO3+5C=4Si02+Mn4C+CO (> 1395℃)生成合金的碳化物
的可能性比反应4MnSiO3+17C=4SIC+M mC+12CO(t>l540℃)生成
碳化物的可能性要大。
由此可见锰硅合金的冶炼最终变为液态渣中的硅酸锰和C之
间的反应，使冶炼过程复杂化。
1、渣型选择：
选择正确合理的渣型实质上是选择正确合理的炉渣碱度，此
为直接影响炉况的顺行和影响各项经济指标的主要因素。
由于原材料的不同，带人的各种氧化物有所不同，形成自然
渣的碱度也发生变化，应加入熔剂(CaO 、白云石)调整。
二元渣R=0.6—0.8 、三元渣R=0.8～1.1 即可。
2、渣量的控制：
炉料熔融过程中形成自然渣不可避免，但减少Mn矿和硅石
4 / 5
的接触机率形成硅酸锰和提高硅的还原而减少渣中二氧化硅的量
可以控制，熔剂的加入量也要尽量的控制，尽可能做到不加熔剂
为好，如：
加入CaO对Mn的还原较为有利但对Si还原不利，总的反
应为4MnSiO3+4CaO+5C=Mn4C+4CaSiO3+4C0。
t>724oC就可以进行最终还是生成大量的硅酸钙，所以锰硅
合金冶炼时不需加入石灰 渣的控制量最好能达到渣铁比小于
0.8。
3、排渣控制：
对渣的处理主要是调整渣的流动性 ， 加强各种物质的扩散
而提高它们的还原速率 ，特别是对“粘有焦炭的终渣的处
理 ”。
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