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某铁合金厂有40多年冶炼中、低碳锰铁的历史，到目前为止，拥有KVA矮烟罩式中锰精炼电炉四台，中、低碳锰铁年生产能力达到20万吨，采用二步法生产，每台中锰精炼电炉配套一台15立米摇包(或两台5立米摇包)。

1.中锰精炼电炉炉衬材料选择

某铁合金厂生产中、低碳锰铁采用二步法，一是摇包预炼，二是电炉精炼。主要原料有：液态锰硅合金、锰矿、石灰。

摇包预炼过程是在中锰渣与锰硅合金金属液面进行的放热反应，其主要反应方程式可简化为：

2[MnO]+[Si]=2[Mn]+(SiO2)(1)

△G0=-+38.9T(J)

电炉精炼是采用预炼后的低硅低碳的半成品合金、锰矿、石灰在电炉中进行下述反应：

[MnSiFe]+2(MnO)+2CaO=[3Mn·Fe]+2CaOSiO2(2)

摇包预炼和电炉精炼反应的实质都是脱硅反应，反应过程中锰硅合金中[Si]被氧化成SiO2，SiO2与MnO结合生成MnO·SiO2，为提高锰的回收率，获得更好的技术经济指标，需要加入造渣剂CaO，因CaO与SiO2结合生成比MnO·SiO2更稳定的化合物CaO·SiO2，促进反应(2)式向正反应反向进行，由于CaO的加入，所以中、低碳锰铁冶炼炉渣为碱性炉渣，炉衬材质需为碱性材质。某铁合金厂采用MgO含量大于85%的捣打料作为炉衬砌筑材料。

某铁合金厂捣打料化验成分

2kVA中锰精炼电炉炉衬相关参数

炉壳高度：mm

炉壳直径：mm

炉底耐火砖高度：mm

炉底捣打料高度：mm

炉膛直径：mm

炉膛深度：mm

出铁口高度：10层镁砖高度

3kVA中锰精炼电炉砌炉材料

石棉板：2吨

T3(标准耐火砖)：70吨

捣打料：吨

镁砂粒(3-8mm)：7吨

细镁砂(0-0.6mm)：2吨

粘土砖粉：2吨

镁砖：M1：28吨

M19:14吨

M20:7吨

M18:2吨

M17:1吨

4中锰精炼电炉炉衬砌筑要求及注意事项

4.1砌筑要求

①捣打料砌筑要求使用振打器进行振打，振打器的激振力不小于8kN;

②捣打料每层厚度不超过mm，每次振打时间不少于30分钟;

③镁砖缝不大于2mm，每层砌完后，用细镁砂填实砖缝(细镁砂粒度小于0.6mm)，然后再砌下一层;

④出铁口镁砖湿砌，余者镁砖干砌;

⑤用小于0.08mm的镁砖粉加适量卤水和成浆，作湿砌出铁口的粘结剂;

⑥膨胀缝用镁砖粒填充，粒度3-8mm。

4.2注意事项

对中锰精炼电炉炉体砌筑的好坏需要在冶炼过程中进行检验，炉体砌筑好的标准：冶炼过程中炉底和炉墙同步，缓慢而均匀的下降，炉体后期补炉使用捣打料少，炉体使用寿命长，吨铁捣打料消耗低，成本下降。反之，捣打料消耗多，炉龄短，成本升高，说明炉体砌筑质量不好。

①炉底砌筑

中锰精炼电炉砌筑炉底，对捣打料进行振打是重点，需要格外注意。炉底捣打料振打时间短，炉底捣打料层未能粘合在一起，送电冶炼时，炉底捣打料层一层层开始上浮，影响冶炼，捣打料层漂浮在出铁口附近，对冶炼过程出炉及堵出铁口造成困难，通常需要将漂浮的捣打料块捞出，但炉墙消耗慢，炉底消耗快，炉体寿命急剧缩短。

炉底捣打料振打时间过长，正常生产时，炉底下降慢，炉墙消耗快，长时间冶炼容易造成炉墙漏炉，采取的措施一是在出炉时使用氧气降低炉底高度，二是冶炼过程中使用低档位电压冶炼，通过电极电弧对炉底放电，降低炉底。

某铁合金厂通过多年的生产实践经验，总结出炉底捣打料的最佳振打时间为30-50分钟。

②炉墙与出铁口高度比

某铁合金厂对中锰精炼电炉墙炉与出铁口高度比进行了研究，如果炉墙与出铁口高度比大，则炉底消耗快，虽然炉墙还可以继续使用，但炉体后期出铁口高度不够，造成炉龄缩短;如果炉墙与出铁口高度比小，则炉墙消耗快，炉体后期炉墙薄，而炉底高，一是每次修补出铁口消耗大量镁砖，造成浪费，二是加大补炉捣打料用量，造成成本升高。

某铁合金厂经过多年研究，中锰精炼电炉炉墙与出铁口高度比最佳范围为1.05-1.5，达到炉龄与耐火材料消耗的最佳值。

5中锰精炼电炉炉衬的使用与维护

中锰精炼电炉开炉初期，因炉膛小，炉墙冲刷较快;电炉炉体中期，随着炉底的下降，炉墙冲刷减缓，但需要注意避免局部冲刷严重;电炉炉体后期，应加强使用测温仪器对炉墙温度的跟踪，同时使用喷补机进行补炉，避免出现漏炉情况，一旦出现漏炉，根据实际情况处理，可以采取重新抠砌炉的方式，常见方式为在漏炉处进行背包处理。

①电炉新开炉20天内，不需要补炉，员工正常按操作规程操作即可，炉眼堵深、堵实，避免跑炉。

②电炉新开炉20-40天，应使用废旧捣打料对炉墙冲刷较严重部分进行适量补炉，避免炉墙冲刷更加严重。

③电炉新开炉40-60天，应采用测温仪器对炉墙进行测温，并加大补炉量，