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煉鋼所用合金是由自然塊料經(jīng)機(jī)械加工而成的合格塊料，這些合金因運(yùn)輸過程中的撞擊會(huì)產(chǎn)生一定數(shù)量的0～5mm的粉末，這些粉末大部分被轉(zhuǎn)爐頂部的除塵器吸走，逸散在空氣之中；另一部分在煉鋼過程中由于熱輻射等因素影響無法進(jìn)人鋼液。為節(jié)約這部分原料，山東鋼鐵集團(tuán)濟(jì)鋼在合金進(jìn)人煉鋼料倉之前，在煉鋼現(xiàn)場(chǎng)加裝一套合金篩分裝置，讓合格粒度的合金進(jìn)料倉，將篩出的合金粉末收集在特殊的容器中，然后將合金粉末再次篩分，篩分為3mm～5mm顆粒與0～3mm合金粉末。將3mm～5mm的合金顆粒在中頻電爐中重熔，由于在重熔的過程中不加入任何其他的物料，保持了錳硅原有的成分。經(jīng)化驗(yàn)，其各項(xiàng)理化指標(biāo)符合錳硅指標(biāo)要求。然后將0～3mm合金粉末按一定的質(zhì)量要求進(jìn)行壓制成型并加工成再生錳硅球，加工完畢后送去煉鋼代替錳硅進(jìn)行循環(huán)利用。 

　　筆者對(duì)濟(jì)鋼煉鋼用三大合金———高碳錳鐵、錳硅合金、硅鐵進(jìn)行了研究。經(jīng)過篩分，制成再生錳硅球產(chǎn)品，篩出的高碳錳鐵粉與硅鐵粉用作調(diào)整成分的主要原材料，產(chǎn)品的主要成分為Mn55%～60%、Si17%～21%，其他與原合金成分保持不變，粒度為20mm～60mm，經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)取得了成功，完全可以代替同等成分同等數(shù)量的錳硅合金，不但可以減少環(huán)境的污染，提高企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，還可以為企業(yè)每年降低成本2500萬元左右。 

成分的設(shè)計(jì)與選擇 

　　再生錳硅球主要成分理化指標(biāo)：錳55%～60%、硅17%～21%，而收回的錳硅、高碳錳鐵、硅鐵合金粉末經(jīng)化驗(yàn)測(cè)定，主要成分錳、硅不穩(wěn)定，錳硅合金粉末中錳一般在54%～60%、硅13%～19%區(qū)域內(nèi)波動(dòng)；高碳錳鐵合金粉末中錳一般在58%～63%區(qū)域內(nèi)波動(dòng)；硅鐵合金粉末中硅一般在72%～78%區(qū)域內(nèi)波動(dòng)；其他成分均比較穩(wěn)定。從各類合金粉末的化驗(yàn)結(jié)果看出，任何一種合金若粉末直接進(jìn)行加工，均難達(dá)到本研究成果的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，選擇錳硅合金粉末作為加工本研究成果的主要原料，高碳錳鐵、硅鐵合金粉末作為調(diào)整硅與錳成分的原料。（生產(chǎn)制造工藝見圖l，再生錳硅球研究的理化指標(biāo)見表1) 

　　此次試驗(yàn)共計(jì)再生錳硅球(簡稱“合金球”)35.07噸，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)的部分爐次進(jìn)行了跟蹤觀察。再生錳硅球成分為Mn 56%、Si 19.57%、P 0.164%、S 0.047%、C 1.67%，再生錳硅球強(qiáng)度較好，能夠滿足一般煉鋼使用要求。 

　　冶煉鋼種�？紤]到合金球體密較低，為防止出現(xiàn)脫氧合金化過程中結(jié)團(tuán)熔化不開等問題，考慮實(shí)際情況，規(guī)定使用合金球冶煉鋼種如下：全部精煉鋼種(精煉鋼種生產(chǎn)周期較長，可在精煉爐進(jìn)行合金微調(diào))，非精煉低合金鋼種，如Q235B(因合金量較小，脫氧合金化過程基本不會(huì)出現(xiàn)合金球結(jié)團(tuán)化不開等問題)。 

　　使用方式和情況。使用方式與常規(guī)合金相同，合金球替代錳硅等合金在爐后出鋼過程中加入，其他合金和脫氧劑加人量按要求正常加入。合金球在初步使用時(shí)首先在精煉鋼種上對(duì)合金球Si、Mn的回收率進(jìn)行了摸索驗(yàn)證，然后在非精煉低合金鋼種上進(jìn)行了試用。 

合金球在精煉鋼種中使用情況 

　　在出鋼過程中，再生錳硅球加入鋼包后有少量在鋼水液面漂浮, 熔化效果不是很好。（見表2） 

　　Si的回收率為合金球SiC、SiFe和SiAlBa增硅的平均回收率，Mn的回收率是考慮鋼種終點(diǎn)余錳情況，因鐵水Mn較高，余錳按終點(diǎn)C的3倍計(jì)算。（Si、Mn 回收率見表3） 

　　合金球在非精煉低合金鋼種中使用情況。（見表4） 

　　出鋼過程未出現(xiàn)合金球在鋼水表面漂浮現(xiàn)象。（Si、Mn回收率見表5） 

經(jīng)濟(jì)效益分析 

　　經(jīng)篩分后的合金粉按每噸1000元的價(jià)格進(jìn)行壓球后，再按3000元/噸的價(jià)格返廠進(jìn)行使用；試驗(yàn)期MnSiFe的內(nèi)部價(jià)格為6500元/噸。 

　　通過以上實(shí)驗(yàn)，合金球回收率基本正常，與MnSiFe基本相當(dāng)，按回收率相同考慮, 則1噸合金按其成分折算為MnSiFe為：Mn0.56%×l/0.65=0.862噸(合金球中Si含量較MnSiFe中Si含量高出約1%，但因使用MnSiFe后各鋼種中Si本身偏高，其多增硅部分無效益可言，不再進(jìn)行考慮)；其替代MnSiFe的價(jià)格為：0.862×6500=5603元，較合金球?qū)嶋H每噸2000元(3000元/噸-1000元/噸=2000元/噸)的價(jià)格高出3603元，即按以上計(jì)算，每使用1噸回收后的合金球可降低合金成本3603元，按每月篩分后的粉面為30噸計(jì)算，可降低合金成本：3603萬元/噸×300噸/月=108.09萬元/月。 

結(jié)論 

　　從合金球出鋼合金化過程看, 其在大合金量鋼種中使用合金球易出現(xiàn)合金球熔化不及時(shí)，在鋼水表面漂浮、結(jié)團(tuán)現(xiàn)象；在小合金量鋼種上暫未出現(xiàn)結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。從過程成分情況看，使用合金球后鋼水成分均勻，時(shí)間較錳硅鐵等常規(guī)合金長，精煉鋼種在精煉5分鐘后保證鋼渣完全化開，非精煉小合金量鋼種在CAS站吹氫2分鐘后可使鋼水成分均勻。 

　　使用合金球時(shí)Si的回收率均在80%以上，合金量較大的精煉爐次平均回收率80.70%，合金量較少的爐次回收率平均82.46%；Mn的回收率大、小合金量爐次平均為96.04%和95.35%，在95%以上；MnSi合金回收率基本正常。 

圖1 再生錳硅球制造工藝流程 

表1 再生錳硅球研究的理化指標(biāo) 

表2 合金球在精煉鋼種中的應(yīng)用情況 

表3 合金球在精煉鋼中Si、Mn的回收率 

表4 合金球在低合金鋼種中的使用情況 

表5 合金球在低合金鋼種中Si、Mn的回收率 

• [責(zé)任編輯：Sophie]