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摘要：随着社会经济不断发展，工业产业获取良好的发展机遇和前景，社会各界对工业产品的需求量逐渐增加。在工业生产过程中，硅锰合金是一种常见的，也是重要的合金原料，在目前市场中的需求逐渐增大。然而，在其实际生产过程中，又由于一些问题影响生产效率和质量。因此，本文主要阐述硅锰合金生产工艺，并分析其生产中存在的问题，以问题为基础提出处理方法。
关键词：硅锰合金；生产问题；处理方法
引言
在现代化发展过程中，工程建设范围不断扩大，一些工业产业的发展速度也越来越快。硅锰合金作为工业炼钢过程中必须要用到的原料，也是金属锰生产中必用的还原剂，用途较为广泛，而且产量也较大，在市场中的需求也逐渐增加。但是我国硅锰合金生产发展的时间较为滞后，在工艺技术，生产技术方面存在一些问题，影响生产效率，需要进一步研究和处理。
一、硅锰合金生产工艺介绍
在碳钢生产过程中，硅和锰都是常用到的合金元素。
锰元素在现阶段在炼钢过程中是重要的脱氧剂。市场上常见的钢种在生产制作过程中都需要使用锰元素作为脱氧剂。从性质角度而言，将锰元素作为脱氧剂使用，在炼钢发生化学反应的过程中，生成的氧化物的熔点较低，比较容易浮在钢水之上。同时，将锰元素作为脱氧剂使用还能进一步提升硅和铝等强脱氧剂的脱氧性能。因此，在大多数的工业炼钢的过程中，都会将一定量的锰元素融入其中，这样能够在实施热轧、锻造等环节时，钢材都能保持良好的韧性，不会断裂。而且在多种钢种中，锰元素是重要的合金元素。经过实践研究发现，在生产制作合金钢材的过程中，将含量为15%或者以上的锰元素融入其中，能够有效提升钢材结构的强度和硬度。
硅元素是在碳钢生产以及生铁锻造过程中使用重要性仅次于锰元素的一种合金元素，大多数钢材在生产制作过程中，都是将这种元素作为脱氧剂使用，而且这种元素还能有效提升钢材的强度，对钢材的性能进行优化。同时，硅元素也是一种有着良好利用效果的石墨化介质，能够将生铁中的碳元素转变为游离的石墨碳。
目前，在各大工业企业在生产硅锰合金的过程中，利用的原材料主要包括萤石、焦炭、锰矿、硅石、白云石、富锰渣等等，将这些矿物材料混合起来进行加工和生产，在各种原材料根据冶炼工艺要求进行称量配料、充分混匀之后，要通过上料系统、布料系统以及下料管进入到电炉中，采用电能供电的方式进行冶炼。电炉采用连续性还原冶炼，有固定时间歇出铁出渣。需要注意的是，使用的矿石中含有的磷、铁等含量要低于碳锰铁矿石。因此，在冶炼硅锰合金的过程中，锰矿中的锰铁比、锰鳞比较大，其生产工艺主要是利用矿热炉对锰矿石和硅石中的氧化锰、二氧化硅等进行还原反应，最终冶炼出硅锰合金。
二、硅锰合金生产中存在的问题
由于我国的硅锰合金生产较为滞后，相关研究和工业化生产建设较晚，与西方国家相对比，生产技术的应用上存在一定的差距。尽管在新阶段社会经济不断发展下，市场对硅锰合金的需求逐渐增加，也让我国的硅锰合金生产工艺获取一定的效果。但是，在实际生产发展过程中，却存在一些问题，需要进一步研究。
（一）配料比问题
在硅锰合金生产过程中采用的原材料较为复杂，各种材料需要严格按照规定的配料比进行投放，这样才能确保冶炼制造的合金的质量。然而，在实际生产过程中，一些技术人员忽视配料比的重要性，缺乏质量管理和控制意识，在投放各种原材料的过程中不够严谨，并没有严格按照规定对原材料进行检查、称重等，这样造成的后果会导致硅锰合金的质量参差不齐，出现材料浪费等问题，甚至还会引发生产安全，威胁工业生产相关人员的生命安全。
（二）炉渣碱度问题
在硅锰合金生产过程中，炉渣碱度过高还是过低都会对生产造成影响。假如碱度过高，渣量会增加，在排出炉渣时会携带大量的锰，而且炉料融化的速度加快，二氧化硅还原反应进行难度较大，合金中硅的含量会下降。假如碱度多低，有助于硅元素还原，渣液变得粘稠，影响反应和排渣，会让合金中碳的含量升高，硅的含量下降，影响硅锰合金生产质量。
（三）锰回收问题
在硅锰合金生产过程中，大约有70%-80%的锰会还原到合金中，少部分会进入到炉渣中被排出。锰回收也就是将浪费的锰充分还原到合金中，避免资源浪费。然而，在工艺技术、设备操作等方面因素的影响，在实际生产过程中无可避免的会出现锰回收率低下的问题，浪费资源的同时，而且排放出来的气体还会对大自然环境造成影响。
三、硅锰合金生产过程中问题的处理方法
针对硅锰合金生产过程中存在的问题，相关工业企业应该提升重视程度，改变工艺方法，树立环境保护意识、现代化生产意识以及质量控制意识，积极探究和探索，尽可能利用科学方式对这些问题进行处理。
（一）保证配料比的科学性
在硅锰合金生产过程中，炉内原材料中使用的还原剂质量较多时，炉料的导电性会提升，这时电流也会上升，坩埚变小。通过对炉火进行观察，应该会在硅铁还原反应过程中出现还原剂过剩的情况。在这种情况下，炉中的二氧化硅被还原的较多，合金中的硅含量也会提升，生产的合金表面也会光滑。而假如还原剂使用的较少，那么电极所插入的深度也会较大，从外观上观察炉火会发现其呈现出不均匀燃烧的情况，电流也不够稳定。这是由于还原剂投入较少，炉渣中的二氧化硅含量提升，在出铁的过程中会出现铁渣不分的情况。因此，需要对配料比进行科学的计算，明确生产的配碳量，并充分考虑实际情况。比如，在炉渣碱度大的情况下，可以适当提升配碳量。具体应该观察铁口实际情况，假如新出的铁口较为狭窄，出铁过程中带出的焦炭的含量也不多，在这种情况下可以适当减少配碳量；假如以前出的铁口较为宽泛，出铁过程中带出的焦炭的含量较多，在这种情况下可以适当增加配碳量。
（二）保证炉渣碱度的合理性
对于炉渣性质而言，一般利用二元碱度和三元碱度进行表示，前者是B2=W（CaO）/W（SiO2），后者是B3=[W（CaO）+1.4W（MgO）]/W（SiO2）。经过实践研究发现，要想保证炉渣碱度的合理性，可以将B2控制在0.6-0.75，将B3控制在0.6-0.8。
（三）提高锰回收重视程度
针对硅锰合金生产过程中锰回收的问题，可以适当降低渣比，减少热损失的同时，还能提升锰的回收率。具体可以采用以下方法：
（1）提升锰和硅的还原率
锰和硅在炉渣和合金中的分配如以下化学式所示
2（MnO）+Si=SiO2+2Mn
其中，平衡常数（Kb）可以表示为如下：
Kb=
一般炉内温度在1400℃-1500℃，炉渣碱度B和平衡常数Kb之间的关系为
LgKb=1.57B0.292+0.88
可以提升硅的回收率，保持炉渣碱度，降低渣比，进而提升锰的回收率。
（2）提升炉内温度
炉内温度高，炉渣温度也会升高，有助于氧化锰和二氧化硅的还原，降低渣量，实现锰的有效回收。
（3）提升锰品味
在硅锰合金生产过程中，提升进入炉内锰的品位，可以提升锰的回收率，减少电能消耗。经过研究发现，要结合实际不同硅锰合金种类，明确入炉锰矿的品位，一般控制在30%-34%，硅被控制在21%-25%。
总结
总之，硅锰合金在生产过程中由于各方面因素会存在一定的问题，影响生产质量，还会造成环境污染。对此，相关生产企业应该提升重视程度，意识到生产中存在的配料比、炉渣碱度和锰回收问题，采用针对性措施进行处理，保证生产质量和效率。
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