锰铁为细化晶粒、均匀组织及消除内应力,铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢,其机械性能较退火后的高,成本也较低,所以应用较多。但由于正火处理会引起较退火大的内应力,只适用于含碳量小于0.35%的铸钢件。因为低碳铸钢件的塑性好,冷却时不易开裂。炉渣中的硅酸锰比自由状态的MnO更稳定,使锰的还原更加困难,需要的温度更高。为减小内应力,铸钢件在正火后,还应进行高温回火。对于含碳量≥0.35%的、结构复杂及易产生裂纹的铸钢件,只能进行退火处理。铸钢件不宜淬火,否则易开裂。
碳素锰铁国际上一般标准为含锰75~80%,中国为适应锰矿品位低的原料条件,规定了含锰较低的牌号(电炉锰铁含锰65%以上,高炉锰铁含锰50%以上)。冶炼碳素锰铁过去主要用高炉,随着电力工业的发展,用电炉的逐渐增多。碳素锰铁国际上一般标准为含锰75~80%,中国为适应锰矿品位低的原料条件,规定了含锰较低的牌号(电炉锰铁含锰65%以上,高炉锰铁含锰50%以上)。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。
在硅锰合金粉末冶炼过程中对各种原料的粒度有一定要求,如果各种原料的粒度太小,冶炼过程中会影响透气性,进而影响到传热过程,导致冶炼过程的化学反应不完全。近年来,硅铁、锰硅合金在消费中的占比发生了很大变化,由于锰硅合金既可以脱氧,又可增加钢中的锰含量,提高钢的强度,所以锰硅合金用作脱氧剂的用量占比逐渐高于硅铁。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。
粉尘含有锰,如果丢弃这些大量粉尘,不仅会污染环境,也会浪费紧缺的锰资源,因此必须对它们回收利用。把粒度细小的锰矿和粉尘回收,用作锰及锰合金冶炼的原料,不仅可以保护环境,还能开发有限的锰资源。
锰以化合物形式广泛存在于自然界中,在地壳内锰的平均含量约为0.1%,在元素周期表中,锰属过渡元素,与铬、铁相邻,化学活性比铬弱,比铁强。锰细粉状金属锰在空气中易烧。
但大块状金属锰在常温下不易受空气中的氧侵蚀,这是因为在空气中金属锰表面易生成一层氧化物膜,对内层金属锰起到了保护作用。在水中则易生成氢氧化物膜,可进一步阻止锰对水分子中氢的置换作用。为细化晶粒、均匀组织及消除内应力,铸钢件必须进行正火或退火处理。正火处理后的钢,其机械性能较退火后的高,成本也较低,所以应用较多。但是,若把锰放入含有NH4Cl的水溶液中,则置换反应能顺利进行。