電爐法是以電能為熱源，焦炭為還原劑，在爐身較矮的還原電爐中生產高碳錳鐵的 一種方法。由于電爐法需要的焦炭量大大少于高爐法對焦炭的需要量，冶煉一噸高碳錳鐵需要的爐料量也少一些，相應地帶入產品中的磷含量較低，容易獲得低磷產品。在國外，由于電力工業發展迅速，鋼鐵工業對電爐高碳錳鐵的需求量比較大，高碳錳鐵生產已由高爐逐步轉向電爐；某些地區甚至停止了高爐錳鐵生產，改用電爐生產高碳錳鐵。在我國，由于煤炭資源豐富，目前的電力供應還較為緊張，錳礦資源的品位又比較低，使得高爐錳鐵生產仍占有比較大的份額。在今后較長的一段時間里，高爐法仍將是我國生產高碳錳鐵的主要方法之一。

一、冶煉原理

   高碳錳鐵的冶煉主要是錳的高價氧化物受熱分解成低價氧化物和低價氧化物進一 步還原成錳金屬的過程。錳的高價氧化物穩定性較差，受熱后極易分解?？刂聘咛煎i鐵冶煉溫度不超過1500℃，可以有效地抑制二氧化硅的還原，實際允許的高碳錳鐵含硅量不得大于4%，大部分以二氧化硅的形式進入爐渣。爐料中的其他氧化物氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁等，則較氧化錳更為穩定，在高碳錳鐵冶煉溫度條件下不可能被碳還原，幾乎全部進入爐渣。爐料中的硫主要來自焦炭。有機硫在高溫下揮發，硫酸鹽中的硫一般以硫化錳或硫化鈣形態熔于渣中。通常爐料中的硫只有約1%左右熔入合金。

二、冶煉工藝操作

1、主要生產方法 

   電爐高碳錳鐵的冶煉是連續進行的，即連續加料冶煉，定時出鐵。根據入爐錳礦品位的不同及爐渣堿度控制的不同，在電爐內生產高碳錳鐵有熔劑法、無熔劑法和少熔劑 法三種：熔劑法。采用堿性渣操作，爐料中除錳礦、焦炭外，還配入一定的熔劑（石灰），并且用足還原劑。采用高堿度渣進行操作，爐渣堿度控制在1.3-1.4之間，以便盡量降低爐渣中的含錳量，提高錳的回收率。無熔劑法。采用酸性渣操作，爐料中不配加石灰，在還原劑不足的條件下冶煉。用這種方法生產，既可獲得高碳錳鐵，又可得到用于生產錳硅合金和中低碳錳鐵的含錳30%左右的低磷富錳渣，供錳硅合金生產用。無熔劑法冶煉的優點是冶煉電耗低，錳的綜合回收率高。不足之處是由于采用酸性渣操作，冶煉過程對碳質爐襯侵蝕較嚴重，爐襯壽命較短。少熔劑法。采用介于熔劑法和無熔劑法之間的“偏酸性渣法”。該法是在配料中加入少量石灰或白云石，將爐渣堿度控制在0.6-0.8之間，在弱碳條件下進行冶煉，生產出合格高碳錳鐵和含錳25-40%及適量氧化鈣的低磷、鐵錳渣。此渣用于生產錳硅合金時，既可減少石灰配入量，又可減少因石灰潮解增加的粉塵量而改善爐料的透氣性。國外電爐冶煉高碳錳鐵多采用無熔劑法和少熔劑法。我國鑒于國內資源狀況，以熔 劑法生產為主。近年來，隨著國外高品位錳礦的進口，為合理利用富礦資源，主要生產廠 家也都采用無熔劑法和少熔劑法生產高碳錳鐵。

2、冶煉工藝操作

   電爐高碳錳鐵的操作過程主要有配料、加料、爐況維護及出鐵澆鑄等。配料及加料根據配料計算得出配料比后，按錳礦，焦炭、石灰（白云石）的順序進行稱量配料，然 后通過輸送系統將配好的料送到加料平臺或爐頂料倉，根據爐內需要分批加入爐內。小 型電爐一般采用人工加料，而大中型電爐則是通過爐頂料倉下面的加料管控制加入爐 內。對封閉式電爐，其加料管直接伸入爐內料面控制位置，加料管內隨時充滿爐料。當 爐料熔化下沉時，料管中的料自動落入爐內。隨著科學技術的迅速發展、控制水平的提高，新設計的大型電爐稱量及加料系統大 都采用了計算機控制技術，使原料的稱量配料及運輸過程實現了自動化。

   爐況維護。在電爐冶煉過程中，由于原料的波動、電氣及機械設備等因素的影響，爐況難以長期保持穩定狀態，總是在波動變化。因此，要對爐況隨時觀察、監測，并根據其變化做出準確判斷，采取措施及時調整和處理，使爐況恢復到正常狀態。對爐況的監測手段有：爐內觀察。對敞口爐和半封閉爐，可對爐內情況進行觀察了解，如料面分布狀況、爐料的透氣性、電極位置及其插入深度、料面溫度等。出爐觀察。主要觀察出爐時鐵水及渣的溫度、流動性，以及產品及渣的成分析。儀表監測。電爐監測儀表主要有電流表、電壓表、有功功率表、電極位置指示器、 爐氣溫度、壓力、爐底溫度表等。對封閉電爐來講，由于無法進行爐內觀察，對以上控制儀表的監測就顯得尤為重要。以上觀察和監測，是判斷爐況的重要依據，為保證冶煉的正常進行，工藝上還應從以 下幾個方面對爐況進行控制：操作電壓。高碳錳鐵的熔點和沸點都較低，在溫度高于1500℃時容易蒸發。因此，在保證使用負荷的同時，要合理選擇操作電壓及操作電流，使輸入爐內的能量分布合理。操作電壓過高，會使反應區爐料過熱，造成錳的大量揮發；操作電壓過低，會使生產率降低，電耗升高。對不同容量的電爐，其操作電壓應有一個合理參數，具體如下：

電極。在礦熱電爐冶煉中，電極的工作狀況是衡量爐況正常與否的一個重要標 志。冶煉過程中對電極的要求是：合適的工作端長度及插入深度，而且三相電極在爐料 中的深度盡量保持一致，使其在爐內形成一個較為均勻的溫度場。電極插入爐料中的深 度與焦炭的配比、爐渣堿度和操作電壓有關，插入深度的變化反過來影響爐況。為保證 電極的插入深度，應從上述影響因素來進行調整控制。）爐壓及爐氣。對封閉爐，爐況正常時，爐內壓力應保持在微正壓，爐氣氫含量要小于 8%，氧含量含量要小于3%。爐壓過大會破壞爐子的密封性，使煤氣外泄， 易發生人身安全事故；爐壓過低（負壓情況下）會將空氣吸入爐內，使煤氣中含氧量增加， 易引起爆鳴甚至爆炸事故。爐壓波動可能是由于粉料多、水分高、爐內翻渣、冷卻水 漏、煙道堵塞等原因造成，應及時找出原因，進行調整和處理。爐氣中氫含量升高可能 是爐料水分增加或爐內冷卻系統漏水造成；氧含量的升高說明爐子密封系統損壞，空氣進入爐內。出現上述情況時，應立即停爐進行檢查處理。

   爐況判斷及處理 爐況正常的重要標志是：操作電流穩定，電極插入深度合適，電極壓放速度正常。料面高度合適，冒火均勻，爐料化料均勻，電極周圍刺火及塌料現象少。封閉爐內爐氣壓力、成分、溫度正常。爐渣成分較穩定，爐渣流動性好，排渣順暢。合金成分穩定，產量穩定，各項技術經濟指標良好。影響爐況穩定的因素較多，如原料成分、水分、粒度的波動，電極工作端長度及插入 深度的變化，爐渣成分及堿度的改變以及機械、電氣事故的影響等。但爐況的變壞大多由還原劑配入過多或不足以及爐渣堿度的過高或過低造成。還原劑過多時，由于爐料電阻率減小，電流上漲，電極上抬，爐內化料速度減慢，電極 周圍刺火嚴重，爐氣壓力、溫度升高，錳的揮發損失增大，爐底溫度下降，出爐困難，產品 含硅量增高。此時應向電極周圍附加適量減碳料，并調整料批中的焦炭配入量。還原劑不足時，電極下插過深，電極消耗增大；負荷用不滿，電流不穩定；爐口翻渣；爐渣含錳量升高，產品中硅低磷高，渣多鐵少。此時可向電極周圍附加適量焦炭，并在料批中提高焦炭配比。爐渣堿度過高時，在爐內表現為電極上抬；料面刺火、翻渣；爐渣流動性差，出鐵量 少，爐渣發暗且粗糙，斷面多孔，冷卻后很快粉化。爐渣堿度過低時，電極插入深，爐渣 稀，流動性好，渣表面皺紋少，渣中跑錳多。針對以上情況，應及時調整石灰的配入量將 爐渣堿度調整到正常范圍。此外正文，由于原料中帶入的粉料過多，水分過高，會造成爐內透氣性差，刺火、塌料現象 嚴重，影響冶煉技術經濟指標。對敞口爐，可采用鐵釬在電極周圍爐料扎眼透氣來改善 爐內狀況。對封閉爐，則應從嚴格控制入爐原料質量入手來防止上述現象發生。