炼钢所用合金是由自然块料经机械加工而成的合格块料，这些合金因运输过程中的撞击会产生一定数量的0～5mm的粉末，这些粉末大部分被转炉顶部的除尘器吸走，逸散在空气之中；另一部分在炼钢过程中由于热辐射等因素影响无法进人钢液。为节约这部分原料，山东钢铁集团济钢在合金进人炼钢料仓之前，在炼钢现场加装一套合金筛分装置，让合格粒度的合金进料仓，将筛出的合金粉末收集在特殊的容器中，然后将合金粉末再次筛分，筛分为3mm～5mm颗粒与0～3mm合金粉末。将3mm～5mm的合金颗粒在中频电炉中重熔，由于在重熔的过程中不加入任何其他的物料，保持了锰硅原有的成分。经化验，其各项理化指标符合锰硅指标要求。然后将0～3mm合金粉末按一定的质量要求进行压制成型并加工成再生锰硅球，加工完毕后送去炼钢代替锰硅进行循环利用。 

　　笔者对济钢炼钢用三大合金———高碳锰铁、锰硅合金、硅铁进行了研究。经过筛分，制成再生锰硅球产品，筛出的高碳锰铁粉与硅铁粉用作调整成分的主要原材料，产品的主要成分为Mn55%～60%、Si17%～21%，其他与原合金成分保持不变，粒度为20mm～60mm，经生产试验取得了成功，完全可以代替同等成分同等数量的锰硅合金，不但可以减少环境的污染，提高企业可持续发展能力，实现循环经济，还可以为企业每年降低成本2500万元左右。 

成分的设计与选择 

　　再生锰硅球主要成分理化指标：锰55%～60%、硅17%～21%，而收回的锰硅、高碳锰铁、硅铁合金粉末经化验测定，主要成分锰、硅不稳定，锰硅合金粉末中锰一般在54%～60%、硅13%～19%区域内波动；高碳锰铁合金粉末中锰一般在58%～63%区域内波动；硅铁合金粉末中硅一般在72%～78%区域内波动；其他成分均比较稳定。从各类合金粉末的化验结果看出，任何一种合金若粉末直接进行加工，均难达到本研究成果的技术标准。因此，选择锰硅合金粉末作为加工本研究成果的主要原料，高碳锰铁、硅铁合金粉末作为调整硅与锰成分的原料。（生产制造工艺见图l，再生锰硅球研究的理化指标见表1) 

　　此次试验共计再生锰硅球(简称“合金球”)35.07吨，对现场使用时的部分炉次进行了跟踪观察。再生锰硅球成分为Mn 56%、Si 19.57%、P 0.164%、S 0.047%、C 1.67%，再生锰硅球强度较好，能够满足一般炼钢使用要求。 

　　冶炼钢种。考虑到合金球体密较低，为防止出现脱氧合金化过程中结团熔化不开等问题，考虑实际情况，规定使用合金球冶炼钢种如下：全部精炼钢种(精炼钢种生产周期较长，可在精炼炉进行合金微调)，非精炼低合金钢种，如Q235B(因合金量较小，脱氧合金化过程基本不会出现合金球结团化不开等问题)。 

　　使用方式和情况。使用方式与常规合金相同，合金球替代锰硅等合金在炉后出钢过程中加入，其他合金和脱氧剂加人量按要求正常加入。合金球在初步使用时首先在精炼钢种上对合金球Si、Mn的回收率进行了摸索验证，然后在非精炼低合金钢种上进行了试用。 

合金球在精炼钢种中使用情况 

　　在出钢过程中，再生锰硅球加入钢包后有少量在钢水液面漂浮, 熔化效果不是很好。（见表2） 

　　Si的回收率为合金球SiC、SiFe和SiAlBa增硅的平均回收率，Mn的回收率是考虑钢种终点余锰情况，因铁水Mn较高，余锰按终点C的3倍计算。（Si、Mn 回收率见表3） 

　　合金球在非精炼低合金钢种中使用情况。（见表4） 

　　出钢过程未出现合金球在钢水表面漂浮现象。（Si、Mn回收率见表5） 

经济效益分析 

　　经筛分后的合金粉按每吨1000元的价格进行压球后，再按3000元/吨的价格返厂进行使用；试验期MnSiFe的内部价格为6500元/吨。 

　　通过以上实验，合金球回收率基本正常，与MnSiFe基本相当，按回收率相同考虑, 则1吨合金按其成分折算为MnSiFe为：Mn0.56%×l/0.65=0.862吨(合金球中Si含量较MnSiFe中Si含量高出约1%，但因使用MnSiFe后各钢种中Si本身偏高，其多增硅部分无效益可言，不再进行考虑)；其替代MnSiFe的价格为：0.862×6500=5603元，较合金球实际每吨2000元(3000元/吨-1000元/吨=2000元/吨)的价格高出3603元，即按以上计算，每使用1吨回收后的合金球可降低合金成本3603元，按每月筛分后的粉面为30吨计算，可降低合金成本：3603万元/吨×300吨/月=108.09万元/月。 

结论 

　　从合金球出钢合金化过程看, 其在大合金量钢种中使用合金球易出现合金球熔化不及时，在钢水表面漂浮、结团现象；在小合金量钢种上暂未出现结团现象。从过程成分情况看，使用合金球后钢水成分均匀，时间较锰硅铁等常规合金长，精炼钢种在精炼5分钟后保证钢渣完全化开，非精炼小合金量钢种在CAS站吹氢2分钟后可使钢水成分均匀。 

　　使用合金球时Si的回收率均在80%以上，合金量较大的精炼炉次平均回收率80.70%，合金量较少的炉次回收率平均82.46%；Mn的回收率大、小合金量炉次平均为96.04%和95.35%，在95%以上；MnSi合金回收率基本正常。 

图1 再生锰硅球制造工艺流程 

表1 再生锰硅球研究的理化指标 

表2 合金球在精炼钢种中的应用情况 

表3 合金球在精炼钢中Si、Mn的回收率 

表4 合金球在低合金钢种中的使用情况 

表5 合金球在低合金钢种中Si、Mn的回收率 

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