收藏词条 编辑词条 铁合金
铁合金(ferroalloy)
由合金元素与铁组成的二元或多元合金，是钢铁工业的基础炉料之一。铁合金是脆性金属，只能作炉料使用。通常把由铁合金厂生产的不含铁的中间合金和工业纯金属铬、金属锰等也归属于铁合金范畴。炼钢用铁合金作合金剂、净化剂(脱氧、脱硫、脱气)、增热剂、增碳剂、非金属夹杂物的变性剂，以净化钢的结构，强化钢的性能，满足钢在腐蚀、超低温、高温、核辐射等特殊环境中使用的要求。铸铁工业用铁合金作孕育、球化和蠕化等处理，以得到不同组织和性能的铸件。
生产1t粗钢需要锰铁7～8.5kg，锰硅铁2～1.7kg，硅铁4.6～4．8kg，铬铁约4.0kg，其他铁合金约2kg。
铁合金中的铁可以降低铁合金冶炼的反应温度，使反应向有利.还原的方向进行，从而降低冶炼电耗。锰矿、铬矿、钛矿等均含有一定数量的铁，可以直接用来生产铁合金。铁与密度较大的元素如钨、钼等组成铁合金后可使添加物的比重下降；而与硅、钙、镁、铝等比重较小的元素组成铁合金可使其密度提高，因而调节了铁合金在钢液中的浸泡位置，加快合金元素的溶解速度和在钢液中的分布均匀性，使合金元素的收得率提高。活性元素如硼、稀土等与铁组成合金后，可以降低它们的化学活性，减少添加时的烧损，提高它们的回收率，得到成分稳定的钢。
根据合金主成分划分，铁合金的主要品种有：(1)硅系铁合金，包括20％～90％硅的各种牌号的硅铁和硅系复合合金；(2)锰系铁合金，包括高碳、中碳、低碳锰铁，锰硅合金，金属锰，镜铁等；(3)铬系铁合金，包括高碳、中碳、低碳、微碳铬铁、硅铬合金及金属铬等；(4)其他铁合金，包括钨铁，钼铁，钒铁，钛铁，铌铁，硼铁，磷铁，锆铁，镍铁，硅钙合金，稀土铁合金及复合合金等。国家标准、国际标准以及生产厂的标准或与用户的技术协议都对铁合金的化学成分、外观和块度做了明确规定。铁合金工业需要大量电能，早期建设铁合金厂多选择建在拥有丰富水电或电价便宜的地区。随着大型火电站、核电站的投产和远距离输电技术的改进，新建铁合金厂都必须综合考虑供电、原料、用户及运输条件。一些资源、能源生产国也各自建铁合金厂，从出口矿石改为出口铁合金。各个国家的铁合金工业都按照各自的需要和优势来发展。
铁合金的价格在欧美国家是按主合金元素的重量计价，而中国与前苏联则采用“基准吨”计价。所谓“基准吨”是按下列公式计算：基准吨=主要元素实际成分(％)×实物重量(t)÷主要元素的基础成分(％)。主要元素的基础成分是产品标准中，牌号所代表的主成分的含量。例如硅铁，．FeSi75是以75％Si为基础成分。又如锰硅，Mn65Si17是以锰硅总量82％(Mn+Si)为基础成分。
简史 铁合金工业整个发展历程都是与钢铁工业的需要联系在一起的。铁合金的产量是由钢产量决定的。产品结构随钢的品种、质量和生产工艺的改变而调整。生产设备也是各个时期的通用冶金设备。
早期炼钢添加的合金元素是用它的氧化物加入。19世纪初用坩埚炉冶炼铁合金。在坩埚炉内用木炭还原矿石或氧化物生产高碳铬铁，镜铁、锰铁和硅铁(2．2％～9．5％Si)等。因受炉温限制不能得到与炉渣分离好的合金锭，质量也不能令人满意。19世纪中期用高炉炼得8．5％Mn和5．33％c的镜铁。贝氏钢添加镜铁后才解决了钢的质量问题。还在高炉内炼出含7％～8％Cr的含铬生铁，用作炼钢的铬添加剂。1875年已经能够在高炉内炼出60％～80％的高碳锰铁。同年还用高炉炼成10％～18％Si的低硅硅铁。约1880年高炉已经可以生产含30％～40％Cr，10％～20％c的铬铁。目前高炉仍在生产高碳锰铁和镜铁。
法国穆瓦桑(H．Moissan)进行了在电炉内还原氧化物的试验，于1900年发表了他的研究结果。1888～1892年法国埃鲁(P．L¨T．Heroult)实现了电弧炉生产电石的工艺。他的经验及按他的原理制造的三相电弧炉(亦称埃鲁电炉)，用来冶炼铁合金。至19世纪末已经用电炉生产高碳铬铁、高碳锰铁和硅铁(25％～50％Si)。
高炉和电炉冶炼铁合金是用木炭或焦炭作还原剂，添加或不加熔剂，在高温下还原矿石生产铁合金。由于碳与锰、铬、钨、钼、钒、钛等元素的亲和力大，产出的铁合金含碳高，不能满足生产低碳钢，特别是不锈钢的要求。首先考虑到是用矿石精炼降碳的方法，结果是可使钨铁、钼铁、镍铁和钴铁的碳降低，铬铁的碳下降很少，而锰铁的碳基本不下降。
法国铁合金工作者对电硅热法冶炼低碳锰铁和铬铁做出了贡献。1919年申请了电硅热法生产低碳锰铁的专利。1920年前后瑞典特乐尔赫坦(Trollhattan)铁合金厂制定了电硅热法生产低碳铬铁的工艺(三步法)，通称瑞典法。以后对此工艺做了一些改进，其中最有名的为波伦(Pei•rin)法，即热兑法。1910年戈尔德施米特(H．Goldschmidt)公布了金属热法制取金属的工艺。很快成为生产含碳极低、熔点较高、化学活性较强元素的铁合金与添加剂，以及纯铬、纯锰等工业纯金属的生产方法。
40年左右的生产实践证明了电炉冶炼铁合金的合理性与优越性。20世纪中期电炉生产铁合金得到较大的发展，并向着电炉大型化封闭化(全封闭与半封闭)的方向发展。瑞典吉尔斯蓬(Gullspang)合金公司于1981年和1985年建成1.2MVA和2.0MVA单电极直流埋弧电炉，用以冶炼硅铁等的试验。中国北京钢铁研究总院与张家口市四方台铁合金厂共同研制的2．OMVA单电极直流埋弧电炉于1989年3月投入试验。冶炼锰硅合金的电耗比三相交流电炉降低5％～10％，电极消耗降低约40％，功率因数提高约0.1。1994年6.3MVA单电极直流埋弧还原电炉在四方台铁合金厂正式投产，运行正常。1987年2月瑞典铬铁厂用“等离子铬”(plamachrome)技术开始生产高碳铬铁。1983年南非米德尔堡钢和合金公司建成16MVA转移弧等离子炉，直接用粉状铬矿冶炼高碳铬铁。1988年又增容为40MVA。法国巴黎乌特罗锰铁公司(SF—PO)铁合金厂用等离子发生器加热，提高高炉风温冶炼锰铁。这些工厂将“等离子体”技术引入了铁合金工业生产。在入炉炉料准备方面．采用了烧结、球团和预热、预还原技术，使粉状铬矿、锰矿得到合理利用和电炉冶炼过程得到改善，冶炼电耗降低。用微型计算机管理大型埋弧还原电炉生产，初步实现电炉管理现代化。为利用熔融铁合金的显热，提高能源利用率，20世纪后期已用氧精炼法生产中，低碳铬铁和锰铁，镍铁与高纯硅铁。
炼钢生产工艺的改进和钢质量的提高，对铁合金产品也提出了新的要求。由于连续铸钢工艺的采用，镇静钢的比重增加，导致硅铁、锰硅和硅钙合金的用量增加，而高碳锰铁的用量减少，同时提出降低硅铁含铝量的要求。由于微合金钢的开发，控制轧制技术的应用，和合金钢比重提高，作为钢合金化元素的钒、铌、钛、钼、硼、镍等铁合金的用量增加。为了提高钢的质量，要求生产纯净钢与洁净钢，也要求生产有害杂质低、气体含量小的铁合金。炉外精炼技术的使用，要求生产喷射冶金用的硅钙及其他铁合金粉剂和喂线技术用的各种铁合金芯线。采用氩氧法冶炼不锈钢，使用于生产不锈钢的高碳铬铁用量增加，低碳铬铁仅用于调整成分而用量减少。电工用钢的发展要求生产高纯度硅铁，促使硅铁精炼技术的发展。铁硅硼非晶态合金使电碳热法冶炼硼铁的产量增加。炼钢炉自动化程度的提高，对铁合金的输送、称量与添加方法都要求做新的布置，故对铁合金块度作了规定，并要求化学成分稳定和偏析小，因此铁合金的铸锭工艺与块度分级等要适当修改。
20世纪50年代以前中国的铁合金工业非常薄弱。20世纪初汉阳铁厂曾用高炉冶炼镜铁。抗日战争时期在重庆附近冶炼含40％～50％Si的硅铁和高碳锰铁。1937年至1944年日商在天津建制铁所用高炉冶炼锰铁；在天津、抚顺、大连、鞍山等地建有小电炉冶炼钨铁、硅铁和高碳锰铁；在锦州女儿河建有钒铁厂。中华人民共和国成立后的国民经济恢复时期，在鞍山、抚顺、天津、阳泉、长寿、桐梓等地生产硅铁、低硅铁、高碳锰铁、钨铁等。第1个五年计划，作为工业基础之一的铁合金，引进苏联技术建成中国第一家大型铁合金厂——吉林铁合金厂。于1956年12月正式投产，生产硅铁、高碳锰铁、中碳锰铁、钨铁和钼铁。1953～1963年锦州铁合金厂陆续开始生产钒铁、钛铁和金属铬。1957～1958年吉林铁合金厂开始生产高碳铬铁和微碳铬铁。以后相继建成上海、湖南、遵义、峨眉、横山、西北、重庆、北京、南京等电炉铁合金厂。在新余、阳泉、湘潭、灵川等地建成高炉锰铁厂。各省市还先后建成一批中小型铁合金厂。80年代又从国外引进了一批大型埋弧还原电炉，加快了铁合金工业的现代化。中国的铁合金工业基本达到了品种齐全、产量自给有余，并成为铁合金出口国。
生产工艺 铁合金工业在发展过程中形成的主要生产工艺有：(1)电碳热法(电炉法)；(2)碳热法(高炉法)；(3)电硅热法和波伦法；(4)氧精炼法(转炉法)；(5)铝热法(金属热还原法)；(6)重熔合成法。还有水溶液电解法生产电解锰与电解铬；熔盐电解法生产稀土(混合稀土或单一稀土)铁合金、稀土铝合金及低碳锰铁和金属锰；以及为生产金属铬、锰、钒铁和高纯度铌添加剂，通过水法冶金将铬矿、锰矿、铌矿和钒渣加工成氧化铬、氧化钒、氧化铌和硫酸锰(作为原料)的水法冶金工艺；在冶炼钼铁前用氧化焙烧方法将硫化钼精矿转化为氧化钼的氧化焙烧工艺等。
铁合金生产的主要工艺所用设备，以及电能、焦炭、炉料等的消耗见表1。
| 生产工艺 |
炉 型 |
铁合金产品 |
生产1吨铁合金的消耗 |
||
| 电／kw·h | 焦炭／t | 炉料／t | |||
| 75 %Si硅铁 | 约9000 | 约1．O | 约2．1 | ||
| 45 %Si硅铁 | 约5000 | 约O．6 | 约1．6 | ||
| 高碳锰铁(熔剂法) | 约3000 | 约O．5 | 2．7～3．O | ||
| 电碳热法 |
埋弧还原电炉 |
锰硅 |
约4500 |
约O．6 |
约3．O |
| 高碳铬铁 | 约：3500 | 约O．5 | 约2．O | ||
| 铬硅(二步法) | 约5000 | 约O．5 | 约1．6 | ||
| 磷铁 | 约3000 | 约O．3 | 约3．2 | ||
| 硅钙 | 12500～14500 | O．8～1．5 | 2．2～3．5 | ||
| 碳热法 | 高 炉 | 高碳锰铁 | 约2．O | 约3．5 | |
| 生产工艺 |
炉 型 |
铁合金产品 |
生产1吨铁合金的消耗 |
||
| 电／kw·h | 焦炭／t | 炉料／t | |||
| 中、低碳锰铁 | 约1000 | 锰硅O．8～1．O | 1．5～2．O | ||
| 中、低碳铬铁 | 约2000 | 铬硅约O．6 | 约2．5 | ||
| 微碳铬铁 | 约2000 | 铬硅约O．6 | 约3．O | ||
| 电硅热法(含波 伦法) |
精炼电炉(固定 或倾动) |
钒铁 |
约2000 |
硅铁约O．4铝约O．1 |
约2．O |
| 金属锰 | 约3000 | 锰硅约O．63 | 约4．O | ||
| 稀土硅铁 | 约3500 | 硅铁约O．9 | 约7．5 | ||
| 钨铁(取铁法) | 约3000 | 硅铁ggo．14焦炭约O．1 | 约1．5 | ||
| 中碳铬铁 (顶吹氧法) |
O2 约85m3 |
H．C．Fe—Crl．1 硅铁约O．05 |
约1．2 |
||
| 氧精炼法 |
转炉 |
中碳锰铁 (顶吹氧法) |
02 约85m3 |
H．C．Fe Mn约1．3 锰硅约O．15 |
约1．5 |
| 中碳锰铁 (底吹氧、氮) |
02约74m3 N2约18m3 |
H．C．Fe—Mn～1．13 锰硅约O．1 |
约1．3 |
||
| 钼铁 |
硅铁约O．35 铝约O．075 |
约1．7 |
|||
| 铝热法 |
熔炼炉 |
钛铁 |
铝约O．5 硅铁约O．05 |
约1．4 |
|
| 金属铬 | 铝约O．7 | 约1．9 | |||
设备 电碳热法冶炼铁合金的主要设备是埋弧还原电炉亦称低炉身还原电炉或矿热炉，共有3种类型，即敞口电炉(亦名高烟罩电炉)、半封闭电炉(亦称矮烟罩电炉)和封闭电炉。大型电炉均配有烟气除尘设备或余热回收设备、炉气回收设备。由于铁合金需要量增加和实施环境保护法，迫使铁合金厂安装除尘设备。埋弧还原电炉向大型化发展，而铁合金厂则向专业化的方向发展。电炉大型化的优点有：炉子热稳定性好，热效率较高；产品质量稳定，化学成分均匀，表面清洁；吨产品的基建投资和添置除尘设备的投资及运行费用降低；炉子的机械化、自动化程度较高；劳动效率高；产品成本较低，经济效益好。目前世界上运行的最大电炉、硅铁与铬铁电炉为105MVA；锰铁电炉为81MVA；锰硅电炉为88MVA。大容量电炉需要较大的电源和精料。炉料的质量对大型电炉，特别是封闭电炉非常重要，关系到炉子是否能正常运行。大型电炉的缺点是功率越大，功率因数越低；自焙电极直径大，维护较困难。铁合金厂专业化有利于矿石资源和生产产生的废物的合理利用与生产管理。
电硅热法(含波伦法)用的电炉称为铁合金精炼电炉，分固定型和倾动型两种。固定型精炼电炉与敞口埋弧还原电炉相同，但冶炼电压高，属于露弧冶炼。倾动式精炼电炉与炼钢电弧炉相同，但对炉膛结构作了修改。冶炼锰铁的高炉与炼铁高炉基本相同，但在炉型、设备参数匹配、除尘系统方面均应进行修改。(见高炉冶炼锰铁)氧精炼法生产中碳锰铁和中碳铬铁所用转炉与炼钢相同。(见氧精炼法)
原料 铁合金生产需要的主要矿石有：锰矿、铬矿、硅石、磷矿、钨、钼、钛、铌、稀土等精选矿；钒渣及钒原料；硼矿及硼酸或硼砂等。采用精料是增加产量、保证质量、降低能耗和提高经济效益的有效的方针。铁合金电炉在扩大电炉容量和采用封闭电炉后，对炉料质量的要求更为严格。精料就是要求原料中的主成分含量高、杂质少、块度适当和化学反应性能好。入炉矿石的块度很重要，要求块度适当，不能有粉矿，以保证炉内炉料疏松，透气性好，使炉内反应产生的高温炉气在料柱中均匀分布，促进炉料与高温炉气间的热交换。在炉料与高温还原炉气的逆向运动中，炉料被干燥、预热和部分预还原，提高了热效率，因而使冶炼电耗降低。炉料中的粉矿减少，可以降低炉气中的粉尘含量，减轻除尘系统的负担。
常用的碳质还原剂有冶金焦、低温焦、石油焦、木炭、木屑和煤等。要求固定碳含量高、灰分低、还原活性好和比电阻高。选择还原剂不仅要考虑经济性与来源，还要求有规定的粒度，以保证炉内冶炼顺利进行。为了获得良好的冶炼效果与经济效益，一般都采用几种碳质还原剂合理搭配使用。
铝热法所用还原剂有铝粒(用铝锭加工)、硅铁粉和少量的镁。
常用的熔剂有石灰、石灰石、白云石和萤石等，要求与炼钢工业相同。
资源 世界上铁合金资源的地区分布极不平衡。锰矿储量近97％集中在南非、前苏联、澳大利亚；铬矿储量近96％集中于南非、津巴布韦和前苏联；钒资源近98％集中于中国、南非、前苏联和美国；稀土矿则集中在中国与美国。铁合金资源分布的不均匀，已影响到铁合金工业的布局。一些资源国和产矿国都已建成或正在建设自己的铁合金厂。“深海结核”含有锰、镍、铜、钴，是铁合金工业的潜在资源。
中国锰矿储量不多，以贫矿为主(含25％～35％Mn)多数为碳酸锰矿；锰矿成分复杂，杂质高，矿石可选性差。铬矿的储量、产量少，目前以进口铬矿为主。硅石资源易解决，但要求含二氧化硅高，高温热稳定性和化学活性好。钨、钼、钒、钛、镍以及稀土等资源丰富，可以满足发展合金钢的需要。铌矿资源较少，但可从含铌铁矿中回收利用。
能源 生产lt铁合金所需电能和焦炭的消耗量如表1。高炉冶炼高碳锰铁使用的焦炭一部分是用来燃烧以提供热能，其余都用作不可缺少的还原剂。电炉冶炼铁合金中产量较大、耗电最多的是硅铁。根据埃里克斯(E．Erikes)的资料，30Mw硅铁电炉的能量平衡见表2。是以硅回收率为87．5％，1kW．h电产生3m3的炉气为计算基础。从表2看出冶炼75％si硅铁产生炉气中的显热比输入炉内的电能稍高。铁合金封闭电炉产生的炉气概况见表3。在能源短缺和价格上涨的情况下，铁合金生产产生的高热值炉气，引起了人们的注意和兴趣。最初考虑用封闭电炉炉气作燃料或化工原料使用。但封闭电炉仅用于高碳锰铁、锰硅、高碳铬铁与50％Si硅铁等产品生产。由于操作的限制，75％Si硅铁不能用封闭电炉生产。而是用矮烟罩半封闭电炉生产。后来，将炉气燃烧成高温废气，经过余热锅炉产生蒸汽发电或用于化工工业加热。研究结果证明余热锅炉发电所产生的电能约为输入炉子电能的20％～25％。高热值炉气在回收利用上有一定吸引力，但还是要从回收技术是否可行，设备投资、运行维护费用、能源价值，最终集中在是否产生经济效益等方面进行考虑。生产1t高炉锰铁消耗焦炭为1．8～2．4t；lt锰铁可产生高炉煤气约7000m3，成分为：CO35.00％、CO25．80％、CH40.30％、H21．20％、N257．20％、O20．50％，热值约4500kJ，／m。(比炼铁高炉高)；已回收作燃料使用。
| 输 入 | 输 出 | ||||
| 项 目 | 能量／MW | ％ | 项 目 | 能量／MW | ％ |
| 电能 碳质还 原剂 |
30 33．3 |
47 53 |
还原氧化硅 硅铁显热 冷却水带走热量 炉气显热 热损失 |
18．3 2．5 6．3 31．7 4．5 |
29 4 lO 50 7 |
| 总计 |
63．3 |
100 |
总计 |
63．3 |
lOO |
| 品 种 |
产气量 |
炉气成分／％ |
热值 |
含尘量 |
|||||
| ／m3·t-1 | C0 | C02 | H2 | 02 | CH4 | N2 | ／k_l·m一3 | ／g·m-3 | |
| 高碳锰铁 锰硅合金 高碳铬铁 |
700～800 950～1050 920 |
74．1 71 63．2 |
4．3 8．1 8．1 |
4．4 6．7 13．1 |
1．2 l_O O．7 |
6．2 1．2 O．6 |
9．7 12 13．8 |
约11700 9200～10000 约9’700 |
44 13．6 47．77 |
废气与烟尘 电炉和高炉冶炼铁合金均产生大量还原性气体，除高炉与封闭电炉的炉气已回收利用外，敞口电炉与半封闭电炉的还原气体在离开料面后在炉口燃烧后排放。排放的废气中有一定数量的烟尘、粉尘、金属蒸气；还有从炉料与还原剂蒸发出来的水蒸气和有机物；矿石和焦炭中的硫产生的少量SO2；燃烧不完全而产生的C0等。韦斯特布洛克(W．Westbrook)测定的铁合金电炉随炉气排出的污染物与净化后排放的结果见表4。电炉排出的污染物主要是粉尘、有机物和苯荠(a)芘。苯葬(a)芘的全部和约90％的有机物吸附在粉尘上，所以除尘设备收集到的粉尘必须经解毒处理，以免造成二次污染。
| 产 品 | 金属硅 | 50％硅铁 | 50％硅铁 | 高碳锰铁 | 高碳锰铁 | |
| 电炉负荷／MwW测试时) | 17．3 | 32．1 | 43．O | 20．O | 6．8 | |
| 炉 型 | 开口 | 开口 | 封闭 | 开口 | 封闭 | |
| 炉 | 粉尘／kg·MWh-1 | 18．27～52．47 | 5．67～9．74 | 4．81～10．55 | 3．01～6．64 | 1．18～3．80 |
| 有机物／kg·MWh-1 | 1．29～3．63 | O．12～1．18 | l_47～l_78 | O．O～3．37 | O．14～O．50 | |
| 气 |
苯葬(a)芘／g·MWh-1 |
O．O～O．046 |
O．O～O．012 |
3．1～5．4 |
O |
O．01～O．035 |
| 炉气净化方式 |
袋式除尘 |
袋式除尘 |
洗涤器加 袋式除尘 |
袋式除尘 |
洗涤器 |
|
| 排 | 粉尘／h·MWh-1 | O．18～2．9 | O．12～O．27 | O．38～1．37 | O．031～O．16 | O．086～2．O |
| 放 废 |
有机物／kg·MWh-1 |
O．92～3．93 |
O．34～O．56 |
O．54～O．68 |
O．50～O．75 |
O．11～O．]8 |
| 气 |
苯荠(a)芘／g·MWh-1 |
O．O～O．24 |
O |
O．022～0．026 |
O |
O．0～O．0003 |
铁合金电炉80％烟尘的粒径小于O．1μm，烟尘密度2．3～3．85g／cm3，比电阻较高，约为：1．3×lO10～4．7×1014Ω•cm。烟尘的粘结性与凝聚性较大。烟尘的化学成分和有色金属氧化物的含量与所用矿石组成有关。电炉烟尘特性见表5。
| 产 品 | 50％硅铁 | 75％硅铁 | 锰硅 | 锰硅 | 高碳锰铁 | 高碳铬铁 | |
| 炉 型 | 开口 | 开口 | 封闭 | 开口 | 开口 | 封闭 | |
| 粒径 ／口m |
最大 一般 |
O．75 O．05～O．3 |
1．O <O．5 |
O．75 O．2～O．4 |
O．75 O．05～O．4 |
O．75 O．05～O．4 |
1．O O．1～O．4 |
| 形 状 | 球状与链状 | 球状 | 球状 | 球状 | 球状 | 球状 | |
| 化 学 成 分 { ％ |
Si02 FeO MgO CaO MnO Al2O3 Cr203 PbO Na20 C 灼减 |
63～86 |
82．26 4．90 1．60 O．88 O．71 4．68 |
15．68 6．75 1．12 31．55 5．55 O．47 23．25 |
24．60 4．60 3．78 1．58 31．92 4．48 2．12 12．04 |
25．48 5．96 1．03 2．24 33．60 8．38 |
20．96 10．92 15．41 2．64 7．12 29．27 |
敞口硅铁电炉的炉气在炉口燃烧后排放的废气量约为还原所产生气体量的60～lO0倍。废气含N280％～81％、O217％～18．5％、C020．9％～1．1％和(C0+S02)O．25％～O．4％；含尘量1900～4500mg／m3，温度150～200℃。经玻璃纤维布袋过滤除尘，除尘效率约99％，含尘量下降为100～120mg／m3。敞口电炉的废气量大，袋式除尘器庞大，投资多，设备运行费用高。新建的硅铁电炉为了减少废气处理量，节省除尘设备的投资，均采用短烟罩半封闭式电炉，通过烟罩门控制空气进入量，以使还原炉气完全燃烧为准；废气温度提高到600～800℃，可安装余热锅炉回收余热和降温，或用管道冷却降温至<300℃后进入袋式除尘器。矮烟罩-半封闭电炉的废气量约为敞口电炉的30％～50％，因而除尘设备的投资为敞口电炉的80％～90％，除尘系统电耗为70％～80％；袋式除尘器消耗的电能一般为炉子负荷的3％～5％。
封闭电炉的还原炉气基本上未燃烧或仅部分燃烧。其成分为C061％～75％、H24．4％～14．9％、CH20．7％～6．5％、C024．3％～8．1％、021．O％～1．3％、N29．8％～14．7％。炉气量为960～1200m3／t，含尘60～100g／m3，温度为600～1000℃，热值9630～11724kJ／m3。封闭电炉采用文氏洗涤器或泰森洗涤器除尘，除尘效率为96％～99％，排放废气含尘20～50mg／m3。高炉煤气是经湿式除尘后作燃料使用。铝热法生产钼铁、钛铁、金属铬、铌铁等，在反应过程产生大量的含烟尘气体，需经过除尘回收。烟尘中含有大量可回收的贵重金属如钼、铌、铬等。冶炼钨铁的电炉排出的炉气中含有相当数量的含钨粉尘。这些粉尘用袋式除尘器和静电除尘器回收。钼精矿焙烧炉的废气中含有大量钼粉尘，经静电除尘回收，但排出的废气中含有约1％SO2，产生酸雨，危害环境。铁合金工业原料提纯水法冶金的碱焙烧过程中也产生含有SO2、Cl2等有害气体的废气。
废渣 铁合金工业产生的废渣的化学成分和数量见表6。除硅铁生产的渣量较少外，其余各种铁合金产渣量都超过合金重量，堆存要占用大量土地，所以必须研究铁合金炉渣的利用问题。生产氧化铬与氧化钒产生相当数量的含有水溶性的Cr6+与V5+的浸出残渣，污染水源。铁合金炉渣的主要用途有：
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(1)铁合金工业自我消化。硅铁渣、铬硅渣可以返回冶炼硅铁与铬硅铁。无熔剂法生产高碳锰铁的高锰炉渣和含锰高的钨铁炉渣可以冶炼锰硅合金。中、低碳锰铁炉渣可以返回冶炼锰硅与高碳锰铁和生产锰烧结矿。
(2)硅铁渣可以代替硅铁用于铸铁工业，也可作炼铁钢脱氧剂，或入高炉炼铸造铁。
(3)从炉渣中回收铁合金。高碳铬铁渣、钼铁渣、锰硅渣等夹有一定数量的合金颗粒，可以用手选或重力选矿方法回收。中、低碳铬铁渣易粉化，可用筛分、磁选方法回收细粒合金。
(4)除尘器收得的粉尘可做烧结矿，球团矿的原料，再返回炉内熔炼铁合金。
(5)建筑材料。水淬的高炉锰铁渣、锰硅渣、高碳锰铁渣都可以做水泥的原料。硅铁电炉除尘得到的硅粉可以做水泥的添加剂。块状炉渣破碎后可做道渣和混凝土骨料。中、低碳铁合金产生的高氧化钙粉状渣早已用于民用建筑。
(6)肥料。锰硅炉渣含有大量的硅、钙、镁、锰、铁和微量的铜、锌、镍等可作为农业肥料和补充土壤中的微量元素。细粒的锰硅渣可以用做土壤松散剂和改良剂。含钼的钼渣也可以做肥料使用。中、低碳铁合金的高氧化钙炉渣可用做改良酸性土壤的中和剂。
(7)研磨材料和耐火材料。铝热法生产钛铁、铌铁、金属铬、硼铁等的炉渣含三氧化二铝高，可以用作研磨材料，耐火材料和高温混凝土的骨料。
(8)铸石。钼铁渣与锰硅渣可以用作生产铸石的原料。
废水铁合金工业耗水量最大的是设备冷却水，可以循环使用，不会造成环境污染。湿式除尘器排出的废水中含有氰、酚等有害物质，需要净化处理后循环使用。氧化铬与氧化钒生产的废水中含有Cr6+与V5+，需经净化处理后排放。