CN100457942C - 一种低碳铝锰硅合金的制备方法 - Google Patents

一种低碳铝锰硅合金的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种低碳铝锰硅合金的制备方法，其工艺步骤为：将用矿热炉常规冶炼生产出液态锰硅合金与液态铝按配比一起兑入炉外热兑包，再加入变质剂冰晶石或食盐，搅拌、捞渣，浇铸、脱模、分析、精整后入库。用本发明的方法生产的低碳铝锰硅合金，比现有的生产方式能节电800～1000Kw.h/吨，且脱氧效果好，易储存，不粉化，经济效益和社会效益显著。

Description

一种低碳铝锰硅合金的制备方法
技术领域
本发明属低碳铝锰硅合金的制备方法。
背景技术
在传统的炼钢工艺中，还有相当多的企业将单一的铝、锰、硅(或锰硅合金和纯铝)作为主要的脱氧剂或添加剂，这些单质元素脱氧的效果差而且成本高；为增加脱氧的效果并提高钢的质量，复合脱氧剂已得到广泛的认同和越来越多的应用。
在中国专利“铝硅锰合金及其制备方法”(专利号02112847.2)中，提出的铝锰硅生产工艺采用的是重熔方法，将常温下的锰硅合金、工业硅、纯铝再次加热重熔、造渣、铸模，且合金中铝含量全靠纯铝添加，用这种方法虽然可以生产出合格的铝硅锰合金，但能源、资源浪费较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种节约能源、生产成本低、且质量更好的低碳铝锰硅合金的制备方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
低碳铝锰硅合金牌号及其主要成分含量为：
  Mn   Si   Al   C≤   P≤   S≤
  AlMnSi I   45～47.9   13～15.9   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSi II   52.1～67   13～15.9   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSi III   45～47.9   20.1～23   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSi IV   52.1～67   20.1～23   5～18.9   1.2   0.22   0.038
表中各成分均以重量百分比计(以下同)。
制备方法：
工艺步骤为
a.用矿热炉常规冶炼生产出锰硅合金；
b炉外热兑包先用高温液态炉渣加温后，再用焦炭进一步加热和保温，温度控制在大于600度；
c.称量后的铝粒先利用上炉产品余热加温，后用焦炭熔化、保温；
d作为母合金的锰硅合金出铁扒渣后，用下浇铸或撇渣过桥包实现渣铁分离，铁水与液态铝按配比一起兑入炉外热兑包，再加入变质剂冰晶石或食盐，搅拌、捞渣；
e.浇铸、脱模、分析、精整后入库。
用本发明的方法生产的低碳铝锰硅合金，比现有的生产方式能节电800～1000Kw.h/吨，且脱氧效果好，易储存，不粉化，经济效益和社会效益显著。
具体实施方式
根据用户的不同需要，同时也为了使资源得到更充分有效的利用，申请人设计了四种新的低碳铝锰硅牌号。同时，充分利用各工序中被浪费的热量、用在炉外将高温液态低碳锰硅合金与液态铝直接热兑的方法生产铝锰硅合金，最大限度地降低能耗，同时生产出杂质低、质量好的产品。
用本发明的方法生产的低碳铝锰硅合金主要成分如表1所示：
表1
  Mn   Si   Al   C≤   P≤   S≤
  AlMnSi I   45～47.9   13～15.9   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSi II   52.1～67   13～15.9   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSiIII   45～47.9   20.1～23   5～18.9   1.2   0.22   0.038
  AlMnSiIV   52.1～67   20.1～23   5～18.9   1.2   0.22   0.038
制备方法：
用高温液态低碳锰硅合金、在炉外直接热兑液态铝。
使用的主要设备是矿热炉及其配套设施，炉外热兑包用保温材料、耐火砖砌铸，熔铝包用＞10mm钢板卷制，还有配套搅拌、捞渣等其它工具。
采用的工艺可以是：
1.用高二氧化硅、高氧化铝的锰矿，再配以焦炭，白云石等辅料，投入矿热炉冶炼，生产出锰硅合金(母合金)；
根据表1的不同牌号，所需母合金(即锰硅合金)的主要成分重量百分比如表2中对应行所示：(即表1的第二行对应于表2的第二行，余类推)
表2
  Mn   Si   C≤   P≤   S≤ Mn/Fe＞≥  SiO<sub>2</sub>/Mn＞≥
  MnSi I   54～58   11～19   1.5   0.24   0.04 3.5  0.95
  MnSiII   60～72   11～19   1.5   0.24   0.04   4.3   0.95
  MnSiIII   54～58   23～28   1.5   0.24   0.04   6   1.05
  MnSiIV   60～72   23～28   1.5   0.24   0.04   6.5   1.15
2.炉外热兑包先用高温液态炉渣加温后，再用焦炭进一步加热和保温，温度控制在大于600度；
3.称量后的铝粒先利用上炉产品余热加温，后用焦炭熔化、保温。铝粒的配比计算方法为：
合金含铝量；(XY)/Z/(100+X)
其中：X—铝重量，Y—铝粒中的百分铝含量，Z—铝的利用率0.95；
4.作为母合金(高硅低炭)的锰硅合金出铁扒渣后，用下浇铸或撇渣过桥包实现渣铁分离，铁水与液态铝按配比一起兑入炉外热兑包，再加入变质剂冰晶石或NaCl中的一种或二者任意比的混合物，添加重量为入炉料总重的0.1～0.5％；
5.经搅拌、捞渣后浇铸；
6.当产品呈现暗红色时脱模，风冷；
7.取固体样分析；Mn，Al，Si，C，P，S；
8.产品精整后入库。
操作过程必须注意的要点是：从出铁开始至浇铸这段时间，动作尽可能快、熟练，工序及场地安排合理，节约时间，尽可能降低温度损失。
实施例：
用户分别要求供应不同成分的低碳铝锰硅合金，经双方协议，同意按表3所示标准生产：
表3
  Mn   Si   Al   C≤   P≤   S≤
  用户1   46～48   14～16   16～18   1.2   0.20   0.035
  用户2   52～54   20～22   17～19   1.0   0.22   0.04
  用户3   62～65   14～46   7～9   1.2   0.16   0.04
  用户4   45～48   14～16   14～18   1.2   0.20   0.035
使用设备及工艺：
用一台5000KVA的矿热炉，二次电压96～104V，原料用本地区产高硅(SiO2＞26)、高铝(Al2O3＞10)的锰矿以及富锰渣，再配以焦炭、硅石、白云石生产出相对应的母合金。
与表3所列用户对应，制备不同成分低碳铝锰硅合金所采用的母合金相应的化学成份和炉外配铝比分别列入表4：
表4
  Mn   Si   C≤   P≤   S≤   配Al
  用户1   55～57   17～19   1.3   0.22   0.038   18～20％
  用户2   63～65   24～26   1.2   0.22   0.04   19～21％
  用户3   67～70   16～18   1.3   0.18   0.04   8～10％
  用户4   54～57   17～19   1.3   0.222   0.04   16～18％
相应的锰矿入炉技术条件如表5所示：
表5
  Mn/Fe≥   SiO<sub>2</sub>/Mn≥
  用户1   3.8   0.95
  用户2   8.5   1.15
  用户3   6.5   0.90
  用户4   3.6   0.95
母合金的生产过程按普通锰硅合金生产工艺及方法进行。
低碳铝锰硅合金的生产工艺过程是：
1.用上一炉产品或炉渣的余热加热称量好的铝粒，再用焦炭熔化和保温；
2.热兑包用保温材料和耐火砖砌铸；热兑包先用上一炉的炉渣加热后倒掉，再用焦炭保温，温度控制在＞600度；
3.母合金出铁扒渣后用撇渣包(或下浇铸)分离渣后倒入已加入液态铝的热兑包，再加入变质剂；
4.用余热加温的工具搅拌和捞渣后浇铸。铸模的厚度不能超过70mm
5.脱模后，取样化验，合格得产品。

Claims (1)

1.一种低碳铝锰硅合金的制备方法，其特征是工艺步骤为：
a.低碳铝锰硅合金产品的成分重量百分比为：Mn 45～47.9或52.1～67，Si 13～15.9或20.1～23，Al 5～18.9，C≤1.2，P≤0.22，S≤0.038；
b.用矿热炉常规冶炼生产出锰硅合金；
c.炉外热兑包先用高温液态炉渣加温后，再用焦炭进一步加热和保温，温度控制在大于600度；
d.称量后的铝粒先利用上炉产品余热加温，后用焦炭熔化、保温；铝粒的配比计算方法为：
合金含铝量：(XY)/Z/(100+X)
其中：X-铝重量，Y-铝粒中的百分铝含量，Z-铝的利用率0.95；
e.作为母合金的锰硅合金出铁扒渣后，用下浇铸或撇渣过桥包与液态铝按配比一起兑入炉外热兑包，再加入变质剂冰晶石或NaCl，添加量为炉料总重的0.1～0.5％；
f.浇铸、脱模、分析、精整后入库。
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