CN100595307C - 一种生产低碳锰铁的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生产低碳锰铁的方法，它是以人造Mn₃O₄为原料、以硅铁作还原剂，在精炼电炉内还原Mn₃O₄生产低硅锰硅合金，然后将此种锰硅合金兑入中频炉进一步用Mn₃O₄球团和石灰精炼脱硅生产低碳锰铁。本发明由于采用人造Mn₃O₄和硅铁，杂质少，硅铁的含碳量低，炼出来的低碳锰铁含碳量均小于0.3%。在中频炉中因有电磁搅拌，脱硅比较彻底，生产成本低，产品质量稳定。

Description

一种生产低碳锰铁的方法

一、技术领域

本发明涉及冶炼低碳锰铁技术领域，特别是用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金，然后将此种锰硅合金兑入中频炉进一步用Mn₃O₄球团和石灰精炼脱硅生产低碳锰铁的方法。

二、背景技术

最近几年来低碳高强度钢、不锈钢、不锈钢焊条、低碳高强度钢焊条发展很快，对低碳锰硅合金和低碳锰铁需求量大增。传统的锰硅合金是在矿热炉中采用电碳热法来冶炼生产的。它是利用提高合金中的Si含量来降C的，这是传统的工艺技术，非常成熟。但由于使用矿热炉，生产电耗高，产生废气量大，耗水量大，产品含碳量高，很难满足生产含碳量小于0.7％低碳锰铁的要求。

精炼炉是冶炼中低碳锰铁或中低微碳铬铁的专用炉型，在精炼电炉内用锰硅合金或硅铬合金采用传统的电硅热法生产中低碳锰铁或中低微碳铬铁工艺十分成熟。近十几年来由于“波伦法”及热兑精炼技术的发展，利用精炼炉专门熔化含锰溶渣或含铬熔渣，然后将熔渣及锰硅合金或硅铬合金进行倒包热兑或摇包热兑生产中低碳锰铁或中低微碳铬铁的生产工艺也已经成熟。但是由于使用的原材料的局限，很难生产出低碳锰铁和微碳铬铁。

三、发明内容

本发明的目的在于提供一种生产低碳锰铁的方法，它能克服现有工艺电耗高，废气量大，耗水量大，产品含碳量高的缺点，生产出含碳量小于0.7％低碳锰铁。

本发明通过以下技术方案达到上述目的，采用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金，然后将此种锰硅合金兑入中频炉进一步用Mn₃O₄球团和石灰精炼脱硅生产低碳锰铁。所述方法包括下列步骤：

(1)制备Mn₃O₄

按氧化锰矿∶液相还原剂∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6(重量比)，将氧化锰矿和有液相还原剂混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn₃O₄，

(2)原料准备

将硅铁破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将Mn₃O₄造球并干燥，

(3)冶炼低硅锰硅合金

炉料配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.7-3.1∶13-1.7(重量比)，先将Mn304球团及1/3石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量约Mn40-45％，碱度0.8-1.0，当炉料已熔清且熔渣温度在1500℃左右时，分期分批地向熔池加入硅铁和剩余的石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，炉渣碱度按1.0-1.2控制，精炼10-15分钟。

(4)中频炉精炼脱硅

将装了铁水的铁水包进行镇静、扒渣、然后将步骤(3)制备得的液态低硅锰硅合金兑入中频炉并立即送电，并加入Mn₃O₄球团和石灰混合料进行精炼脱硅。精炼时间10-15分钟，炉渣碱度1.0-1.2，取样判硅合格，将铁水和熔渣一起倒入包中，再送浇铸场进行带渣浇铸。

所述冶炼低碳锰硅合金含的炉料配比可按生产低碳锰硅合金含Mn要求进行配制，如要冶炼含Mn≥80％的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶3.0-3.5∶1.5-1.9(重量比)；要冶炼含Mn≥72％的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.7-3.1∶1.3-1.7(重量比)；要冶炼含Mn≥65％低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.4-2.8∶1.1-1.5(重量比)。

所述硅铁为75％硅铁、65％硅铁、结晶硅其中的一种。

所述液相还原剂为糖蜜、淀粉。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的特点和显著的进步：

1、采用人造Mn₃O₄作原料，含Mn高，杂质少；

2、用硅铁作还原剂，硅铁带入的碳量少；

3、在精炼电炉内熔化和精炼，电压高，克服了电弧对熔池的增碳问题，可以生产出低碳锰硅合金。而采用中频炉来精炼脱硅，由于中频炉有电磁搅拌作用，脱硅速度快，损耗少，收得率高。

4、按本发明所述的方法，产出低碳锰锰铁含碳量小于0.3％的。

四、附图说明

图1是本发明所述的生产低碳锰铁的方法工艺流程图。

对照图1，本发明所述的生产低碳锰铁的方法是将Mn₃O₄球团和石灰放入精练炉中熔化，再将硅铁和石灰放入精炼炉中精炼，出铁，镇静，扒渣，热兑中频炉，再加入Mn₃O₄球团和石灰在中频炉中精炼，出铁，浇注，精整，检验合格，入库。

五、具体实施方式

以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。

本发明的技术方案由下述方法步骤构成：

1、制备Mn₃O₄。按氧化锰矿∶液相还原剂∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6(重量比)，将氧化锰矿和液相还原剂如糖蜜或淀粉混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn₃O₄。其化学成分为：Mn≥69％，Fe≤0.05％，P≤0.05％，S≤0.03％，Sn≤0.001％，Pb≤0.001％。

2、原料准备。将硅铁破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将人工合成Mn₃O₄造球并干燥；

3、冶炼低硅锰硅合金

炉料配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.7-3.1∶13-1.7(重量比)，先将Mn304球团及1/3石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量约Mn40-45％，碱度0.8-1.0，当炉料已熔清且熔渣温度在1500℃左右时，分期分批地向熔池加入硅铁和剩余的石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，控制炉渣碱度在1.0-1.2，精炼10-15分钟，待炉中的Si与MnO反应达到平衡，判硅合适，可以出铁。

4、中频炉精炼脱硅

将装了铁水的铁水包进行镇静、扒渣、然后将步骤(3)制备得的液态低硅锰硅合金兑入中频炉并立即送电，并加入Mn₃O₄球团和石灰混合料进行精炼脱硅。精炼时间约10-15分钟，炉渣碱度1.0-1.2，取样判硅合格，将铁水和熔渣一起倒入包中，再送浇铸场进行带渣浇铸。

冶炼低碳锰硅合金含的炉料配比可按生产低碳锰硅合金含Mn要求进行配制，如要冶炼含Mn≥80％的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶3.0-3.5∶1.5-1.9(重量比)；要冶炼含Mn≥72％的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.7-3.1∶1.3-1.7(重量比)；要冶炼含Mn≥65％低碳锰硅合金时，其配比按硅铁∶Mn₃O₄球团∶石灰＝1∶2.4-2.8∶1.1-1.5(重量比)。

拌料、加料、精炼要求：先将Mn₃O₄球团与石灰总量三分之一的石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量约Mn40-45％，碱度0.8-1.0，当炉料已熔清且熔渣温度在1500℃左右时，分期分批向熔池加入硅铁和剩余的石灰，并进行搅拌，当炉料全部加完，控制炉渣碱度在1.0-1.2，精炼10-15分钟，待炉中的Si与MnO反应达到平衡，炉内渣面平静，即可出铁、镇静、扒渣、浇注。

本发明由于使用了人造Mn₃O₄和硅铁，杂质少，硅铁的含碳量低，炼出来的锰硅合金含碳量仅为0.27～0.3，可以满足含碳量小于0.4％的低碳锰铁的要求。生产成本低，产品质量稳定。所用的硅铁可以是75％硅铁、65％硅铁或结晶硅其中的一种。

Claims (4)

1、一种生产低碳锰铁的方法，其特征在于采用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金，然后将此种锰硅合金兑入中频炉进一步用Mn₃O₄球团和生石灰精炼脱硅生产低碳锰铁，所述方法包括如下步骤：

(1)制备Mn₃O₄

按重量比为，氧化锰矿∶液相还原剂∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6，将氧化锰矿和液相还原剂混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn₃O₄，

(2)原料准备

将硅铁破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将Mn₃O₄造球并干燥，

(3)冶炼低硅锰硅合金

炉料配比按重量比为，硅铁∶Mn₃O₄球团∶生石灰＝1∶2.7-3.1∶1.3-1.7，先将Mn₃O₄球团和生石灰总量三分之一的生石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量Mn40-45％，碱度0.8-1.0，当炉料己熔清且熔渣温度在1500℃时，分期分批地向熔池加入硅铁和剩余的生石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，炉渣碱度按1.0-1.2控制，精炼10-15分钟，

(4)中频炉精炼脱硅

将装了铁水的铁水包进行镇静、扒渣、然后将步骤(3)制备得的液态低硅锰硅合金兑入中频炉并立即送电及加入Mn₃O₄球团和生石灰混合料进行精炼脱硅，精炼时间10-15分钟，炉渣碱度1.0-1.2，取样判硅合格，将铁水和熔渣一起倒入包中，再送浇铸场进行带渣浇铸。

2、一种生产低碳锰铁的方法，其特征在于，采用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金，然后将此种锰硅合金兑入中频炉进一步用Mn₃O₄球团和生石灰精炼脱硅生产低碳锰铁，所述方法包括如下步骤：

(1)制备Mn₃O₄

按重量比为，氧化锰矿∶液相还原剂∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6，将氧化锰矿和液相还原剂混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn₃O₄，

(2)原料准备

将硅铁破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将Mn₃O₄造球并干燥，

(3)冶炼低硅锰硅合金

冶炼低碳锰硅合金含的炉料配比按生产低碳锰硅合金含Mn要求进行配制，冶炼含Mn≥80％的低碳锰硅合金时，其配比按重量比为，硅铁∶Mn₃O₄球团∶生石灰＝1∶3.0-3.5∶1.5-1.9；冶炼含Mn≥72％的低碳锰硅合金时，其配比按重量比为，硅铁∶Mn₃O₄球团∶生石灰＝1∶2.7-3.1∶1.3-1.7；要冶炼含Mn≥65％低碳锰硅合金时，其配比按重量比为，硅铁∶Mn₃O₄球团∶生石灰＝1∶2.4-2.8∶1.1-1.5，先将Mn₃O₄球团和生石灰总量三分之一的生石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量Mn40-45％，碱度0.8-1.0，当炉料己熔清且熔渣温度在1500℃时，分期分批地向熔池加入硅铁和剩余的生石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，炉渣碱度按1.0-1.2控制，精炼10-15分钟，

(4)中频炉精炼脱硅

将装了铁水的铁水包进行镇静、扒渣、然后将步骤(3)制备得的液态低硅锰硅合金兑入中频炉并立即送电及加入Mn₃O₄球团和生石灰混合料进行精炼脱硅，精炼时间10-15分钟，炉渣碱度1.0-1.2，取样判硅合格，将铁水和熔渣一起倒入包中，再送浇铸场进行带渣浇铸。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述硅铁为75％硅铁、65％硅铁其中的一种。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述液相还原剂为糖蜜、淀粉。

Images