CN101619411B - 一种炼钢用氮化硅锰合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种炼钢用氮化硅锰合金及其制备方法，属于合金技术领域。本发明的炼钢用氮化硅锰合金的重量百分组成是：Mn：25～75％，Si：10～60％，N：10～38％，余量为Fe及其它微量元素。制备方法为：(1)以普通硅锰和普通硅铁为原料或普通硅锰、普通硅铁和金属锰为原料，粉碎过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7～9％的质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为10～40mm的球状物；(2)将球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持10～70Pa的正压，1000～1250℃下反应烧结5～7h；(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
Description
技术领域
本发明属于合金技术领域，具体涉及一种用于炼钢、微合金化的硅锰合金及其制备方法。
背景技术
在生产HRB400以上级螺纹钢钢筋时，一般方法是加入钒或铌或钛元素进行微合金强化钢种。在进行微合金化过程中普遍采用的是钒氮合金、钒铁合金、或铌铁合金。以前使用较多是钒氮合金，该合金利用氮保护钒，而使钒收率大大提高，但由于钒资源有限，钒氮合金生产难度大，价格一直居高不下，因而钢厂纷纷采用以铌代替钒氮合金，但采用铌铁要求提高轧钢温度，对轧钢设备而言很难达到这个要求，因而钢筋成品合格率不高，加大了生产成本。
在含氮钢钢种中氮能起到固溶强化作用和氮化物沉淀析出强化作用，因而相继出现了氮化锰铁、氮化铬铁、氮化硅铁，其中氮化锰铁和氮化铬铁的含氮量≤6％，应用价值不大；而氮化硅铁含氮量高，可达到30％以上，但其成粉状，密度小，很难直接加入钢水中，因而亦很难推广。
发明内容
本发明的目的在于解决现有炼钢用的氮化合金存在的含氮量低应用价值不大或者由于合金密度小而利用率不高的技术问题，提供一种含氮量高，密度大，熔点低的氮化硅猛合金。
发明内容
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的炼钢用氮化硅锰合金，其特征在于：它的重量百分组成是：
Mn：25～75％
Si：10～60％
N：10～38％
余量为Fe及其它微量元素。
炼钢用氮化硅锰合金的制备方法，是按以下步骤进行的：
(1)以普通硅锰和普通硅铁为原料或普通硅锰、普通硅铁和金属锰为原料，按目标配比称重进行配料，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7～9％的质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为10～40mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持10～70Pa的正压，1000～1250℃下反应烧结5～7h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
本发明的氮化硅锰合金，具有以下优点：(1)含氮量高，合金含氮量达10％以上；(2)比重大，合金密度达到4.0g/cm3以上，大大超过钢渣密度，熔点低于钢水温度，而且成球状，因而很方便加入到钢水并溶合于钢中，提高氮的利用率，从而使锰、硅、氮三者的收率稳定；(3)利用铌、氮强化生产的HRB400级钢筋产品质量稳定，降低了炼钢成本。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作详细说明。
实施例1
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金为原料，称取硅锰合金760kg，硅铁合金240kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7％的(70kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为10mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持10Pa的正压，1000℃下反应烧结7h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：44.37％，si：22.91％，N：25.58％，C：9.8％，P：0.147％，S：0.049％，余量为Fe。
实施例2
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金为原料，称取硅锰合金660kg，硅铁合金440kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7.5质量浓度为8％的(88kg)聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为20mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持20Pa的正压，1200℃下反应烧结6.5h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：32.18％，si：34.37％，N：33.13％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例3
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金为原料，称取硅锰合金480kg，硅铁合金520kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量9％的(99kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为30mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持30Pa的正压，1150℃下反应烧结6h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：25.3％，si：60.4％，N：10.5％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例4
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金，含锰量为90％的金属锰为原料，称取硅锰合金460kg，硅铁合金240kg，金属锰300kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量8.5％的(85kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为40mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持40Pa的正压，1100℃下反应烧结5.5h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：60.2％，si：20.9％，N：18.3％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例5
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金，含锰量为90％的金属锰为原料，称取硅锰合金300kg，硅铁合金240kg，金属锰500kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7％的(72kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为25mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持50Pa的正压，1050℃下反应烧结5.5h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：75.3％，si：10.8％，N：12.7％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例6
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为25％的硅铁合金为原料，称取硅锰合金900kg，硅铁合金100kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量8.8％的质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为35mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持60Pa的正压，1160℃下反应烧结6h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：45.2％，si：15.8％，N：38.2％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例7
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金，含硅量为90％的金属硅为原料，称取硅锰合金660kg，硅铁合金440kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量8.4％的(92.4kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为28mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持70Pa的正压，1120℃下反应烧结6.5h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：50.2％，si：30.4％，N：16.9％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
实施例8
(1)以含硅量为18％，含锰量为68％的硅锰合金，含硅量为75％的硅铁合金，含锰90％的锰为原料，称取硅锰合金440kg，硅铁合金340kg，金属锰220kg，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7.9％的(79kg)质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为26mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持65Pa的正压，1080℃下反应烧结6.6h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
得到合金成份：Mn：27.8％，si：35.6％，N：35.9％，C：0.31％，P：0.076％S：0.03％，余量为Fe。
将上述实施例得到的氮化硅锰和金用于HRB400级螺纹钢生产，完全能达到HRB400钢筋要求。
Claims (1)
1.一种炼钢用氮化硅锰合金的制备方法，其特征在于：它是按以下步骤进行的：
(1)以普通硅锰和普通硅铁为原料或普通硅锰、普通硅铁和金属锰为原料，按目标如下称重进行配料，Mn：25～75％，Si：10～60％，N：10～38％，余量为Fe及其它微量元素，粉碎后过60目筛，混合均匀后添加占物料重量7～9％的质量浓度为8％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂进行湿混，制成粒径为10～40mm的球状物；
(2)将步骤(1)得到的球状物装入坩埚内送入推板窑内，通入高纯氮气，并使窑内始终保持10～70Pa的正压，1000～1250℃下反应烧结5～7h；
(3)逐渐冷却至100℃以下出炉，得到高氮硅锰合金。
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