CN102766719A - 一种中、低碳锰铁的生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种中、低碳锰铁的生产方法，是将冶炼好的高碳锰铁水置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖一层金属氧化物及造渣剂，加热至1550-1650℃，金属氧化物熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对熔体进行搅拌，使熔融金属氧化物与高碳锰铁水混合均匀，金属氧化物与高碳锰铁中的碳发生与氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到中、低碳锰铁。本发明艺设计合理、操作方便、锰元素回收率高、生产成本低、设备投资少。适于工业户化生产，替代现有中、低碳锰铁生产工艺。

Description

一种中、低碳锰铁的生产方法
技术领域
本发明涉及铁合金制备技术领域，特别是指一种中、低碳锰铁的生产方法。
背景技术
当高碳锰铁铁水温度低于1300℃时，铁水中各元素的氧化物稳定性依Si、Mn、C、P、Fe顺序排列，随着温度升高，排列顺序发生变化；当温度高于1670℃以上时，CO的稳定性大于Si、Mn、Fe；中、低碳锰铁的生产方法是将高碳锰铁铁水置于转炉中，此时，高碳锰铁铁水温度在1350℃左右，然后，通过对铁水中吹氧气，利用氧气与铁水中的金属元素或非金属元素发生氧化反应，放出大量的热，使高碳锰铁铁水温度升高至1650-1850℃，利用温度高于1670℃以上时CO的稳定性大于Si、Mn、Fe的氧化物这一原理，在抑制Mn元素过量氧化的基础上脱碳保锰，生产中低碳锰铁。其主要反应如下：
2C（s）+O2（g）=2CO（s）
2Mn（l）+O2（g）=2MnO（s）
2Fe（l）+O2（g）=2FeO（s）
这种制备方法存在以下缺陷：当高碳锰铁铁水温度低于1650℃时，主要是Si、Mn、C元素氧化入渣；损失大量的锰元素，造成锰含量下降，锰元素回收率低；当熔池温度在1650℃-1850℃时，在中心氧焰区，由于氧气与铁水中的金属元素或非金属发生氧化反应，放出大量的热，导致液面局部温度高达2200—2700℃，造成锰元素大量挥发；锰的挥发在4%以上；在吹炼结束时，锰元素氧化入渣量约占高碳锰铁带入锰量的30%左右。因此，在实际生产中，熔池温度控制非常困难，给操作以及正常生产组织带来极大不便。
并且，设备投资大，氧气消耗量大，特别是主元素回收率低，制造成本非常高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种工艺设计合理、操作方便、锰元素回收率高、生产成本低、设备投资少的中、低碳锰铁的生产方法。
本发明一种中、低碳锰铁的生产方法，是采用下述方案实现的：将冶炼好的高碳锰铁水置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖一层金属氧化物及造渣剂，加热至1550-1650℃，金属氧化物熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对熔体进行搅拌，使熔融金属氧化物与高碳锰铁水混合均匀，金属氧化物与高碳锰铁中的碳发生与氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到中、低碳锰铁。
本发明一种中、低碳锰铁的生产方法，所述高碳锰铁包括下述组分按质量百分比组成：
C 6-7.5%，Mn65-78%，余量为Fe。
本发明一种中、低碳锰铁的生产方法，所述中、低碳锰铁选自FeMn88C0.2、FeMn84C0.4、FeMn84C0.7中的至少一种低炭锰铁或选自FeMn82C1.0、FeMn82C1.5、FeMn82C2.0中的至少一种中炭锰铁。
本发明一种中、低碳锰铁的生产方法，所述氧化剂为纯度97%以上的氧化锰，所述氧化锰的用量为高碳锰铁水质量的15-25%。
本发明一种中、低碳锰铁的生产方法，所述造渣剂为氧化钙质量含量大于等于95%的石灰；所述石灰添加量为高碳锰铁水质量的8-10%。
本发明由于采用上述工艺方法，利用金属氧化物作为覆盖剂，隔绝了高碳锰铁水与空气的接触，避免了锰的氧化损失；另外，通过电弧炉对高碳锰铁水及金属氧化物进行加热，利用造渣剂石灰控制熔体温度在1550-1650℃，可以有效避免锰元素的挥发；提高锰元素的回收率，降低生产成本；设备投资少，操作方便。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、原材料成本低，特别是硅锰产品消耗低，每吨产品仅消耗0.25-0.45吨/吨产品。
2、主元素锰利用率较高，通常锰的回收率大于95%。
3、车间制造成本较低，采用此法生产75MnC2.0中锰，车间制造成本为7100元/吨，每吨产品有400-500元/吨的边际利润。
具体实施方式
实施例1
将冶炼好的成分为C6%，Mn65%，余量为Fe的高碳锰铁水1吨置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖150公斤纯度大于等于97%的氧化锰及800公斤石灰，加热至1550℃，氧化锰熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对高碳锰铁水及氧化锰熔体进行搅拌，使熔融氧化锰与高碳锰铁水混合均匀，氧化锰与高碳锰铁中的碳发生氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到FeMn75C2.0的中碳锰铁。
生产1吨FeMn75C2.0的低碳锰铁的成本为：7100元；锰回收率97%。
实施例2
将冶炼好的成分为C 6.5%，Mn70%，余量为Fe的高碳锰铁水1吨置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖200公斤纯度大于等于97%的氧化锰及900公斤石灰，加热至1600℃，氧化锰熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对高碳锰铁水及氧化锰熔体进行搅拌，使熔融氧化锰与高碳锰铁水混合均匀，氧化锰与高碳锰铁中的碳发生氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到FeMn78C1.5的中碳锰铁。
生产1吨FeMn78C1.5的低碳锰铁的成本为：7250元；锰回收率97.1%。
实施例3
将冶炼好的成分为C 5.6%，Mn78%，余量为Fe的高碳锰铁水1吨置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖250公斤纯度大于等于97%的氧化锰及1000公斤石灰，加热至1650℃，氧化锰熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对高碳锰铁水及氧化锰熔体进行搅拌，使熔融氧化锰与高碳锰铁水混合均匀，氧化锰与高碳锰铁中的碳发生氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到FeMn84C0.7的中碳锰铁。
生产1吨FeMn84C0.7的低碳锰铁的成本为：7950元；锰回收率96.5%。

Claims (5)

1.一种中、低碳锰铁的生产方法，是将冶炼好的高碳锰铁水置于电弧炉中，高碳锰铁水液面上覆盖一层金属氧化物及造渣剂，加热至1550-1650℃，金属氧化物熔化，利用电弧炉产生的电弧以及流经熔体中的电流对熔体进行搅拌，使熔融金属氧化物与高碳锰铁水混合均匀，金属氧化物与高碳锰铁中的碳发生与氧化反应，降低高碳锰铁中的碳含量，制备得到中、低碳锰铁。
2.根据权利要求1所述的一种中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：所述高碳锰铁包括下述组分按质量百分比组成：
C6-7.5%，Mn65-78%，余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的一种中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：所述中、低碳锰铁选自FeMn88C0.2、FeMn84C0.4、FeMn84C0.7中的至少一种低炭锰铁或选自FeMn82C1.0、FeMn82C1.5、FeMn82C2.0中的至少一种中炭锰铁。
4.根据权利要求3所述的一种中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：所述氧化剂为纯度97%以上的氧化锰，所述氧化锰的用量为高碳锰铁水质量的15-25%。
5.根据权利要求4所述的一种中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：所述造渣剂为氧化钙质量含量大于等于95%的石灰；所述石灰添加量为高碳锰铁水质量的8-10%。
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