CN104313422A - 一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，它是按回收粉料、铺底浇铸、加粉熔化、覆盖浇铸、搅拌熔融、取铁出模和转运破碎等步骤进行，其显著特点是：在锰硅合金浇铸工序中，按“铺底浇铸”、“覆盖浇铸”分次浇注铁水并向锭模内加入合金粉料进行热交换，使合金粉料吸热熔化并熔融于铁水中一并冷凝制成合金锭块，可在不增加电耗的前提下利用高温铁水的热量进行在线熔化处理因破碎锭块产生的合金粉料，同时，还能明显加快铁水冷凝成锭速度、缩短生产作业时间，对提高主元素Mn的回收利用率、改善化学成分偏析状态进而提高产品质量有明显效果，在锰系合金生产行业中推广应用具有节能减排保护环境的社会效应和重大的经济效益。

Description

一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法

技术领域

本发明涉及一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，它是在不增加能源消耗的前提下采用分次浇注作业方式在线熔化回收处理锰硅合金粉料，可最大程度地降低锰元素因炉内冶炼的挥发热损和粉粒飞扬造成的物理损失，对节能降耗、有效利用锰资源、降低锰硅合金综合生产成本都有明显效果。

背景技术

在锰系合金生产行业中，因破碎加工锰硅合金锭块所产生的粉子数量依其破碎加工方式的差异而有所不同，据生产统计：粒度≤10mm的粉子率通常在6—15%之间。锰硅合金粉料的特点是化学成分含量相对稳定、外形粒度小易产生粉尘飞扬。钢铁企业在使用锰硅合金原料时，如果含有较多的粉料就会产生金属粉尘飞扬，这将严重影响生产计量的准确性而难以精确控制合金钢的成分，如多消耗合金原料会使合金钢生产成本大幅上升，并且由于金属粉尘飞扬还存在严重的生产安全隐患。正因为如此，锰硅合金粉料一般是不能作为产品直接出售的，需要对锰硅合金粉料进行回收再处理。目前在生产实践中回收处理锰硅合金粉料的方式主要有以下几种：1.用于电硅热法生产中碳锰铁作还原剂。它是在中碳锰铁冶炼工艺中采用冷装入炉电硅热法进行回收处理合金粉料，由于该冶炼方式电能消耗高，在当今中碳锰铁以热兑摇包法为主流生产方式的环境下，很难有其价格竞争优势，目前已很少采用此法。2.直接在锰硅合金生产过程中回炉重熔或使用精炼炉、中频炉进行重熔。这种回炉重熔处理方式的平均电耗高达1300kWh/吨，它的回收处理生产成本也是很高的，采用精炼炉或中频炉专门进行重熔的生产成本也会高达1400元/吨，并且回炉重熔时，还会增大主元素Mn的挥发热损数量，对主元素Mn资源造成极大浪费。3.将合金粉料制成合金球。它是采用配加粘结剂的方式在高压成球生产线上进行冷压成球，再配套烘干设备经热固结后即可制成合金球产品进行出售，但是大多数钢铁企业客户仍然不愿接受使用，目前，这种合金球产品在市场上一时还难以普遍推广应用。怎样才能经济高效地回收处理锰硅合金粉料呢，这是长期困扰锰系合金生产行业的一个迫切需要解决的技术性课题，本发明正是想要解决这个问题。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术存在的上述不足之处，提出一种经济高效节能环保的在线熔融锰硅合金粉的生产方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的：

一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，其特征在于：它依次按以下步骤进行，

①. 回收粉料

在破切车间内对破碎锰硅合金锭块所产生的锰硅合金粉料进行收集清理集中回收，将回收的锰硅合金粉料转运至冶炼浇铸车间内用作在线熔融的原料。

②. 铺底浇铸

在冶炼浇铸车间内，将冶炼合格的熔融液态锰硅合金放入铁水包内进行铺底涛铸作业：将铁水包移至锭模上方按锭模浇铸容量的30%—50%向锭模内浇注入锰硅合金铁水。

③. 加粉熔化

将回收的锰硅合金粉料加入已进行铺底浇铸的锭模内，再用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其均匀混合于锰硅合金铁水中进行热交换，加入锰硅合金粉料重量控制为该锭模预计浇铸铁水总重量的0.5～15%，即是说：加入锰硅合金粉料的重量＝该锭模预计浇铸铁水总重量×（0.5～15%）。

④. 覆盖浇铸

再将铁水包移至锭模上方，向锭模内浇注入锰硅合金铁水至浇满锭模。

⑤. 搅拌熔融

在覆盖浇铸完毕后迅速用长杆铁耙伸入锭模内进行搅拌，将锰硅合金粉料均匀混合于锰硅合金铁水中使其进行充分热交换，即可使加入的锰硅合金粉料完全熔化并熔融于锰硅合金铁水中。

⑥. 取铁出模

 待锭模内浇铸的锰硅合金锭冷却后，按照常规方法进行取铁出模的操作，即可制得锰硅合金锭块的成品。

⑦. 转运破碎

将锰硅合金锭块集中转运至破切车间进行机械切割或人工破碎作业，经精整、过筛、分选、计量、装袋入库，即可制得外形尺寸符合粒度规格技术要求的锰硅合金产品。

在“回收粉料”的步骤中，锰硅合金粉料的对角尺寸≤10mm。

在“铺底浇铸”、“加粉熔化”步骤中，“铺底浇铸”是按“底层浇铸”、“中层浇铸”二次浇注铁水的方式进行浇铸作业，在“底层浇铸”后向锭模内加入一半的锰硅合金粉料，在“中层浇铸”后再加入余量的锰硅合金粉料。

在“铺底浇铸”、“覆盖浇铸” 步骤中，盛装有熔融锰硅合金液的铁水包是通过操纵行车的小车前后位移进行分次浇注作业的。

本发明的技术分析：由于锰硅合金中的碳化物与合金的密度差，浇铸的锰硅合金在冷凝过程中容易发生化学成分的偏析现象而影响锰硅合金产品化学成分的均匀性，当浇铸合金液的温度越高、冷却凝固速度越慢、浇铸块度越厚时，发生偏析现象就会越明显。本发明提出的前后移动铁水包进行“分次浇铸、在线熔融” 回收处理锰硅合金粉料的作业方式，使锰硅合金合金粉料在吸热熔化时能加快锰硅合金液的降温速度而使其快速冷却凝固，可极大地改善冷凝偏析现象，它对提高合金成分均匀性、改善合金产品质量是具有明显作用的。

本发明同现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著进步：

本发明首创了一种在锭模内进行分次浇铸锰硅合金液并在线熔融回收处理合金粉料的全新生产工艺技术，它是在锰硅合金浇铸工序中按“铺底浇铸”、“覆盖浇铸”分次浇注铁水、在“铺底浇铸”后向锭模内加入合金粉料进行热交换，使合金粉料吸热熔化均匀熔融于锰硅合金液中，待冷却后即可制成锰硅合金锭块。能在不增加电耗的前提下充分利用高温铁水的热量熔化处理合金粉料，对加快铁水冷凝成锭速度、提高主元素Mn的回收利用率、改善锰硅合金锭化学成分偏析状态和提高产品质量均有明显的技术效果，本发明具有回收处理粉料工艺简捷、在线熔融操作方便、锰资源利用率高、节能环保经济效益显著的突出优点。 

附图说明

附图是本发明进行分次浇铸在线熔融的生产工艺流程图。

具体实施方式

实施例一

一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，它是依次按以下步骤进行的：

①. 回收粉料

在破切车间内对破碎锰硅合金锭块所产生的对角尺寸≤10mm的锰硅合金粉料进行收集清理集中回收，将回收的锰硅合金粉料转运至冶炼浇铸车间内用作在线熔融的原料。

②. 铺底浇铸

在冶炼浇铸车间内设置五个锭模，经16500kvA电炉冶炼合格的10吨熔融锰硅合金液态放入铁水包内，预计每个锭模平均浇铸约2吨的锰硅合金锭块，操作行车的小车将铁水包依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地向五个锭模内各浇注入650kg的锰硅合金铁水，即完成铺底浇铸作业。

③. 加粉熔化

用钢锹将锰硅合金粉料依次逐个地加入已进行铺底浇铸的五个锭模内，每个锭模加入锰硅合金粉料的重量为160kg，用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其均匀混合于锰硅合金铁水中进行热交换。

④. 覆盖浇铸

操作行车的小车再将铁水包依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地向五个锭模内再浇注入1350kg的锰硅合金铁水，即可按照浇锭工艺技术的要求完成覆盖浇铸作业浇满锭模。

⑤. 搅拌熔融

在覆盖浇铸完毕后迅速用长杆铁耙伸入每个锭模内进行搅拌，将锰硅合金粉料均匀混合于锰硅合金铁水中进行充分热交换，即可使加入的锰硅合金粉料吸收铁水的热量完全熔化熔融于锰硅合金铁水中。

⑥. 取铁出模

 待锭模内浇铸的锰硅合金锭自然冷却后，按照常规方法进行取铁出模的操作，即可制得锰硅合金锭块的成品。

⑦. 转运破碎

将锰硅合金锭块集中转运至破切车间内进行机械切割或人工破碎作业，经精整、过筛、分选、计量、装袋入库，即可制得外形尺寸符合粒度规格技术要求的锰硅合金产品，然后，对破碎锭块所产生的锰硅合金粉料进行收集清理集中回收，再将回收的锰硅合金粉料转运至冶炼浇铸车间内即可用作在线熔融的原料。

实施例二

一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，它是按照实施例一所述的方式进行“①. 回收粉料”步骤操作后，再依次按以下步骤进行：

②. 铺底浇铸

在冶炼浇铸车间内设置八个锭模，经25000kvA电炉冶炼合格的16吨熔融锰硅合金液态放入铁水包内，预计每个锭模平均浇铸大约2吨的锰硅合金锭块，操作行车的小车将铁水包依次逐个地移至每个锭模上方，依次分块逐个地向八个锭模内浇注入800kg的锰硅合金铁水，即完成铺底浇铸作业。

③. 加粉熔化

用钢锹将锰硅合金粉料依次逐个地加入已进行铺底浇铸的八个锭模内，每个锭模加入锰硅合金粉料的重量为60kg，用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其均匀混合于锰硅合金铁水中进行热交换。

④. 覆盖浇铸

操作行车的小车再将铁水包再依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地向八个锭模内再浇注入1200kg的锰硅合金铁水，即可按照浇锭工艺的技术要求完成覆盖浇铸作业浇满锭模。

再按照实施例一所述方式依次进行“搅拌熔融”、 “取铁出模”和“转运破碎”等步骤的操作即可。

实施例三

一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，它是按照实施例一所述的方式进行“①. 回收粉料”步骤操作后，再依次按以下步骤进行：

②. 底层浇铸

在冶炼浇铸车间内设置五个锭模，经16500kvA电炉冶炼合格的10吨熔融锰硅合金液态放入铁水包内，操作行车的小车将铁水包依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地向五个锭模内各浇注入450kg的锰硅合金铁水，即完成底层浇铸作业。

③.加入一半粉料

用钢锹将锰硅合金粉料依次逐个地加入已进行底层浇铸的五个锭模内，每个锭模加入锰硅合金粉料的重量为80kg，用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其混合于锰硅合金铁水中进行热交换。

④. 中层浇铸

再操作行车的小车将铁水包依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地再向五个锭模内各浇注入450kg的锰硅合金铁水，即完成中层浇铸作业。

⑤.加入余量粉料

用钢锹再依次逐个地向向五个锭模内加入锰硅合金粉料，每个锭模加入锰硅合金粉料的重量为80kg，再用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其均匀混合于锰硅合金铁水中进行热交换。

⑥. 覆盖浇铸

再操作行车的小车将铁水包依次移至每个锭模上方，依次分块逐个地向五个锭模内再浇注入1100kg的锰硅合金铁水，即可按照浇锭工艺的技术要求完成覆盖浇铸作业浇满锭模。

再按照实施例一所述方式依次进行“搅拌熔融”、 “取铁出模”和“转运破碎”等步骤的操作即可。

需要说明的是：本发明提出的分次浇铸在线熔化处理合金粉料的生产方法已在现行锰硅合金生产线上试用并取得了很好的使用效果。经过试用表明：它能将在线回收的合金粉料全部在浇铸锭模内进行在线熔化处理，能在利用合金液的热量熔化处理合金合金粉料的同时，还可明显加快铁水的降温速度使其快速冷却凝固，在生产实践中能有效改善冷凝偏析现象，对提高合金钢化学成分均匀性、优化产品质量确实具有非常显著的技术效果和重大的经济效益，在锰系合金生产行业中具有极佳的推广应用前景。 

Claims (4)

1. 一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，其特征在于：它依次按以下步骤进行，

①. 回收粉料

在破切车间内对破碎锰硅合金锭块所产生的锰硅合金粉料进行收集清理集中回收，将回收的锰硅合金粉料转运至冶炼浇铸车间内用作在线熔融的原料，

②. 铺底浇铸

在冶炼浇铸车间内，将冶炼合格的熔融液态锰硅合金放入铁水包内进行铺底涛铸作业：将铁水包移至锭模上方按锭模浇铸容量的30%—50%向锭模内浇注入锰硅合金铁水，

③. 加粉熔化

将回收的锰硅合金粉料加入已进行铺底浇铸的锭模内，再用长杆铁耙伸入锭模内进行搅动，将锰硅合金粉料搅入液面下使其均匀混合于锰硅合金铁水中进行热交换，加入锰硅合金粉料重量控制为该锭模预计浇铸铁水总重量的0.5～15%，

④. 覆盖浇铸

再将铁水包移至锭模上方，向锭模内浇注入锰硅合金铁水至浇满锭模，

⑤. 搅拌熔融

在覆盖浇铸完毕后迅速用长杆铁耙伸入锭模内进行搅拌，将锰硅合金粉料均匀混合于锰硅合金铁水中使其进行充分热交换，即可使加入的锰硅合金粉料完全熔化并熔融于锰硅合金铁水中，

⑥. 取铁出模

 待锭模内浇铸的锰硅合金锭冷却后，按照常规方法进行取铁出模的操作，即可制得锰硅合金锭块的成品，

⑦. 转运破碎

将锰硅合金锭块集中转运至破切车间进行机械切割或人工破碎作业，经精整、过筛、分选、计量、装袋入库，即可制得外形尺寸符合粒度规格技术要求的锰硅合金产品。

2. 根据权利要求1所述的一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，其特征在于：在“回收粉料”的步骤中，锰硅合金粉料的对角尺寸≤10mm。

3. 根据权利要求1或2所述的一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，其特征在于：在“铺底浇铸”、“加粉熔化”步骤中，“铺底浇铸”是按“底层浇铸”、“中层浇铸”二次浇注铁水的方式进行浇铸作业，在“底层浇铸”后向锭模内加入一半的锰硅合金粉料，在“中层浇铸”后再加入余量的锰硅合金粉料。

4. 根据权利要求1或2所述的一种在线熔融锰硅合金粉的生产方法，其特征在于：在“铺底浇铸”、“覆盖浇铸” 步骤中，盛装有熔融锰硅合金液的铁水包是通过操纵行车的小车前后位移进行分次浇注作业的。