CN106011598B - 一种钼钢添加剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于冶炼含钼合金钢的新型钼添加剂的制备方法。传统所用的含钼添加剂主要为钼铁和工业三氧化钼。但是钼铁制备成本较高，并且冶炼污染和能耗较大，块状钼铁由于密度较大且非常致密，易沉入钢包底部不能充分利用。而工业三氧化钼虽然成本较低，但由于其密度较小且在高温下极易挥发，致使收得率低。本发明采用价格更低的钼精矿和硅粉作为原料，用硅热还原法制备出含钼61.54％‑91.14％(质量百分数)的Mo‑Si化合物，可用作冶炼含钼合金钢的钼添加剂，另外收集到的挥发产物——一硫化硅是一种重要的化工原料。首先将钼精矿和硅粉按目标比例配料，均匀混合，在一定的温度下焙烧，得到Mo‑Si化合物和挥发出的一硫化硅。本发明制备Mo‑Si化合物添加剂，成本低，所得产品密度适中，不挥发，适宜用做冶炼钼钢的钼添加剂。

Description

一种钼钢添加剂的制备方法
技术领域
本发明属于材料制备领域，公开了一种含钼炼钢添加剂的制备方法，具体涉及了一种用钼精矿和硅粉作为原料制备用于冶炼含钼合金钢用的Mo-Si化合物的方法。
背景技术
钼作为钢的合金化元素，对铁素体有固溶强化作用，可以提高钢中碳化物的稳定性，能增强钢的强度和硬度。钼钢在560℃回火时，Mo的碳化物析出并弥散分布，有次强化作用，进而提高钢的耐磨性、淬透性和韧性，抑制回火脆性。Mo是改善钢的热强性最有效的合金元素，还可以增强钢的耐腐蚀性，并且在炼钢中不会被氧化。钼可以单独添加到钢种，也可以与其他合金元素(如：铬、镍、锰、硅等元素)共同使用。由于钼的特殊特性，钼在钢铁工业中有着非常重要的作用。
我国是世界上钼资源最丰富的国家之一，据《全国矿产资源储量通报》(2008)中国钼矿查明资源储量已达1232.23万t，位居世界第一。生产钼及其化合物的主要原料是钼精矿。我国的钼矿近80％都用于钢铁工业。冶炼钼钢用的钼添加剂主要为钼铁和工业三氧化钼。但是钼铁生产能耗高、环境污染严重、合金元素的总利用率不高。导致钼铁的生产成本高、对资源能源消耗大、对环境污染大。而工业三氧化钼，由钼精矿焙烧得到，焙烧过程中释放的二氧化硫对生态环境构成威胁，由于焙烧后烟气中二氧化硫浓度低，直接制酸浓度不够，回收成本高。同时焙烧所用的设备如多膛炉价格昂贵，投资大。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用钼精矿粉和硅粉作为原料制备用于冶炼含钼合金钢用的Mo-Si化合物的方法。所要解决问题的是钼铁和工业三氧化钼所存在的成本高、钼收的的率低、污染大等问题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种含钼炼钢添加剂的制备方法，本制备方法以钼精矿粉和硅粉作为原料，按目标配料比配料后，混合均匀，放入高温炉中焙烧，得到产物。
此方法的优选方案为，所述钼精矿粉与硅粉配料比为按钼精矿中实际二硫化钼含量和硅粉中实际硅含量按摩尔比1:2～1:4配料。
此方法的优选方案为，所述的焙烧工艺为，大于1000℃下焙烧，焙烧时间1-5小时。
此方法的优选方案为，包括以下制备步骤：
(1)将钼精矿粉与硅粉配料比为按钼精矿中实际二硫化钼含量和硅粉中实际硅含量按摩尔比1:2～1:4配比配料，混合均匀。
(2)将(1)中的粉体原料放入高温炉中在惰性气体的保护下，在大于1000℃的温度下保温1-5小时。
(3)保温结束后冷却到室温得到Mo-Si化合物和挥发出的一硫化硅。
本发明还涉及上述方法制备的Mo-Si化合物，其含钼61.54％-91.14％。
本发明用钼精矿和硅粉作为原料制备的Mo-Si化合物用于冶炼含钼合金钢的钼添加剂，一方面充分利用我国的钼矿资源，原料成本低，另一方面生产出的Mo-Si化合物含钼可达90％，含硅可少于10％，少量的硅可作为炼钢的发热剂和合金添加剂，并且密度适中，不挥发，另外生成的副产物一硫化硅以气态的分离收集，是一种主要的化工原料。
采用本发明提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明直接采用钼精矿粉和硅粉作为原料，原料成本低。
(2)本发明制备工艺简单，易操作，产物成分可以通过原料配比调控。
(3)本发明产物含钼高，可达90％以上，并且密度适中，高温不挥发，制备过程钼损失少。
(4)本发明无污染气体二氧化硫生成，生成有价值的副产物一硫化硅并且可以与主产物分离。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容。下面结合实例对本发明作进一步的描述。
实施例一：
(1)将粒度小于0.15mm、含MoS2(质量分数)为94％的钼精矿和纯度为99％、粒度小于0.075mm的Si粉按钼精矿中实际二硫化钼含量与硅粉按摩尔比1:2.33配料，配取粉样总质量为5g，充分混合均匀，得到混合均匀的粉体原料。
(2)将步骤(1)中获得的混合均匀的粉体原料用大于5Mp的压力压块，获得块状原料。
(3)在氩气保护气氛下，将(2)中获得的块状原料放入高温炉中，随炉升温，在焙烧温度1400℃下保温2小时。
(4)保温结束，随炉冷却，得到Mo-Si化合物，钼含量为88.06％，硫含量少于0.03％。
实施例二：
(1)将粒度小于0.15mm、含MoS2(质量分数)为94％的钼精矿和纯度为99％、粒度小于0.075mm的Si粉按钼精矿中实际二硫化钼含量与硅粉按摩尔比1:2.6配料，配取粉样总质量为5g，充分混合均匀，制得混合均匀的粉体原料。
(2)在氩气保护气氛下，将(1)中获得的粉体原料随炉升温，在焙烧温度1500℃下保温3小时。
(3)保温结束，随炉冷却，得到Mo-Si化合物，钼含量为82.78％，硫含量少于0.02％。

Claims (6)

1.一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法以钼精矿粉和硅粉作为原料，按目标比例配料混匀后，放入高温炉中焙烧，得到Mo‐Si化合物和一硫化硅；所述钼精矿粉和硅粉配料比为按钼精矿中实际二硫化钼含量和硅粉中实际硅含量按摩尔比1:2～1:4配比。
2.根据权利1所述的一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于，所述硅粉由硅铁粉替代。
3.根据权利1所述的一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于采用的焙烧温度大于1000℃，焙烧时间1‐5小时。
4.根据权利1所述的一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于，所述制备的Mo‐Si化合物包括Mo3Si、Mo5Si3和MoSi2。
5.根据权利1所述的一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将钼精矿和硅粉配料比为按钼精矿中实际二硫化钼含量与硅粉中实际硅含量按摩尔比1:2～1:4配料，充分混匀；
(2)将步骤(1)中的粉体原料放入高温炉中在惰性气体的保护下，在大于1000℃的温度下保温1‐5小时；
(3)保温结束后冷却到室温得到Mo‐Si化合物和挥发出的一硫化硅。
6.根据权利1或5所述一种含钼炼钢添加剂的制备方法，其特征在于制备的Mo‐Si化合物，含钼61.54％‐91.14％。
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