CN107116223A - 一种无磁铁锰合金粉的生产方法 - Google Patents

一种无磁铁锰合金粉的生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明为一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括冶炼、雾化、脱水、干燥和筛分，使用废钢铁为主要原料，能够在保证铁含量的基础上降低成本，并且是环境友好表现，使用水雾化方法生产无磁铁锰合金粉能够提高制粉效率、保证粉料易于压制，并且水雾化方法生产的无磁铁锰合金粉得到的颗粒化学成分均匀统一，宏观偏析被消除，组成物分布较均匀，并且具有细晶结构，制取的材料有较好的韧性。

Description

一种无磁铁锰合金粉的生产方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其涉及一种无磁铁锰合金粉的生产方法。
背景技术
粉末冶金是一门金属粉末的制取和以金属粉末（或金属粉末与非金属的混合物）为原料，经压制成形、高温烧结等工序加工制造各种零件和材料的新兴工艺方法和技术。雾化法是利用高压水流的动能将熔融金属流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒而制得金属粉末。随着科技的进步，现在需要针对各种电子设备的金属合金，满足磁通量、高导率、体积小、容量大等特点，无磁铁锰合金用于发电机的转子中的效果显著，但是现在铁锰合金的生产大多在实验阶段或小规模生产阶段上，为了适应社会发展需要，迫切需要一种能稳定大规模生产无磁铁锰合金的生产方法。
发明内容
本发明的目的在于针对以上技术问题，提供一种无磁铁锰合金粉的生产方法。
一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳≤1.0%、硅≤0.9%、锰15%-25%、磷≤0.05%、硫≤0.015%、余量为铁，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，雾化筒水位至高度的1/2-2/3，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒，在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量小于10%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉在氮气的保护下经过板带式烘干炉进行烘干处理，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过筛网过筛。
在其中一个实施例中，所述步骤1）中合金钢液的温度为1650-1750℃，出钢量为6-10吨/次。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中高压水压力为10-15Mpa。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中定径水口的直径为14-16毫米。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中雾化速度为150-200千克/分钟。
在其中一个实施例中，所述步骤4）中板带式烘干炉内填充氮气。
在其中一个实施例中，所述步骤5）中筛网为60-200目筛。
在其中一个实施例中，所述步骤5）还包括将筛分处理后的无磁铁锰合金粉末进行混合搅拌达到规定值后装入防偏析容器，包装入库。
综上所述，一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括冶炼、雾化、脱水、干燥和筛分，使用废钢铁为主要原料，能够在保证铁含量的基础上降低成本，并且是环境友好表现，使用水雾化方法生产无磁铁锰合金粉能够提高制粉效率、保证粉料易于压制，并且水雾化方法生产的无磁铁锰合金粉得到的颗粒化学成分均匀统一，宏观偏析被消除，组成物分布较均匀，并且具有细晶结构，制取的材料有较好的韧性，能够连续化生产，将无磁铁锰合金粉的生产实现流水线产量化。
具体实施方式
下面结合实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳≤1.0%、硅≤0.9%、锰15%-25%、磷≤0.05%、硫≤0.015%、余量为铁，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，雾化筒水位至高度的1/2-2/3，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量小于10%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉在氮气的保护下经过板带式烘干炉进行烘干处理，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过筛网过筛。使用废钢铁为主要原料，能够在保证铁含量的基础上降低成本，并且是环境友好表现，使用水雾化方法生产无磁铁锰合金粉能够提高制粉效率、保证粉料易于压制，并且水雾化方法生产的无磁铁锰合金粉得到的颗粒化学成分均匀统一，宏观偏析被消除，组成物分布较均匀，并且具有细晶结构，制取的材料有较好的韧性。
在其中一个实施例中，所述步骤1）中合金钢液的温度为1650-1750℃，出钢量为6-10吨/次。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中高压水压力为10-15Mpa。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中定径水口的直径为14-16毫米。经电弧炉冶炼过的钢水通过电动钢包车运输到雾化系统，钢水从滑动水口流入中间包，经定径水口进入雾化喷嘴，定径水口的直径控制了钢水的雾化时间和雾化质量，定径水口偏小，则雾化时间加长，影响生产效率，定径水口偏大，则雾化铁锰合金粉的直径偏大，不利于内部冷凝影响铁锰合金粉质量，而且生产处的铁锰合金粉颗粒较大也影响产品质量。
在其中一个实施例中，所述步骤2）中雾化速度为150-200千克/分钟。
在其中一个实施例中，所述步骤4）中板带式烘干炉内填充氮气。使用板带式烘干炉能够增加合金粉的受热面积，增加烘干效率，同时填充保护气体对合金粉进行保护，避免在高温条件下铁锰被空气中的氧氧化从而影响产品质量。
在其中一个实施例中，所述步骤5）中筛网为60-200目筛。
在其中一个实施例中，所述步骤5）还包括将筛分处理后的无磁铁锰合金粉末进行混合搅拌达到规定值后装入防偏析容器，包装入库。
实施例1
一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳1.0%、硅0.9%、锰15%、磷0.05%、硫0.015%、余量为铁，合金钢液的温度为1650℃，出钢量为6吨/次，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，高压水压力为10Mpa，雾化筒水位至高度的1/2，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，定径水口的直径为14毫米，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒，在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；雾化速度为150千克/分钟；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量为6.8%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉经过板带式烘干炉进行烘干处理，板带式烘干炉内填充氮气，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过60目筛筛网过筛。
实施例2
一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳0.20%、硅0.3%、锰25%、磷0.01%、硫0.01%、余量为铁，合金钢液的温度为1730℃，出钢量为10吨/次，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，高压水压力为15Mpa，雾化筒水位至高度的2/3，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，定径水口的直径为16毫米，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒，在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；雾化速度为200千克/分钟；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量为4.5%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉经过板带式烘干炉进行烘干处理，板带式烘干炉内填充氮气，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过200目筛筛网过筛。
实施例3
一种无磁铁锰合金粉的生产方法，包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳0.15%、硅0.5%、锰20%、磷0.03%、硫0.009%、余量为铁，合金钢液的温度为1750℃，出钢量为8吨/次，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，高压水压力为13Mpa，雾化筒水位至高度的3/5，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，定径水口的直径为15毫米，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒，在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；雾化速度为180千克/分钟；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心缩脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量为8.0%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉经过板带式烘干炉进行烘干处理，板带式烘干炉内填充氮气，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过150目筛筛网过筛，将筛分处理后的无磁铁锰合金粉末进行混合搅拌达到规定值后装入防偏析容器，包装入库。
以上所述实施方式仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出改进和变形，这些改进和变形也应视为不脱离本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于包括如下步骤：
1）冶炼：将废钢铁、锰铁和造渣材料放入电弧冶炼炉中进行熔炼成合金钢液，经过配碳、脱磷、脱硫处理后，合金钢液的质量百分比为：碳≤1.0%、硅≤0.9%、锰15%-25%、磷≤0.05%、硫≤0.015%、余量为铁，电动钢包车将装有合金钢液的钢包运至雾化筒；
2）雾化：打开雾化筒内的高压水和雾化保护水，雾化筒水位至高度的1/2-2/3，启动渣浆泵，控制雾化筒水位不变，打开电动钢包车的滑动水口，使合金钢液流入装有定径水口的中间包，合金钢液经过定径水口流入雾化喷嘴，然后通过雾化喷嘴中高压水流的动能将钢液流击碎成细小液滴，随后以较快的冷却速度凝固成固体颗粒，在雾化筒内形成含有合金粉的悬浮液；
3）脱水：渣浆泵将悬浮液送入水力旋流器进行离心脱水成粉浆，粉浆流入真空过滤机进行真空脱水，得到含水量小于10%的无磁铁锰合金粉的毛粉；
4）干燥：将步骤3）的毛粉在氮气的保护下经过板带式烘干炉进行烘干处理，得到干燥的无磁铁锰合金粉；
5）筛分：将步骤4）中的无磁铁锰合金粉通过筛网过筛。
2.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤1）中合金钢液的温度为1650-1750℃，出钢量为6-10吨/次。
3.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中高压水压力为10-15Mpa。
4.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中定径水口的直径为14-16毫米。
5.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤2）中雾化速度为150-200千克/分钟。
6.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤4）中板带式烘干炉内填充氮气。
7.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤5）中筛网为60-200目筛。
8.根据权利要求1所述一种无磁铁锰合金粉的生产方法，其特征在于：所述步骤5）还包括将筛分处理后的无磁铁锰合金粉末进行混合搅拌达到规定值后装入防偏析容器，包装入库。
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