CN110306107B - 一种铌锰复合合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铌锰复合合金及其制备方法，尤其涉及以含铌锰废弃物为原材料制备得到的铌锰复合合金。所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉30‑70％，锰铁粉10‑50％,石墨0.1‑1.0％，粘结剂3.0‑8.0％。本发明利用铌铁、锰铁生产企业的含铌、锰废弃物料，经过筛选、配料、加工等工艺，生产出环保、节能新型合金：铌锰复合合金。铌锰合金复合球中铌含量控制在15‑20％左右，可大幅度降低合金单价，降低吨钢合金成本，通过和锰合金结合，可减少其它锰合金加入量，提高合金收得率，减少钢水温降，有利于企业开源节流。
Description
技术领域
本发明涉及一种铌锰复合合金及其制备方法，尤其涉及以含铌锰废弃物为原材料制备得到的铌锰复合合金。
背景技术
钢铁行业冶炼特殊钢种时，对铌铁合金需求量较大。目前铌铁合金价格在200000-250000元/吨左右，价格昂贵，因此寻找铌铁合金的替代材料是钢铁企业降本增效重要源头。
铌铁合金铌含量一般在65-70％左右，但部分钢种铌成份目标含量低，仅20-30ppm，且控制范围窄±15ppm，导致铌铁合金加入量少，铌成份精准控制易出波动，影响钢材质量。
通过形变强化相变在不同锰含量的低锰钢中能获得微细铁素体晶粒，但锰延迟了低锰钢形变强化相变的进行，锰含量不同，形变强化相变细化铁素体晶粒能力也有所不同。因此，在炼钢过程中，有效控制铌锰合金元素的含量，对提高钢铁质量具有重要的意义。
发明内容
本发明主要目的是提供一种铌锰复合合金及其制备方法，采用所述铌锰复合金进行合金化，合金元素收得率高。
本发明技术方案如下：
本发明目的之一，提供一种铌锰复合合金，所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉30-70％，锰铁粉10-50％,石墨0.1-1.0％，粘结剂3.0-8.0％。
本发明目的之二，提供以上所述铌锰复合合金的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：收集铌铁、锰铁、石墨废弃物料，筛选、化验、配料；将铌铁、锰铁、石墨和粘结剂各原料分别加热，混合搅拌，压球机造球，烘干，包装。
本发明利用铌铁、锰铁生产企业的含铌、锰废弃物料，经过筛选、配料、加工等工艺，生产出环保、节能新型合金：铌锰复合合金。铌锰合金复合合金中铌含量控制在15-20％左右，可大幅度降低合金单价，降低吨钢合金成本，通过和锰合金结合形成铌锰复合合金，减少合金在钢包中熔化时间，降低合金烧损，提高合金收得率；通过减少锰铁合金加入量，钢水过程温降减少，可以适当降低转炉出钢温度，提高炉衬寿命，有利于企业开源节流。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为实施例1制备得到的铌锰复合合金。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
本发明第一个方面，提供一种铌锰复合合金，所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉30-70％，锰铁粉10-50％,石墨0.1-1.0％，粘结剂3.0-8.0％。
进一步地，所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉50-60％，锰铁粉20-40％,石墨0.5-1.0％，粘结剂4.0-6.0％。
进一步地，所述铌铁粉粒度≤5.0mm，所述铌铁粉中各元素质量百分比为：Nb 30-45％，C 0.10-0.20％，Si 0.2-0.5％，P 0.02-0.05％，S 0.02-0.05％，Al 2-3％，其余为Fe。
进一步地，锰铁粉粒度≤5.0mm，所述锰铁粉中各元素质量百分比为：Mn 75-80％，C 1.0-3.0％，Si 1.5-2.0％，P 0.2-0.4％，S 0.02-0.04％，其余为Fe。
进一步地，所述粘结剂为植物粘结剂。
本发明第二个方面，提供以上所述铌锰复合合金的制备方法，所述方法包括以下步骤：收集铌铁、锰铁、石墨废弃物料，筛选、化验、配料；将铌铁、锰铁、石墨和粘结剂各原料分别加热，混合搅拌，压球机造球，烘干，包装。
进一步地，各原料加热温度为45-60℃，混合搅拌后，将原料温度控制在40-55℃。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。
实施例1一种铌锰复合合金及其制备方法
所述铌锰复合合金由以下原料及其质量百分比：铌铁粉57Kg，锰铁粉38Kg,石墨0.5Kg，粘结剂4.5Kg。
所述铌铁粉粒度3.0mm，所述铌铁粉中各元素质量百分比为：Nb31％，C 0.15％，Si0.25％，P 0.035％，S 0.03％，Al 2％，其余为Fe。
所述锰铁粉粒度3.0mm，所述锰铁粉中各元素质量百分比为：Mn 78％，C 1.5％，Si1.5％，P 0.25％，S 0.025％，其余为Fe。
所述粘结剂为植物粘结剂。
铌锰复合合金的制备方法为：
将铌铁粉(粒度3mm；成分：Nb31％，C 0.15％，Si 0.25％，P 0.035％，S 0.03％，Al2％。其余为Fe)57Kg加热至50℃，将锰铁粉(粒度3mm；成分：Mn 78％，C1.5％，Si 1.5％，P0.25％，S 0.025％。其余为Fe)38Kg加热至50℃，同时将碳素石墨(粒度2mm；C 99％，P0.035％，S 0.015％)0.5Kg和植物粘结剂4.5Kg加热至50℃，然后将铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨和植物粘结剂倒入搅拌器中混合搅拌4分钟，搅拌后的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨温度控制在45℃，将搅拌均匀的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨放在传送带上送入压球机进行压球，压球后烘干称重，得到铌锰复合合金球98.3Kg，铌含量18％、锰含量30％，造球过程中铌、锰收得率均为99％。转炉炼钢达到终点钢水成份和温度要求时，进行取样分析钢水残余铌含量0.005％、锰含量0.10％。出钢采用挡渣出钢，且在出钢同时根据钢种要求，随钢流向钢包中加入280Kg铌锰合金复合球，出钢结束后采用钢包底吹氩气体对钢水进行搅拌4分钟，至钢水成份均匀，取样、分析钢水中铌含量0.037％、锰含量0.141％，钢水量140t。经计算钢水合金化过程金属铌、锰收得率分别为92％、88％。
实施例2一种铌锰复合合金及其制备方法
所述铌锰复合合金由以下原料及其质量百分比：铌铁粉60Kg，锰铁粉33Kg,石墨1.0Kg，粘结剂6Kg。
所述铌铁粉粒度5.0mm，所述铌铁粉中各元素质量百分比为：Nb 30％，C 0.10％，Si 0.2％，P 0.02％，S 0.02％，Al 2％，其余为Fe。
所述锰铁粉粒度3.0mm，所述锰铁粉中各元素质量百分比为：Mn 80％，C 3.0％，Si2.0％，P 0.4％，S 0.04％，其余为Fe。
所述粘结剂为植物粘结剂。
铌锰复合合金的制备方法为：
将铌铁粉(粒度5.0mm；成分：Nb 30％，C 0.10％，Si 0.2％，P 0.02％，S 0.02％，Al 2％，其余为Fe)60Kg加热至60℃，将锰铁粉(粒度3.0mm；成分：Mn 80％，C 3.0％，Si2.0％，P 0.4％，S 0.04％)38Kg加热至60℃，同时将碳素石墨(粒度2mm；C 99％，P0.035％，S 0.015％)1.0Kg和植物粘结剂6.0Kg加热至60℃，然后将铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨和植物结剂倒入搅拌器中混合搅拌4分钟，搅拌后的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨温度控制在50℃，将搅拌均匀的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨放在传送带上送入压球机进行压球，压球后烘干称重，得到铌锰复合合金球97.6Kg，铌含量18.4％、锰含量27.0％，造球过程中铌、锰收得率均为99.7％。转炉炼钢达到终点钢水成份和温度要求时，进行取样分析钢水残余铌含量0.005％、锰含量0.10％。出钢采用挡渣出钢，且在出钢同时根据钢种要求，随钢流向钢包中加入280Kg以上所述铌锰合金复合球，出钢结束后采用钢包底吹氩气体对钢水进行搅拌4分钟，至钢水成份均匀，取样、分析钢水中铌含量0.0385％、锰含量0.135％，钢水量140t。经计算钢水合金化过程金属铌、锰收得率分别为92.1％、88.2％。
实施例3一种铌锰复合合金及其制备方法
所述铌锰复合合金由以下原料及其质量百分比：铌铁粉55Kg，锰铁粉40Kg,石墨1.0Kg，粘结剂4Kg。
所述铌铁粉粒度2.0mm，所述铌铁粉中各元素质量百分比为：Nb 45％，C 0.20％，Si 0.5％，P 0.05％，S 0.05％，Al 3％，其余为Fe。
所述锰铁粉粒度3.0mm，所述锰铁粉中各元素质量百分比为：Mn 75％，C1.0％，Si1.5％，P 0.2％，S 0.02％，其余为Fe。
所述粘结剂为植物粘结剂。
铌锰复合合金的制备方法为：
将铌铁粉(粒度2.0mm；成分：Nb 45％，C 0.20％，Si 0.5％，P 0.05％，S 0.05％，Al 3％，其余为Fe)45Kg加热至℃，将锰铁粉(粒度2.0mm；成分：Mn 78％，C1.5％，Si 1.5％，P 0.25％，S 0.025％。其余为Fe)38Kg加热至45℃，同时将碳素石墨(粒度2.0mm；C 99％，P0.035％，S0.015％)0.5Kg和植物粘结剂4.5Kg加热至45℃，然后将铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨和植物粘结剂倒入搅拌器中混合搅拌4分钟，搅拌后的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨温度控制在40℃，将搅拌均匀的铌铁粉、锰铁粉、碳素石墨放在传送带上送入压球机进行压球，压球后烘干称重，得到铌锰复合合金球98.1Kg，铌含量25.2％、锰含量30.6％，造球过程中铌、锰收得率均为99.5％。转炉炼钢达到终点钢水成份和温度要求时，进行取样分析钢水残余铌含量0.005％、锰含量0.10％。出钢采用挡渣出钢，且在出钢同时根据钢种要求，随钢流向钢包中加入280Kg铌锰合金复合球，出钢结束后采用钢包底吹氩气体对钢水进行搅拌4分钟，至钢水成份均匀，取样、分析钢水中铌含量0.051％、锰含量0.142％，钢水量140t。经计算钢水合金化过程金属铌、锰收得率分别为92.3％、88.1％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种铌锰复合合金，其特征在于，所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉30-70％，锰铁粉10-50％,石墨0.1-1.0％，粘结剂3.0-8.0％；
铌铁粉粒度≤5.0mm，所述铌铁粉中各元素质量百分比为：Nb 30-45％，C 0.10-0.20％，Si 0.2-0.5％，P 0.02-0.05％，S 0.02-0.05％，Al 2-3％，其余为Fe；
锰铁粉粒度≤5.0mm，所述锰铁粉中各元素质量百分比为：Mn 75-80％，C 1.0-3.0％，Si 1.5-2.0％，P 0.2-0.4％，S 0.02-0.04％，其余为Fe。
2.如权利要求1所述铌锰复合合金，其特征在于，所述铌锰复合合金包括以下原料及其质量百分比：铌铁粉50-60％，锰铁粉20-40％,石墨0.5-1.0％，粘结剂4.0-6.0％。
3.如权利要求1或2所述铌锰复合合金，其特征在于，所述粘结剂为植物粘结剂。
4.权利要求1-3任一项所述铌锰复合合金的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：收集铌铁、锰铁、石墨废弃物料，筛选、化验、配料；将铌铁、锰铁、石墨和粘结剂各原料分别加热，混合搅拌，压球机造球，烘干，包装。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，各原料加热温度为45-60℃，混合搅拌后，将原料温度控制在40-55℃。
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Address after: No. 398 Gaozi Road, Gaocheng Town, Gaoqing County, Zibo City, Shandong Province, 256300 Patentee after: Zibo Ziyi metal material Co.,Ltd. Address before: 256300 Gao Cheng Zhen Dong Zhang Cun, Gaoqing County, Zibo City, Shandong Province Patentee before: Zibo Ziyi Metal Technology Co.,Ltd. |
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Denomination of invention: A niobium manganese composite alloy and its preparation method Effective date of registration: 20230529 Granted publication date: 20200901 Pledgee: Gaoqing County sub branch of China Postal Savings Bank Co.,Ltd. Pledgor: Zibo Ziyi metal material Co.,Ltd. Registration number: Y2023980041999 |