CN115125392A - 一种氮化锰球生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氮化锰球生产工艺，氮化锰球的具体生产流程包括如下：金属锰粉制备流程，通过对锰矿石进行酸浸，以获得锰盐，并对锰盐进行电解，以得到电解出的金属锰，并对金属锰进行粉碎和筛分，即可得到金属锰粉；金属锰粉压球流程，通过向金属锰粉内添加粘结剂，并进行挤压，即可得到金属锰球；压球后处理流程，通过对金属锰球进行烘干，并将其输送至真空氮化炉内；金属锰球氮化流程，通过真空氮化炉对金属锰球进行抽真空，并升温加热，即可注入氮气进行氮化；出炉后包装流程。该氮化锰球生产工艺，提高了氮化锰球的氮质量分数、减少了成分偏差，并在提高产品质量缩短氮化时间、降低综合能耗均能起到较大的作用。
Description
技术领域
本发明属于冶金添加剂技术领域，具体涉及一种氮化锰球生产工艺。
背景技术
锰是钢液良好的脱硫剂和脱氧剂，锰能强化铁素体和细化珠光体故能提高钢的强度和淬透性。氮在钢中的作用主要表现为固溶强化和时效沉淀强化改善某些钢种的宏观组织，使之致密坚实提高钢的强度；氮还可以与钢中的某些合金元素形成氮化物，增强钢的强度、硬度、耐腐蚀性、耐磨性。因此，氮化锰作为一种氮化铁合金产品用作炼钢添加剂，能同时起到增加钢中锰和氮质量分数的作用。铬一定的铁基合金中氮可替代镍形成稳定的奥氏体组织，使其耐蚀性明显增强。所以，氮化锰也常用于系列不锈钢和高氮钢的冶炼节约生产成本。
氮化锰的生产工艺主要可分为液态氮化法和固态氮化法。其中液态氮化法氮化时间短，得到的氮化锰产品强度髙、密度大，用作炼钢添加剂时利用率高，但氮在液态锰中的溶解度比较低，该法得到的氮化锰产品氮质量分数低不能满足工业生产的要求，故在实际生产过程中一般采用固态氮化法代替液态氮化法生产氮化锰产品。
可目前关于氮化锰的固态氮化法实验研究大多停留在金属锰粉氮化上，面对于锰球的氮化实验还很少有人研究，由于锰氮反应为放热反应，锰粉的氮化和锰球的氮化是有区别的，故而在行业标准中要求锰氮合金以烧结团或块状供货，可在实际生产过程中仍以氮化锰球生产为主，导致氮化锰球的氮质量分数无法得到有效的提高、增大了成分偏差、降低了产品质量、使得氮化时间较长，导致综合能耗提升，从而提高了加工成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化锰球生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氮化锰球生产工艺，氮化锰球的具体生产流程包括如下：
S1、金属锰粉制备流程，通过对锰矿石进行酸浸，以获得锰盐，并对锰盐进行电解，以得到电解出的金属锰，并对金属锰进行粉碎和筛分，即可得到金属锰粉；
S2、金属锰粉压球流程，通过向金属锰粉内添加粘结剂，并进行挤压，即可得到金属锰球；
S3、压球后处理流程，通过对金属锰球进行烘干，并将其输送至真空氮化炉内；
S4、金属锰球氮化流程，通过真空氮化炉对金属锰球进行抽真空，并升温加热，即可注入氮气进行氮化；
S5、出炉后包装流程。
优选的，金属锰粉制备流程的具体流程包括如下：
S101、锰矿石酸浸
定量取用锰矿石，并使锰矿石放入酸浸槽内，酸浸2-4h，以获得锰盐；
S102、锰盐电解
将锰盐送至电解槽内进行电解，以得到电解析出的单质金属，记作M1备用。
S103、破碎
选择一台破碎机，并将M1加入破碎机内，通过破碎机对其进进行粉碎，得到金属锰粉，记作M2备用；
S104、筛分
选择一台筛分机，并将其设置于破碎机的出料口处，通过筛分机对M2进行筛分，筛分目数为20-80目，得到金属锰粉。
优选的，金属锰粉压球流程的具体流程包括如下：
S201、添加剂混合
选择一台搅拌机，并将金属锰粉和粘结剂一同加入搅拌机内，其中金属锰粉和粘结剂的比例为8∶1，加入完成后后，启动搅拌机，并设定转速为 800-1500r/min，待搅拌完成后，得到压球原料，记作J1以备用；
S202、压球
选择一台锰粉压球机，并将J1加入锰粉压球机内，并启动锰粉压球机，以压制出直径为5-8CM的锰球，以备用。
优选的，锰粉搅拌时混入的粘结剂为水玻璃和固化水混合而组成，其比例为5∶1。
优选的，压球后处理流程的具体流程包括如下：
S301、烘干
通过将金属锰球加入烘箱内，并设定烘干温度为120℃，烘干2-3h，即可得到烘干后的金属锰球；
S302、输送
将烘干后的金属锰球加入输送车内，从而通过输送车将金属锰球移动至真空氮化炉内。
优选的，金属锰球氮化流程的具体流程包括如下：
S401、抽真空升温
通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，抽取完成后，启动真空氮化炉升温至800℃-1200℃时恒温；
S401、氮化处理
恒温时，再次通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为 10-15min，抽取完成后，破真空加入0.5MPa的氮气，开设氮化，氮化时间设定为1-3h。
优选的，出炉后包装流程的具体流程包括如下：
S501、出炉
氮化完成后，通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为 10-15min，以使真空氮化炉内温度降低，待真空氮化炉内温度降低至100℃时，即可取出锰球；
S502、检测包装流程
取出的锰球，通过天平进行称重，并进行检测，检测完成后即可进行包装。
本发明的技术效果和优点：该氮化锰球生产工艺，得益于金属锰球5-8CM 的直径限制，使得其在氮化过程中，易于引起锰球中心部位的熔化，故而提高了氮化的效果，并提升了锰球的氮质量分数；
得益于金属锰球氮化流程的设置，当温度升至800℃至1200℃之间时，氮化锰会发生分解反应，以至于导致氮化锰球的最终氮质量分数有进一步的提升，降低了成分偏差、提高了产品质量、并缩短了氮化时间，降低了综合能耗，从而降低了加工成本。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种氮化锰球生产工艺，氮化锰球的具体生产流程包括如下：
S1、金属锰粉制备流程，通过对锰矿石进行酸浸，以获得锰盐，并对锰盐进行电解，以得到电解出的金属锰，并对金属锰进行粉碎和筛分，即可得到金属锰粉；
S2、金属锰粉压球流程，通过向金属锰粉内添加粘结剂，并进行挤压，即可得到金属锰球；
S3、压球后处理流程，通过对金属锰球进行烘干，并将其输送至真空氮化炉内；
S4、金属锰球氮化流程，通过真空氮化炉对金属锰球进行抽真空，并升温加热，即可注入氮气进行氮化；
S5、出炉后包装流程。
具体的，金属锰粉制备流程的具体流程包括如下：
S101、锰矿石酸浸，定量取用锰矿石，并使锰矿石放入酸浸槽内，酸浸 2-4h，以获得锰盐；
S102、锰盐电解，将锰盐送至电解槽内进行电解，以得到电解析出的单质金属，记作M1备用。
S103、破碎，选择一台破碎机，并将M1加入破碎机内，通过破碎机对其进进行粉碎，得到金属锰粉，记作M2备用；
S104、筛分，选择一台筛分机，并将其设置于破碎机的出料口处，通过筛分机对M2进行筛分，筛分目数为20-80目，得到金属锰粉。
具体的，金属锰粉压球流程的具体流程包括如下：
S201、添加剂混合，选择一台搅拌机，并将金属锰粉和粘结剂一同加入搅拌机内，其中金属锰粉和粘结剂的比例为8∶1，加入完成后后，启动搅拌机，并设定转速为800-1500r/min，待搅拌完成后，得到压球原料，记作J1 以备用；
S202、压球，选择一台锰粉压球机，并将J1加入锰粉压球机内，并启动锰粉压球机，以压制出直径为5-8CM的锰球，以备用，得益于金属锰球5-8CM 的直径限制，使得其在氮化过程中，易于引起锰球中心部位的熔化，故而提高了氮化的效果，并提升了锰球的氮质量分数。
具体的，锰粉搅拌时混入的粘结剂为水玻璃和固化水混合而组成，其比例为5∶1。
具体的，压球后处理流程的具体流程包括如下：
S301、烘干，通过将金属锰球加入烘箱内，并设定烘干温度为120℃，烘干2-3h，即可得到烘干后的金属锰球；
S302、输送，将烘干后的金属锰球加入输送车内，从而通过输送车将金属锰球移动至真空氮化炉内。
具体的，金属锰球氮化流程的具体流程包括如下：
S401、抽真空升温，通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，抽取完成后，启动真空氮化炉升温至800℃-1200℃时恒温，当温度升至800℃至1200℃之间时，氮化锰会发生分解反应，以至于导致氮化锰球的最终氮质量分数有进一步的提升，降低了成分偏差、提高了产品质量、并缩短了氮化时间，降低了综合能耗，从而降低了加工成本；
S401、氮化处理，恒温时，再次通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，抽取完成后，破真空加入0.5MPa的氮气，开设氮化，氮化时间设定为1-3h。
具体的，出炉后包装流程的具体流程包括如下：
S501、出炉，氮化完成后，通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，以使真空氮化炉内温度降低，待真空氮化炉内温度降低至100℃时，即可取出锰球；
S502、检测包装流程，取出的锰球，通过天平进行称重，并进行检测，检测完成后即可进行包装。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种氮化锰球生产工艺，其特征在于，氮化锰球的具体生产流程包括如下：
S1、金属锰粉制备流程，通过对锰矿石进行酸浸，以获得锰盐，并对锰盐进行电解，以得到电解出的金属锰，并对金属锰进行粉碎和筛分，即可得到金属锰粉；
S2、金属锰粉压球流程，通过向金属锰粉内添加粘结剂，并进行挤压，即可得到金属锰球；
S3、压球后处理流程，通过对金属锰球进行烘干，并将其输送至真空氮化炉内；
S4、金属锰球氮化流程，通过真空氮化炉对金属锰球进行抽真空，并升温加热，即可注入氮气进行氮化；
S5、出炉后包装流程。
2.根据权利要求1所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于，金属锰粉制备流程的具体流程包括如下：
S101、锰矿石酸浸
定量取用锰矿石，并使锰矿石放入酸浸槽内，酸浸2-4h，以获得锰盐；
S102、锰盐电解
将锰盐送至电解槽内进行电解，以得到电解析出的单质金属，记作M1备用。
S103、破碎
选择一台破碎机，并将M1加入破碎机内，通过破碎机对其进进行粉碎，得到金属锰粉，记作M2备用；
S104、筛分
选择一台筛分机，并将其设置于破碎机的出料口处，通过筛分机对M2进行筛分，筛分目数为20-80目，得到金属锰粉。
3.根据权利要求1所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于，金属锰粉压球流程的具体流程包括如下：
S201、添加剂混合
选择一台搅拌机，并将金属锰粉和粘结剂一同加入搅拌机内，其中金属锰粉和粘结剂的比例为8∶1，加入完成后后，启动搅拌机，并设定转速为800-1500r/min，待搅拌完成后，得到压球原料，记作J1以备用；
S202、压球
选择一台锰粉压球机，并将J1加入锰粉压球机内，并启动锰粉压球机，以压制出直径为5-8CM的锰球，以备用。
4.根据权利要求3所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于：锰粉搅拌时混入的粘结剂为水玻璃和固化水混合而组成，其比例为5∶1。
5.根据权利要求1所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于：压球后处理流程的具体流程包括如下：
S301、烘干
通过将金属锰球加入烘箱内，并设定烘干温度为120℃，烘干2-3h，即可得到烘干后的金属锰球；
S302、输送
将烘干后的金属锰球加入输送车内，从而通过输送车将金属锰球移动至真空氮化炉内。
6.根据权利要求1所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于：金属锰球氮化流程的具体流程包括如下：
S401、抽真空升温
通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，抽取完成后，启动真空氮化炉升温至800℃-1200℃时恒温；
S401、氮化处理
恒温时，再次通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，抽取完成后，破真空加入0.5MPa的氮气，开设氮化，氮化时间设定为1-3h。
7.根据权利要求1所述的一种氮化锰球生产工艺，其特征在于：出炉后包装流程的具体流程包括如下：
S501、出炉
氮化完成后，通过真空泵将真空氮化炉内抽至真空，抽取时间设定为10-15min，以使真空氮化炉内温度降低，待真空氮化炉内温度降低至100℃时，即可取出锰球；
S502、检测包装流程
取出的锰球，通过天平进行称重，并进行检测，检测完成后即可进行包装。
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