[發明專利]一次性用礦熱爐生產高硅低碳錳銅合金的冶煉方法

有效

• 申請號: 201610871083.0
• 申請日: 2016-09-30
• 公開（公告）號: CN106521271B
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 于國安;于金圣
• 申請（專利權）人: 石嘴山市寶利源特種合金有限公司
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22B4/06
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所64102
• 代理人: 馬長增

技術領域：

本發明屬于鐵合金制備技術領域，特別涉及一次性用礦熱爐生產高硅低碳錳銅合金的冶煉方法。

背景技術：

目前硅錳合金中的硅一般不經過特殊工藝處理只能達到20％左右、碳2％左右、硫0.04％-0.06％。并且錳礦石中的錳損耗量大且碳含量較高，后期還需做降碳處理。如將硅錳合金中的硅提高到含量為25％-31％，合金中的碳自然就降低至0.1％-0.2％，可在這個過程中必須將用來提高爐內溫度的焦炭用量提高至28％-32％從而造成電極上抬，礦熱爐表面溫度過高，爐底溫度降低，爐底上漲，影響正常冶煉，成本增加，工人爐面高溫操作困難，碳耗高，造成合金產品質量不穩。

發明內容：

本發明的目的為了克服現有技術的不足，而提供一種一次性用礦熱爐生產高硅低碳錳銅合金的冶煉方法，其工藝簡單，操作方便，能耗低，節約電能、降低生產成本。

一次性用礦熱爐生產高硅低碳錳銅合金的冶煉方法，原料包括錳礦石、外加硅、銅原料、白云石和螢石；將36％-40％的錳礦石、2.5％-4％銅原料、7％-13％的外加硅、1％-3％的白云石和螢石以及錳礦石和銅原料總重量的20％-27％的焦炭連續加入礦熱爐內加熱至熔化，礦熱爐溫度為1600℃-2500℃，冶煉200-300分鐘后，將熔化的液態合金注入雙階梯包靜止5-10分鐘進行排渣，扒渣處理后將包內的液態合金進行倒包澆鑄而獲得高硅低碳錳銅合金；制得合金含量可達到：錳Mn 55％-63％、硅Si 20％-25％、銅Cu 5％-8％、磷P 0.5％-2.5％、硫S 0.02％-0.05％、鐵Fe 5％-10％的高硅低碳錳銅合金。

優選的，選擇的錳礦石為二氧化硅含量為35％-45％、錳鐵比為5.0-12.0的錳礦石；錳礦石的粒度為10mm-80mm。

優選的，所選擇的銅原料為粒度為10mm-80mm的銅礦石或金屬銅。

優選的，選擇的外加硅為硅含量為72％-80％、粒度為10mm-100mm的硅鐵或相應的硅毛鐵、金屬硅。

優選的，選擇的焦炭為磷含量為0.01％-0.03％，硫的含量為0.1％-0.8％、碳含量為80％-95％的焦炭，焦炭粒度為25mm-40mm，焦炭的用量為錳礦石和銅原料總重量的20％-27％。

優選的，雙階梯包分為第一出鐵包和第二出鐵包，第一出鐵包包口直徑為160cm，第二出鐵包包口直徑為130cm。

本發明合金在礦熱爐內形成的主要化學反應：

一種一次性用礦熱爐生產高硅低碳錳銅合金的冶煉方法，本發明主要是根據硅Si系產品的能量守恒在高溫下釋放熱量從而提高爐底的溫度，提高硅Si錳Mn的還原率，同時提高了液態合金的溫度，將合金中的碳C降低，也促進了氧化銅的還原。其工藝簡單，操作方便，能耗低，節能同時保證電極下插深度降低礦熱爐表面溫度，降低生產成本，使公司有較大的利潤空間。此錳銅合金可直接替代金屬錳、電解銅及硅鐵，是一種新型合金。本產品可廣泛用于特種鋼材和不銹鋼冶煉的后期添加，經計算可降低鋼材冶煉成本10-30元/噸，具有較好的市場前景。

具體實施方式：

配置錳含量大于38％、二氧化硅大于39％、錳鐵比10.5的混合錳礦石36％-40％，其粒度為10mm-80mm；2.5％-4％銅礦石，其粒度為10mm-80mm；加入錳礦石和銅原料總重量20％-27％的焦炭，粒度25mm-40mm；加入外加硅7％-13％，粒度10-80mm；加入1％-3％的白云石和螢石，保證液態合金中的堿度，加入銅原料2.5％-4％，其粒度為10mm-50mm(銅礦石或同量的金屬銅)；其中原料中磷總量小于0.04％，加入白云石的目的是調節液態合金中的堿度，加入螢石的目的在于增加爐渣的流動性。

將以上原料連續加入礦熱爐中在1600℃-2500℃冶煉200-300分鐘，將液態合金注入階梯包中排渣后靜止10分鐘后澆鑄成型可直接獲得Mn≥60、Si 20％-25％、Cu≥6、P 0.5％-2.5％、S≤0.03的高硅低碳錳銅合金。