[發明專利]一種用高碳錳鐵制備低碳錳鐵的方法

有效

• 申請號: 201611063415.9
• 申請日: 2016-11-28
• 公開（公告）號: CN106756346B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 郭長慶;曹杰瑞;金波
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C22C22/00
• 分類號: C22C22/00;C22C35/00;C22C1/03
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及錳鐵合金，特指一種用固態高碳錳鐵為原料制備低碳錳鐵的兩段式工藝。本發明第一個階段是在轉底爐中把固態高碳錳鐵粉快速氧化脫碳成為含有一定量氧化鈣的低碳錳鐵球團；第二階段是把低碳錳鐵球團制粉并與一定量的硅錳合金粉混合制成方便電爐冶煉用的小球團。小球團在電爐熔煉過程中部分被氧化的錳會與碳發生反應使低碳錳鐵得以繼續深脫碳，并且，加入的硅錳合金會確保在轉底爐脫碳過程中形成的氧化錳被還原進入熔體，從而，提高了錳的收得率。低碳錳鐵在深脫碳和還原氧化錳的同時，小球團中的氧化鈣以及其他雜質也被脫除，熔體中的部分磷、硫也被脫除。更為重要的是電爐熔煉過程為獲得潔凈和成分均勻的優質低碳錳鐵提供了可靠的保障。

技術領域

本發明涉及錳鐵合金，特指一種用固態高碳錳鐵為原料制備低碳錳鐵的兩段式工藝方法，屬于冶金領域。

背景技術

錳是鋼鐵材料中最重要的合金化元素之一。錳能夠改變鋼鐵材料的強度、硬度、韌性、耐磨性和耐熱性等多種性能。鋼鐵材料中的錳主要是通過在其熔體中加入錳鐵合金獲得。錳鐵因含碳量不同可劃分為高碳、中碳和低碳錳鐵。其中，高碳錳鐵由于含碳量高，加入鋼鐵材料中會顯著增加鋼的含碳量而受到嚴格限制。低碳錳鐵由于含碳量較低不存在類似高碳錳鐵那樣的問題，所以，低碳錳鐵比高碳錳鐵用量大、用途廣，是生產不銹鋼、耐熱鑄鋼、耐熱鑄鐵、耐磨鋼和結構鋼的重要原料。過去，生產低碳錳鐵主要是通過向液態的高碳錳鐵熔液中吹氧脫碳使高碳錳鐵轉變為低碳錳鐵，之后，再用硅錳合金還原過氧化的熔液以提高錳的收得率。高碳錳鐵液態氧化脫碳法生產工藝復雜、成本高、對環境污染嚴重。國內外雖然也曾經有采用固態高碳錳鐵氧化脫碳的方法生產低碳錳鐵的介紹，如：固態真空脫碳法和微波加熱高碳錳鐵粉固相脫碳法等，但是，這些方法目前仍然停留在研發階段，還沒有實現規模化生產。因此，尋求一種簡便、生產成本低和環保的制備低碳錳鐵的方法無疑是眾多冶金生產企業所期盼的。

轉底爐是近幾年發展起來的一種主要用于處理鋼鐵企業除塵灰和制備還原鐵的重要設備。轉底爐生產具有加熱溫度高、反應速度快、爐內氣氛可控、自動化程度高、產能高、生產成本低和對環境污染可控等突出優點。過去轉底爐都是使用還原性氣氛處理鋼鐵原料的，而采用氧化性氣氛進行處理還很少涉及。所以，研究采用氧化性氣氛通過高溫脫除高碳錳鐵中的碳以制備低碳錳鐵對于降低低碳錳鐵的生產成本和減少環境污染具有重要地意義。

本發明專利分兩個工藝階段。第一個階段是在轉底爐中把固態高碳錳鐵粉快速氧化脫碳成為含有一定量氧化鈣的低碳錳鐵球團；第二階段是把低碳錳鐵球團制粉并與一定量的硅錳合金粉混合制成方便電爐冶煉用的小球團。小球團在電爐熔煉過程中部分被氧化的錳會與碳發生反應使低碳錳鐵得以繼續深脫碳，并且，加入的硅錳合金會確保在轉底爐脫碳過程中形成的氧化錳被還原進入熔體，從而，提高了錳的收得率。低碳錳鐵在深脫碳和還原氧化錳的同時，小球團中的氧化鈣以及其他雜質也被脫除，熔體中的部分磷、硫也被脫除。更為重要的是電爐熔煉過程為獲得潔凈和成分均勻的優質低碳錳鐵提供了可靠的保障。與傳統采用液態高碳錳鐵吹氧脫碳生產低碳錳鐵工藝相比，本發明專利具有生產工藝簡便、生產成本低和環保節能等突出優點。

發明內容

本發明的目的在于介紹以固態高碳錳鐵為原料制備低碳錳鐵的兩段式工藝方法，其特征為：

(1)采用的原料為：錳含量70-80wt％、碳含量7.0-8.0wt％符合國家錳鐵標準的高碳錳鐵塊。將高碳錳鐵塊破碎、研磨和篩分使之成為粒度-50目大于80％的粉末；采用的固體脫碳劑為石灰石粉,其碳酸鈣含量≥90wt％，粒度-50目大于50％。石灰石粉使用前需要在200℃-250℃的窯內加熱，干燥處理。

(2)高碳錳鐵粉和石灰石粉按照1：1.5-2的重量比例配料、稱重。配好后的粉料加入球磨機中進行混合和研磨，料、球重量比8-12:1，原料在球磨機中混合1-1.5小時后加入到混砂機中，同時加入原料量1-2wt％的膨潤土、4-6wt％的水和1-2wt％的糖漿拌成濕料。