[發(fā)明專利]一種利用中頻爐提純錳鐵的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910024042.1
• 申請日: 2019-01-10
• 公開（公告）號: CN109536823A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于明光;武裕民;沈曉東;韓嚴(yán)法;孫杭;于洋;王紅巖
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C35/00
• 分類號: C22C35/00;C22C1/03;C22C22/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發(fā)明涉及一種利用中頻爐提純錳鐵的方法，利用中頻爐把熔化的錳鐵合金進(jìn)行渣洗，去除錳鐵合金中有害元素，得到低磷、硫含量的錳鐵合金；1)渣料的制備，將粒度5mm～10mm的氧化鈣、螢石混合均勻進(jìn)行預(yù)熔處理，中頻感應(yīng)爐內(nèi)升溫至1200℃～1300℃并保溫10～30分鐘，將熔化后渣料倒出自然冷卻；2)將硅鈣合金與高碳錳鐵或錳硅合金一起加入到中頻爐內(nèi)，硅鈣合金加入量為高碳錳鐵質(zhì)量百分含量的10％?30％，為錳硅合金質(zhì)量百分含量10％～30％；3)爐內(nèi)加入步驟1)制成的預(yù)熔渣，預(yù)熔渣加入量為高碳錳鐵或錳硅合金質(zhì)量百分含量的100％～150％；4)中頻爐升溫至1300℃～1400℃停止升溫，保溫10～30分鐘后金屬液倒出得到純凈錳鐵或錳硅合金。本發(fā)明提純效果明顯。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵合金精煉領(lǐng)域，特別涉及一種利用中頻爐提純錳鐵的方法。

背景技術(shù)

高錳鋼是指錳含量在10％以上的合金鋼，高錳鋼在變形期間展現(xiàn)了特殊的金屬物理效應(yīng)，即：相變誘發(fā)塑形(TRIP效應(yīng))、孿晶誘導(dǎo)塑形(TWIP效應(yīng))、以及剪切帶誘導(dǎo)塑形(SIP效應(yīng))。這些效應(yīng)促使了超高強(qiáng)度高韌性屈服性能優(yōu)良加工和應(yīng)用的一個(gè)獨(dú)一無二的結(jié)合，針對高錳合金鋼的誘人性能和成本效益的合金化概念，高錳合金鋼很有希望成為各種應(yīng)用建設(shè)性的材料，特別是汽車工程的輕建筑材料。因此，高錳合金鋼正吸引著更大更廣泛的科學(xué)和工業(yè)上的利益，高錳鋼在材料研制、開發(fā)和建設(shè)成本的生產(chǎn)路線上是另一艱巨的任務(wù)。冶煉高錳鋼時(shí)發(fā)現(xiàn)，錳元素的合金化過程中，不少的磷、硫雜質(zhì)進(jìn)入鋼液，難以去除，一定程度上制約了高錳鋼系列品種的開發(fā)，因此有必要從各個(gè)環(huán)節(jié)對磷、硫加以控制，重點(diǎn)是含錳合金劑原料磷、硫的處理。錳的合金化過程中，無論是錳鐵還是純金屬錳，均含有一定量的磷、硫等有害元素，最終進(jìn)入到高錳鋼中影響鋼種性能，制約著產(chǎn)品品種的開發(fā)。

錳與氧的結(jié)合力大于鐵與氧的結(jié)合力，控制著體系的氧勢，同時(shí)錳鐵中的硅含量較高，還要面對脫磷保錳的問題，因此它的脫磷難度遠(yuǎn)大于鐵基熔體脫磷。目前錳鐵脫磷方法主要分為氧化法和還原法，理論研究表明常規(guī)的適用于鐵基熔體的氧化鈣渣系很難滿足錳鐵脫磷的要求，只有堿度更高的氧化鈉、氧化鋇渣系才能實(shí)現(xiàn)錳熔體的脫磷，文獻(xiàn)[1]系統(tǒng)研究了BaC03基熔劑脫磷效果，并分析了渣系的處理時(shí)間對于脫磷效果的影響、脫磷過程中熔體氧位的變化規(guī)律，但是未提及渣量變化對于脫磷效果的影響；文獻(xiàn)[2]從熱力學(xué)角度比較了氧化鋇、氧化鈣渣系脫磷保錳的可行性，得出氧化鋇渣系才能滿足脫磷保錳的要求，并分析碳、硅、渣中氧化錳活度、渣中氧化鋇對脫磷保錳的影響；文獻(xiàn)[3]研究了鈣系脫磷劑與氧化鈣、螢石復(fù)合渣系組合脫磷的方法；文獻(xiàn)[4]闡述了鋼鐵行業(yè)對于純凈錳鐵的需求，P、S、O、C、N、H都必須得到控制，才能滿足鋼種開發(fā)的多種需求。查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)僅僅依靠錳鐵合金冶煉工序的改進(jìn)是難以滿足上述要求，這就需要用其他一些手段來滿足上述要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種利用中頻爐提純錳鐵的方法，提純效果明顯，可以提供雜質(zhì)含量低的錳鐵合金。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用中頻爐提純錳鐵的方法，利用中頻爐把熔化的錳鐵合金進(jìn)行渣洗，去除錳鐵合金中有害元素，得到低磷、硫含量的錳鐵合金；具體步驟如下：

1)渣料的制備，將粒度5mm～10mm的氧化鈣、螢石混合均勻進(jìn)行預(yù)熔處理，中頻感應(yīng)爐內(nèi)升溫至1200℃～1300℃并保溫10～30分鐘，將熔化后渣料倒出自然冷卻；

2)將硅鈣合金與高碳錳鐵或錳硅合金一起加入到中頻爐內(nèi)，硅鈣合金加入量為高碳錳鐵質(zhì)量百分含量的10％-30％，為錳硅合金質(zhì)量百分含量10％～30％；

3)爐內(nèi)加入步驟1)制成的預(yù)熔渣，預(yù)熔渣加入量為高碳錳鐵或錳硅合金質(zhì)量百分含量的100％～150％；

4)中頻爐升溫至1300℃～1400℃停止升溫，保溫10～30分鐘后金屬液倒出得到純凈錳鐵或錳硅合金。

螢石中CaF2的含量＞85％。