[發明專利]一種高效節能的氮化錳生產工藝

有效

• 申請號: 201910946411.2
• 申請日: 2019-10-05
• 公開（公告）號: CN110482502B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 王國寧;楊家冬;王兆兵
• 申請（專利權）人: 湘西自治州豐達合金科技有限公司
• 主分類號: C01B21/06
• 分類號: C01B21/06;C04B28/26
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 殷瑜

本發明提供了一種高效節能的氮化錳生產工藝，該工藝直接將金屬錳原料熔融成液態，經過霧化一次氮化，繼而冷凝成高溫粉體后再二次氮化，生產工序短，由電解金屬錳片一步可得到氮化錳粉。將制錳粉和氮化合成為一體，生產易實現自動化控制，生產效率高，環境污染小，綜合生產成本低，電耗可控制在每噸產品380度以下。

技術領域

本發明涉及鋼鐵冶金中添加劑生產領域，具體涉及到氮化錳的生產技術。

背景技術

現有氮化錳規模化生產，都是在大型真空滲氮爐內進行，為間歇式生產，一般24小時生產一批次，每批次4～10噸，質量穩定，可控，但也存在以下缺點。

（1）生產能耗高：每噸產品耗電450度（不含制金屬錳粉的能耗），其中電加熱真空爐用電370度/噸產品，抽真空和制氮氣耗電80度/噸產品。

（2）總的生產工序長、綜合生產成本高：依照市場需求量最多的氮化錳粉為例，其生產環節存在的中間產品有：電解金屬錳片（金屬錳塊）→金屬錳粉→鍛軋錳球→氮化錳球→氮化錳粉，至少有粉碎、混合、鍛壓、氮化、粉碎5道工序，綜合成本高。如果直接用金屬錳粉氮化很容易燒結成塊，還需要再次破碎，而且燒結成塊后滲氮效果差，氮含量低。專利2013106268813用金屬錳粉直接去流態化氮化，金屬錳粉和氮氣分別都需要先預熱，系統工藝參數難以控制，實施難度大，生產成本高。

（3）環境污染大：不管是氮化錳粉還是氮化錳球（枕），都需要把金屬錳片（塊）制成金屬錳粉，而現有的制粉方式主要是高壓輥磨或球磨，噪聲大，加上振動篩分設備，揚起的粉塵也大，雖有收塵裝置，但系統不易密閉，泄漏的粉塵量仍很多，對現場所的操作人員危害較大，對周邊環境污染也大。

（4）產品質量有待繼續改善，雜質含量高，含錳的氧化物多，即使用純度很高的電解金屬錳片，經產品檢測，氧元素含量2%～3%，主要是因為錳化學性質活潑，電解金屬錳片雖然經過鈍化處理，但存放一段時間后都會氧化變黑灰色，經破碎成錳粉后，氧元素含量有0.5%～1%，加水玻璃混合、鍛壓成球、烘干各環節后，又新生成氧化錳，使得氧元素含量高達2.5%～3%。也有技術方案提出向爐內沖氨裂解氣等含氫還原性氣體，還原生成的氧化錳，也只能還原少部分且生產成本高。

發明內容

本發明的目的針對上述技術存在的不足，提供了一種高效節能的氮化錳生產工藝，該工藝直接將金屬錳原料（電解金屬錳片或金屬錳塊）熔融成液態，經過霧化一次氮化，繼而冷凝成高溫粉體后再二次氮化，從而得到大批量的優質氮化錳產品。

本發明的具體技術方案如下：一種高效節能的氮化錳生產工藝，其特征在于包括如下步驟。

一、金屬錳熔化：將金屬錳放置在電磁感應熔煉爐內，控制熔煉溫度1350℃～1600℃，得到熔融錳液，精煉熔融錳液除去上層氧化錳浮渣。

二、一次霧化氮化：將純氮氣通入霧化器，把熔融錳液吸入霧化器，在霧化室內霧化成小液滴，把純氮氣通入文氏噴粉器，將過細金屬錳粉吸入文氏噴粉器，而后噴入霧化室，同霧化的錳液滴碰撞吸附，凝結成粉；實現回收利用過細金屬錳粉，加快錳液凝結，同時在霧化室內用冷卻盤管和水冷卻夾套加強冷卻，控制霧化器氮氣壓力0.8MPa～4MPa，將粉體粒度控制在300um～500um；控制霧化室氮氣壓力0.01MPa～0.1MPa，霧化室內溫度750℃～950℃。

三、二次氮化：熾熱的金屬錳粉沉降到霧化室底部，從霧化室底部通入純氮氣，對金屬錳粉進行二次沸騰氮化，控制氮化溫度750℃～950℃。

四、冷卻包裝：二次氮化后經冷卻器冷卻到常溫，從冷卻器排料口出的物料即為氮化錳粉產品，冷卻器排氣口的含粉氣體進入一級分離器，一級分離器排料口出的細粉體也作為氮化錳粉產品。