用人造Mn₃O₄在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合金的方法

專利名稱：用人造Mn₃O₄在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合金的方法
技術領域：
本發明涉及冶煉低碳錳硅合金技術領域，特別是用人造Mll304在精煉電爐 內冶煉低碳錳硅合金的方法。二、 背景技術傳統的錳硅合金生產工藝要使用富錳渣和低磷低鐵富錳礦，冶煉工藝技術 成熟，但目前國內錳礦資源已很難滿足高錳富錳渣。采用錳鹽法生產Mll304是目前的研究方向。要合成Mn304，首先要對氧化錳礦進行處理，目前較成熟的 處理工藝有兩種，其一是還原焙燒法，把MnO2還原成Mn0，然后用硫酸浸出 的方法。此法能耗高，環境污染大；另一種方法是濕法，其中應用較多的是所 謂"兩礦法"，即把錳礦與硫鐵礦相混，然后用硫酸浸出，利用硫鐵礦中的FeS 還原Mn02生成MnS03再溶于硫酸。這一方法固液分離較困難，另外還帶入了 硫鐵礦中大量的S、 As等有害雜質，增加凈化難度。用電碳熱法在礦熱爐中冶煉生產錳硅合金，是利用提高Si含量來降低合金 中的C含量。由于使用礦熱爐，生產電耗高，產生廢氣量大，耗水量大，產品 含碳量髙，很難滿足生產含碳量小于1.0%中低碳錳鐵低碳高強度鋼對錳硅合金 的要求。精煉爐是冶煉中低碳錳鐵或中低微碳鉻鐵的專用爐型，在精煉電爐內用錳硅合金或硅鉻合金采用傳統的電硅熱法生產中低碳錳鐵或中低微碳鉻鐵工藝十 分成熟。近十幾年來由于"波倫法"及熱兌精煉技術的發展，利用精煉爐專門 熔化含錳溶渣或含鉻熔渣，然后將熔渣及錳硅合金或硅鉻合金進行倒包熱兌或 搖包熱兌生產中低碳錳鐵或中低微碳鉻鐵的生產工藝也已經成熟，但是由于使 用原材料的局限，很難生產出低碳錳鐵和微碳鉻鐵。三、發明內容本發明的目的在于提供一種用人造Mn304在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合 金的方法，它克服了傳統的還原焙燒法制備Mn304能耗高，環境污染大；濕法 固液分離較困難，帶入有害雜質，增加凈化難度的缺點。冶煉得的碳錳硅合金 含碳量僅為0. 27 0. 3，可以滿足含碳量小于0. 4%的低碳錳鐵的要求。本發明通過以下技術方案達到上述目的用人造Mll304在精煉電爐內冶煉 低碳錳硅合金的方法包括以下步驟，(1) 制備1\111304按氧化錳礦液相還原劑:硫酸=1:0. 1—0. 2:0. 5—0. 6 (重量比)，將氧化錳 礦和液相還原劑混合，用硫酸浸出，加堿沉淀除鐵，清洗，制備得Mn304。(2) 原料準備將硅鐵加工破碎成粒度《20mm，將含Ca0^85先的生石灰破碎成粒度為8— 50鵬，將Mn304造球并干燥。(3) 熔化與精煉先將Mll304球團與石灰總量三分之一的石灰混合均勻，分批加入到精煉爐中熔化，熔清后爐渣含錳量約Mn40—45%，堿度0. 8—1. 0，待爐料熔清且熔 渣溫度1500'C左右時，分期分批向熔池加入硅鐵和剩余的石灰并進行攪拌，爐 料全部加完，控制爐渣堿度在1.0—1.2，精煉10—15分鐘，爐中的Si與Mn0反應達到平衡，爐內渣面平靜，即可出鐵、鎮靜、扒渣、澆注。其中，冶煉低碳錳硅合金含的爐料配比按生產低碳錳硅合金含Mn要求進 行配制，如要冶煉含Mn》8096的低碳錳硅合金時，其配比按硅鐵:]^11304球團 石灰=1:3. 0—3. 5:1. 5—1. 9(重量比)；要冶煉含Mn^7296的低碳錳硅合金時， 其配比按硅鐵:Mn304球團石灰=1:2. 7—3. 1:1.3—1.7 (重量比)；要冶煉含 Mn^6596低碳錳硅合金時，其配比按硅鐵]^11304球團石灰=1:2. 4_2. 8:1. 1 —1.5(重量比)。所述液相還原劑為糖蜜、淀粉。所述硅鐵為75%硅鐵、65%硅鐵、結晶硅其中的一種。本發明的突出的實質性特點和顯著進步在于，由于采用人造Mll304和硅鐵，雜質少，硅鐵的含碳量低，煉出來的錳硅合金含碳量僅為0.27 0.3，可 以滿足含碳量小于0.4%的低碳錳鐵的要求。生產成本低，產品質量穩定。四

圖l為本發明所述用人造Mll304在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合金的方法的工藝流程圖。對照圖1，本發明所述用人造Mll304在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合金的方 法的工藝流程為，先將人造Mll304制成球團，與石灰混合，加入精煉爐中熔化, 當爐料熔化完全且熔渣溫度在150(TC左右時，再分期分批地向熔池加入硅鐵和 剩余的石灰并進行攪拌，當爐料全部加完，待爐中的Si與MnO反應達到平衡， 即可出鐵、鎮靜、扒渣、澆注、精整、檢驗、入庫。五具體實施方式
以下通過實施例對本發明的技術方案作進一步詳細描述。本發明的具體技術方案由下述方法步驟構成1、 制備Mn304。按氧化錳礦液相還原劑:硫酸-l:O. 1—0. 2:0. 5—0. 6(重 量比)，將氧化錳礦和液相還原劑如糖蜜混合，用硫酸浸出，加堿沉淀除鐵，清 洗，制備得Mn304。其化學成分為Mn>69%， Fe《0. 05%, P《0. 05%， S《0. 03%, Sn《0.001%， Pb《0. 001%。2、 原料準備。將硅鐵破碎成粒度《20 mm,將含Ca0^8596的生石灰破碎成 粒度為8—50咖，將人工合成Mn304造球并干燥；3、 化熔渣和精煉爐料配比按生產不同低碳錳硅合金含Mn要求進行配制， 如要冶煉含Mn》8096的低碳錳硅合金時，其配比按硅鐵Mn304球團石灰 =1:3.0—3.5:1.5—1.9(重量比)；要冶煉含Mn^7296的低碳錳硅合金時，其配 比按硅鐵:1\111304球團石灰=1:2.7—3. 1:1.3—1.7(重量比)；要冶煉含Mn^ 65%低碳錳硅合金時，其配比按硅鐵Mn304球團石灰=1:2. 4—2. 8:1. 1— 1.5(重量比)。拌料、加料、精煉要求先將Mll304球團與石灰總量三分之一的石灰混合均勻并分批加入到精煉爐中熔化，熔清后爐渣含錳量約Mn40—45W，堿度0. 8 一l. 0，當爐料己熔清且熔渣溫度在150(TC左右時，分期分批地向熔池加入硅鐵 和剩余的石灰并進行攪拌，當爐料全部加完，爐渣堿度按1.0—1.2控制，精煉 10—15分鐘，待爐中的Si與Mn0反應達到平衡，爐內渣面平靜，即可出鐵、 鎮靜、扒渣、澆注。本發明因為使用了人造Mll304和硅鐵，雜質少，硅鐵的含碳量低，煉出來 的錳硅合金含碳量僅為0. 27 0. 3，可以滿足含碳量小于0. 4%的低碳錳鐵的要 求。生產成本低，產品質量穩定。所用的硅鐵可以是75%硅鐵、65%硅鐵或結晶娃o
權利要求
1. 用人造Mn3O4在精煉電爐內冶煉低碳錳硅合金的方法，其特征在于該方法含有如下步驟(1)制備Mn3O4按氧化錳礦∶液相還原劑∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6(重量比)，將氧化錳礦和液相還原劑混合，用硫酸浸出，加堿沉淀除鐵，清洗，制備得Mn3O4，(2)原料準備將硅鐵加工破碎成粒度≤20mm，將含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度為8-50mm，將Mn3O4造球并干燥，(3)熔化與精煉先將Mn3O4球團與石灰總量三分之一的石灰混合均勻，分批加入到精煉爐中熔化，待爐料熔清且熔渣溫度在1500℃時，分期分批向熔池加入硅鐵和剩余的石灰并進行攪拌，爐料全部加完，控制爐渣堿度在1.0-1.2，精煉10-15分鐘，爐中的Si與MnO反應達到平衡，爐內渣面平靜，即可出鐵、鎮靜、扒渣、澆注。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于冶煉低碳錳硅合金的爐料配比 按生產低碳錳硅合金含Mn要求進行配制，如要冶煉含Mn》8096的低碳錳硅合 金時，其配比按硅鐵:1^11304球團石灰=1:3.0—3.5:1.5_1.9(重量比)；要冶 煉含Mn》7296的低碳錳硅合金時，其配比按硅鐵:]^11304球團石灰=1:2. 7— 3. 1:1.3—1.7(重量比)；要冶煉含Mn》6596低碳錳硅合金時，其配比按硅 鐵]\111304球團石灰=1:2. 4—2. 8:1. 1—1. 5(重量比)。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述硅鐵為75%硅鐵、65%硅 鐵、結晶硅其中的一種。
4、 根據權利要求1所述的方法，其特征在于所述液相還原劑為糖蜜、淀粉。
全文摘要
本發明是以硅鐵或結晶硅作還原劑，在精煉電爐內還原Mn₃O₄生產低碳錳硅合金。方法步驟包括(1)制備Mn₃O₄，將氧化錳礦和液相還原劑如糖蜜(桔水)混合，用硫酸浸出，加堿沉淀除鐵，清洗，制備得Mn₃O₄；(2)將硅鐵破碎成粒度≤20mm，將含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度為8-50mm，將第一步制備得的Mn₃O₄造球并干燥；(3)化熔渣和精煉冶煉低碳錳硅合金的爐料配比按生產低碳錳硅合金含Mn要求進行配制，拌料、加料、精煉、出鐵、鎮靜、扒渣、澆注。本發明由于使用了人造Mn₃O₄和硅鐵，煉出來的錳硅合金含碳量僅為0.27～0.3，可以滿足含碳量小于0.4％的低碳錳鐵的要求。生產成本低，產品質量穩定。
文檔編號C22B3/00GK101250632SQ20081007351
公開日2008年8月27日 申請日期2008年4月1日 優先權日2008年4月1日
發明者奚基平, 潘保良, 陳明葵 申請人:潘保良;奚基平