用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金的方法

专利名称：用人造Mn₃O₄在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金的方法
技术领域：
本发明涉及冶炼低碳锰硅合金技术领域，特别是用人造Mll304在精炼电炉 内冶炼低碳锰硅合金的方法。二、 背景技术传统的锰硅合金生产工艺要使用富锰渣和低磷低铁富锰矿，冶炼工艺技术 成熟，但目前国内锰矿资源已很难满足高锰富锰渣。采用锰盐法生产Mll304是目前的研究方向。要合成Mn304，首先要对氧化锰矿进行处理，目前较成熟的 处理工艺有两种，其一是还原焙烧法，把MnO2还原成Mn0，然后用硫酸浸出 的方法。此法能耗高，环境污染大；另一种方法是湿法，其中应用较多的是所 谓"两矿法"，即把锰矿与硫铁矿相混，然后用硫酸浸出，利用硫铁矿中的FeS 还原Mn02生成MnS03再溶于硫酸。这一方法固液分离较困难，另外还带入了 硫铁矿中大量的S、 As等有害杂质，增加净化难度。用电碳热法在矿热炉中冶炼生产锰硅合金，是利用提高Si含量来降低合金 中的C含量。由于使用矿热炉，生产电耗高，产生废气量大，耗水量大，产品 含碳量髙，很难满足生产含碳量小于1.0%中低碳锰铁低碳高强度钢对锰硅合金 的要求。精炼炉是冶炼中低碳锰铁或中低微碳铬铁的专用炉型，在精炼电炉内用锰硅合金或硅铬合金采用传统的电硅热法生产中低碳锰铁或中低微碳铬铁工艺十 分成熟。近十几年来由于"波伦法"及热兑精炼技术的发展，利用精炼炉专门 熔化含锰溶渣或含铬熔渣，然后将熔渣及锰硅合金或硅铬合金进行倒包热兑或 摇包热兑生产中低碳锰铁或中低微碳铬铁的生产工艺也已经成熟，但是由于使 用原材料的局限，很难生产出低碳锰铁和微碳铬铁。三、发明内容本发明的目的在于提供一种用人造Mn304在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合 金的方法，它克服了传统的还原焙烧法制备Mn304能耗高，环境污染大；湿法 固液分离较困难，带入有害杂质，增加净化难度的缺点。冶炼得的碳锰硅合金 含碳量仅为0. 27 0. 3，可以满足含碳量小于0. 4%的低碳锰铁的要求。本发明通过以下技术方案达到上述目的用人造Mll304在精炼电炉内冶炼 低碳锰硅合金的方法包括以下步骤，(1) 制备1\111304按氧化锰矿液相还原剂:硫酸=1:0. 1—0. 2:0. 5—0. 6 (重量比)，将氧化锰 矿和液相还原剂混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn304。(2) 原料准备将硅铁加工破碎成粒度《20mm，将含Ca0^85先的生石灰破碎成粒度为8— 50鹏，将Mn304造球并干燥。(3) 熔化与精炼先将Mll304球团与石灰总量三分之一的石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量约Mn40—45%，碱度0. 8—1. 0，待炉料熔清且熔 渣温度1500'C左右时，分期分批向熔池加入硅铁和剩余的石灰并进行搅拌，炉 料全部加完，控制炉渣碱度在1.0—1.2，精炼10—15分钟，炉中的Si与Mn0反应达到平衡，炉内渣面平静，即可出铁、镇静、扒渣、浇注。其中，冶炼低碳锰硅合金含的炉料配比按生产低碳锰硅合金含Mn要求进 行配制，如要冶炼含Mn》8096的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁:]^11304球团 石灰=1:3. 0—3. 5:1. 5—1. 9(重量比)；要冶炼含Mn^7296的低碳锰硅合金时， 其配比按硅铁:Mn304球团石灰=1:2. 7—3. 1:1.3—1.7 (重量比)；要冶炼含 Mn^6596低碳锰硅合金时，其配比按硅铁]^11304球团石灰=1:2. 4_2. 8:1. 1 —1.5(重量比)。所述液相还原剂为糖蜜、淀粉。所述硅铁为75%硅铁、65%硅铁、结晶硅其中的一种。本发明的突出的实质性特点和显著进步在于，由于采用人造Mll304和硅铁，杂质少，硅铁的含碳量低，炼出来的锰硅合金含碳量仅为0.27 0.3，可 以满足含碳量小于0.4%的低碳锰铁的要求。生产成本低，产品质量稳定。四

图l为本发明所述用人造Mll304在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金的方法的工艺流程图。对照图1，本发明所述用人造Mll304在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金的方 法的工艺流程为，先将人造Mll304制成球团，与石灰混合，加入精炼炉中熔化, 当炉料熔化完全且熔渣温度在150(TC左右时，再分期分批地向熔池加入硅铁和 剩余的石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，待炉中的Si与MnO反应达到平衡， 即可出铁、镇静、扒渣、浇注、精整、检验、入库。五具体实施方式
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步详细描述。本发明的具体技术方案由下述方法步骤构成1、 制备Mn304。按氧化锰矿液相还原剂:硫酸-l:O. 1—0. 2:0. 5—0. 6(重 量比)，将氧化锰矿和液相还原剂如糖蜜混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清 洗，制备得Mn304。其化学成分为Mn>69%， Fe《0. 05%, P《0. 05%， S《0. 03%, Sn《0.001%， Pb《0. 001%。2、 原料准备。将硅铁破碎成粒度《20 mm,将含Ca0^8596的生石灰破碎成 粒度为8—50咖，将人工合成Mn304造球并干燥；3、 化熔渣和精炼炉料配比按生产不同低碳锰硅合金含Mn要求进行配制， 如要冶炼含Mn》8096的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁Mn304球团石灰 =1:3.0—3.5:1.5—1.9(重量比)；要冶炼含Mn^7296的低碳锰硅合金时，其配 比按硅铁:1\111304球团石灰=1:2.7—3. 1:1.3—1.7(重量比)；要冶炼含Mn^ 65%低碳锰硅合金时，其配比按硅铁Mn304球团石灰=1:2. 4—2. 8:1. 1— 1.5(重量比)。拌料、加料、精炼要求先将Mll304球团与石灰总量三分之一的石灰混合均匀并分批加入到精炼炉中熔化，熔清后炉渣含锰量约Mn40—45W，碱度0. 8 一l. 0，当炉料己熔清且熔渣温度在150(TC左右时，分期分批地向熔池加入硅铁 和剩余的石灰并进行搅拌，当炉料全部加完，炉渣碱度按1.0—1.2控制，精炼 10—15分钟，待炉中的Si与Mn0反应达到平衡，炉内渣面平静，即可出铁、 镇静、扒渣、浇注。本发明因为使用了人造Mll304和硅铁，杂质少，硅铁的含碳量低，炼出来 的锰硅合金含碳量仅为0. 27 0. 3，可以满足含碳量小于0. 4%的低碳锰铁的要 求。生产成本低，产品质量稳定。所用的硅铁可以是75%硅铁、65%硅铁或结晶娃o
权利要求
1. 用人造Mn3O4在精炼电炉内冶炼低碳锰硅合金的方法，其特征在于该方法含有如下步骤(1)制备Mn3O4按氧化锰矿∶液相还原剂∶硫酸＝1∶0.1-0.2∶0.5-0.6(重量比)，将氧化锰矿和液相还原剂混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn3O4，(2)原料准备将硅铁加工破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将Mn3O4造球并干燥，(3)熔化与精炼先将Mn3O4球团与石灰总量三分之一的石灰混合均匀，分批加入到精炼炉中熔化，待炉料熔清且熔渣温度在1500℃时，分期分批向熔池加入硅铁和剩余的石灰并进行搅拌，炉料全部加完，控制炉渣碱度在1.0-1.2，精炼10-15分钟，炉中的Si与MnO反应达到平衡，炉内渣面平静，即可出铁、镇静、扒渣、浇注。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于冶炼低碳锰硅合金的炉料配比 按生产低碳锰硅合金含Mn要求进行配制，如要冶炼含Mn》8096的低碳锰硅合 金时，其配比按硅铁:1^11304球团石灰=1:3.0—3.5:1.5_1.9(重量比)；要冶 炼含Mn》7296的低碳锰硅合金时，其配比按硅铁:]^11304球团石灰=1:2. 7— 3. 1:1.3—1.7(重量比)；要冶炼含Mn》6596低碳锰硅合金时，其配比按硅 铁]\111304球团石灰=1:2. 4—2. 8:1. 1—1. 5(重量比)。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述硅铁为75%硅铁、65%硅 铁、结晶硅其中的一种。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述液相还原剂为糖蜜、淀粉。
全文摘要
本发明是以硅铁或结晶硅作还原剂，在精炼电炉内还原Mn₃O₄生产低碳锰硅合金。方法步骤包括(1)制备Mn₃O₄，将氧化锰矿和液相还原剂如糖蜜(桔水)混合，用硫酸浸出，加碱沉淀除铁，清洗，制备得Mn₃O₄；(2)将硅铁破碎成粒度≤20mm，将含CaO≥85％的生石灰破碎成粒度为8-50mm，将第一步制备得的Mn₃O₄造球并干燥；(3)化熔渣和精炼冶炼低碳锰硅合金的炉料配比按生产低碳锰硅合金含Mn要求进行配制，拌料、加料、精炼、出铁、镇静、扒渣、浇注。本发明由于使用了人造Mn₃O₄和硅铁，炼出来的锰硅合金含碳量仅为0.27～0.3，可以满足含碳量小于0.4％的低碳锰铁的要求。生产成本低，产品质量稳定。
文档编号C22B3/00GK101250632SQ20081007351
公开日2008年8月27日 申请日期2008年4月1日 优先权日2008年4月1日
发明者奚基平, 潘保良, 陈明葵 申请人:潘保良;奚基平