专利名称：一种高效节能低碳锰球生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于不锈钢、高锰钢以及其它种类合金钢材料冶炼的锰系冶金添加剂的生产方法，尤其是涉及一种高效节能的低碳锰球生产工艺。
背景技术：
锰在钢铁冶炼中起脱氧、脱硫与合金化等作用，锰的存在不仅能消除或减弱因硫引起的热脆性，提高钢铁材料的热加工性能，形成和稳定奥氏体组织的能力仅次于昂贵的金属镍，同时也能强烈提高碳钢和合金钢的淬透性。为了满足冶金市场日益增长的巨大需求，广大工程技术人员协同供应商先后推出了锰片、锰粒、锰粉、电熔锰锭、对辊锻轧锰定等锰系冶金添加剂，但以上几种形态的锰系冶金添加剂存在如下缺陷①锰片、锰粒、锰粉钢液中的沉降速度缓慢，悬浮在钢液表面的时间较长，烧损严重，收得率低；②电熔锰锭不仅生产能耗特高(每吨高达650 850KW. h)、生产环境恶劣、劳动强度大，而且几何形状不规则、密度大，沉降速度过快、收得率不高；③对辊锻轧锰锭由于工艺的缺陷，导致制品的几何尺寸、表观密度、化学成分均一性差，很难实施精确添加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种能耗低、生产环境好、劳动强度低，制品几何形状规则、滚动性好、化学成分准确均一、表观密度适中、压溃强度可与电熔锰锭媲美，便于实施精确添加，收得率高的锰系添加剂——低碳锰球的生产方法。本发明的技术解决方案是，所述低碳锰球采用如下原料和工艺制得，即一种高效节能低碳锰球的生产工艺，该工艺为如下步骤与方案
⑴、将适量的含锰量为99. 5% 99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)电解金属锰片辊压成粉末，过20 40目标准筛；
⑵、取步骤⑴中的粉末95 97公斤(占重量比95% 97%)，加入不含S、P、C等元素的无机粘结剂3 5公斤(占重量比3% 5%)，控制Si含量< 0. 5%，在碗型混料机中快速搅拌30 50秒，得混合料备用；
⑶、将步骤⑵所得混合料在20 30分钟内模压成坯块，压坯的形状为双球台圆柱体或几何尺寸为^5X20X15 25方块口香糖状；成形模采用12工位(即每次压制12个产品) 的粉末冶金拉下式成形模，压坯单件重量取值范围为80 90克；
⑷、将步骤⑶所得压坯在5 6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在180 200°C温度环境下烘烤6 8小时，获得最大压溃力术1. 5KN的低碳锰球；
(5)、将步骤⑷所得干燥坯块装入胶囊状专用不锈钢料罐，送入卧式真空烧结炉，预抽真空至10 20 ；再根据用户对低碳锰球的强度要求，通电升温，在350°C 600°C温度范围内保温3 5小时；然后停止加热，通过移开加热体裸露炉胆、风冷炉胆、自来水喷淋炉胆等措施实施强制降温，当炉温降至60 80°C以下时，使用高纯氮气或氩气破除真空，并及时取出产品薄摊于铁板上，获得最大压溃力术3. OKN的低碳锰球；
(6)、根据用户对制品的强度要求，将步骤⑷或ω所得低碳锰球在步骤⑷或ω过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。所述步骤⑶中的12工位拉下式成形模的12个型腔的排列方式为双列“十字”型对称分布，型腔的形状为圆柱形或带圆角长方形(最大尺寸< 33mm)；所述步骤⑶中的压坯形状为双球台圆柱体或方块口香糖状(最大尺寸< 33mm)。所述步骤( 中的不锈钢料罐为胶囊状，开有进出料口和密集分布的透气孔，设有对称起吊吊攀和翻转出料吊攀；并以6个料罐为一组，以可滚动弧形不锈钢托板为载体列队进出炉胆，罐群每次装料量约为10吨。本发明的有益效果是，经由上述工艺过程生产的低碳锰球的形状规则、滚动性好、 密度一致性好、成分均一、强度适中，为用户实施精确添加、提高收得率、消除安全隐患提供了保障；最大尺寸< 33mm的双球冠圆柱体或方块口香糖状压坯的成形采用12 16工位的粉末冶金拉下式成形模实施，弥补了对辊成形的诸多缺陷，确保了生产效率的提高；串联式多孔胶囊状不锈钢料罐，透气性好、变形小，装卸料方便，为降低生产成本、进一步提高生产效率奠定了基础；电动机械式自动进出料机构、及时移开加热体裸露炉罐、自来水喷淋炉罐等措施实施强制降温等方式，为生产效率的提高提供了最终保障；不含S、P、C等元素的无机粘结剂的采用、经由倾斜筛去除粘附粉末与毛刺、实施防潮包装等措施，为产品质量提供了基础保障。
图1是本发明所述低碳锰球的几何形状之一双球台圆柱体，球台端面与球面以 RlO圆滑过渡，压坯形状圆润饱满，无开裂可能。图2是本发明所述低碳锰球的几何形状之二 方块口香糖状U6X20X15 25， 最大尺寸< 33mm)，由双椭圆面合成的两端面圆润饱满，压坯无开裂可能。图3是本发明所述12工位成形模型腔布局图对称分布、结构紧凑、受力均勻、取坯方便。图4是本发明所述胶囊状专用不锈钢料罐开有密集分布的透气孔，设有对称起吊吊攀和翻转出料吊攀；6个料罐为一组，以可滚动弧形不锈钢托板为载体列队进出炉胆， 料罐组群每次装料量约为10吨。图5是本发明所述卧式真空烧结炉采用外热式电阻加热，配有电动机械式自动进出料机构，采用分阶段风冷、水冷高效冷却方式，生产效率高(每个工作可进出料2次)。
具体实施例方式实施例1 本发明的一种实施例，产品采用以下原料和工艺制得
⑴、取含锰量为99. 5%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)电解金属锰片95公斤，辊压成粉末，过20目标准筛；
⑵、取不含S、P、C等元素的无机粘结剂5公斤加入步骤⑴所得锰粉中，在碗型混料机中快速搅拌30秒，得混合料备用；
⑶、将步骤⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分钟内模压成坯块，压坯的形状为双球冠圆柱体(最大尺寸33mm)，压坯单件重量为80克；
⑷、将步骤⑶所得压坯在5 6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在180°C 温度环境下烘烤6小时，获得最大压溃力术1. 5KN的低碳锰球；
(5)、将步骤⑷所得干燥坯块装入胶囊状专用不锈钢料罐，送入卧式真空烧结炉，预抽真空至10 20Pa，通电升温，在350°C温度范围内保温3小时；然后停止加热，通过移开加热体裸露炉胆、风冷炉胆、自来水喷淋炉胆等措施实施强制降温，当炉温降至60 80°C以下时，使用高纯氮气破除真空，并及时取出产品薄摊于铁板上，获得最大压溃力术3. OKN的低碳猛球；
(6)、将步骤ω所得低碳锰球在步骤ω过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。实施例2 本发明的另一种实施例产品采用以下原料和工艺制得
⑴、取含锰量为99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)电解金属锰片97公斤，辊压成粉末，过40目标准筛；
⑵、取不含S、P、C等元素的无机粘结剂3公斤加入步骤⑴所得锰粉中，在碗型混料机中快速搅拌50秒，得混合料备用；
⑶、将步骤⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分钟内模压成坯块，压坯的形状为^X 20X 15方块口香糖状，压坯单件重量为90克；
⑷、将步骤⑶所得压坯在5 6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在200°C 温度环境下烘烤8小时，获得最大压溃力术1. 5KN的低碳锰球；
(5)、将步骤⑷所得干燥坯块装入胶囊状专用不锈钢料罐，送入卧式真空烧结炉，预抽真空至10 20Pa，通电升温，在600°C温度范围内保温4小时；然后停止加热，通过移开加热体裸露炉胆、风冷炉胆、自来水喷淋炉胆等措施实施强制降温，当炉温降至60 80°C以下时，使用高纯氩气破除真空，并及时取出产品薄摊于铁板上，获得最大压溃力术3. OKN的低碳猛球；
(6)、将步骤ω所得低碳锰球在步骤ω过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。实施例3 本发明的另一种实施例产品采用以下原料和工艺制得
(1)、取含锰量为99. 6%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)电解金属锰片96. 5公斤，辊压成粉末，过30目标准筛；
⑵、取不含S、P、C等元素的无机粘结剂3. 5公斤加入步骤⑴所得锰粉中，在碗型混料机中快速搅拌40秒，得混合料备用；
⑶、将步骤⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分钟内模压成坯块，压坯的形状为^X20X20方块口香糖状，压坯单件重量为85克；
⑷、将步骤⑶所得压坯在5 6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在190°C 温度环境下烘烤7小时，获得最大压溃力术1. 5KN的低碳锰球；
(5)、将步骤⑷所得低碳锰球在步骤⑷过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。
权利要求
1.一种高效节能低锰球的生产工艺，该工艺为如下步骤⑴、取重量百分比为95% 97%的含锰量为99. 5% 99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫 0. 03%)电解金属锰片辊压成粉末，过20 40目标准筛；⑵、将重量比3% 5%的不含S、P、C等元素的无机粘结剂加入上述步骤⑴所得锰粉，控制Si含量< 0. 5%，在碗型混料机中快速搅拌均勻；⑶、将步骤⑵所得均勻混合料在20 30分钟内置入12工位拉下式成形模中模压成形，压坯单件重量取值范围为80 90克，压坯最大几何尺寸< 33mm ；⑷、将步骤⑶所得压坯在5 6小时内置于装有风扇和循环抽风机的烤房内，在180 200°C温度环境下烘烤6 8小时，获得最大压溃力术1. 5KN的低碳锰球；(5)、将步骤⑷所得干燥坯块装入胶囊状专用不锈钢料罐，送入卧式真空烧结炉，预抽真空至10 20Pa，在350°C 600°C温度范围内保温3 5小时；然后停止加热，通过移开加热体裸露炉胆、风冷炉胆、自来水喷淋炉胆等措施实施强制降温，获得最大压溃力术3. OKN 的低碳锰球；(6)、将步骤⑷或( 所得低碳锰球在步骤⑷或( 过程结束后30分钟内，经由倾斜筛去除低碳锰球表面毛刺与粘附的粉末，滚入防潮吨袋实施防潮包装。
2.根据权利要求1所述的一种高效节能低锰球的生产工艺，其特征在于，所述步骤⑶ 中的12工位拉下式成形模的12个型腔的排列方式为双列“十字”型对称分布，型腔的形状为圆柱形或带圆角长方形(最大尺寸< 33mm);所述步骤⑶中的压坯形状为双球台圆柱体或方块口香糖状(最大尺寸彡33mm)。
3.根据权利要求1所述的一种高效节能低锰球的生产工艺，其特征在于，所述步骤(5) 中的不锈钢料罐为胶囊状，开有进出料口和密集分布的透气孔，设有对称起吊吊攀和翻转出料吊攀；并以6个料罐为一组，以可滚动弧形不锈钢托板为载体列队进出炉胆，罐群每次装料量约为10吨。
全文摘要
一种高效节能低锰球的生产工艺为如下步骤⑴取低碳电解金属锰片辊压成粉末；⑵加入不含S、P、C等元素的无机粘结剂在碗型混料机中快速搅拌均匀；⑶在有限时间内置入12工位成形模中模压成形，压坯形状为双球台圆柱体或方块口香糖状(最大尺寸≯33mm)；⑷在有效时间内烘烤干燥压坯；⑸在有效时间内真空烧结干燥压坯；⑹在有效时间内经由倾斜筛防潮包装烧结压坯，得含C＜0.03%、S＜0.03%、Si＜0.5%、Mn≥97.5%、压溃破坏力≮1.5kN的低碳锰球。生产工艺简短、明了、高效、环保，制品形状规则、滚动性好、密度/成分均一、强度适中、便于实施精确添加。
文档编号C22B3/24GK102266941SQ201110226490
公开日2011年12月7日 申请日期2011年8月9日 优先权日2011年8月9日
发明者吴庆定 申请人:吴庆定