專利名稱：一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵合金制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
當高碳錳鐵鐵水溫度低于1300°C時，鐵水中各元素的氧化物穩(wěn)定性依Si、Mn、C、P、Fe順序排列，隨著溫度升高，排列順序發(fā)生變化；當溫度高于1670°C以上時，CO的穩(wěn)定性大于Si、Mn、Fe ;中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法是將高碳錳鐵鐵水置于轉(zhuǎn)爐中，此時，高碳錳鐵鐵水溫度在1350°C左右，然后，通過對鐵水中吹氧氣，利用氧氣與鐵水中的金屬元素或非金屬 元素發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的熱，使高碳錳鐵鐵水溫度升高至1650-1850°C，利用溫度高于1670°C以上時CO的穩(wěn)定性大于Si、Mn、Fe的氧化物這一原理，在抑制Mn元素過量氧化的基礎(chǔ)上脫碳保錳，生產(chǎn)中低碳錳鐵。其主要反應(yīng)如下2C (s)+O2 (g)=2C0 (s)2Mn (I) +O2 (g) =2Mn0 Cs)2Fe (I) +O2 (g) =2Fe0 Cs)這種制備方法存在以下缺陷當高碳錳鐵鐵水溫度低于1650°C時，主要是Si、Mn、C元素氧化入渣；損失大量的錳元素，造成錳含量下降，錳元素回收率低；當熔池溫度在1650°C -1850°C時,在中心氧焰區(qū)，由于氧氣與鐵水中的金屬兀素或非金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的熱，導(dǎo)致液面局部溫度高達2200— 2700°C，造成錳元素大量揮發(fā)；錳的揮發(fā)在4%以上；在吹煉結(jié)束時，錳元素氧化入渣量約占高碳錳鐵帶入錳量的30%左右。因此，在實際生產(chǎn)中，熔池溫度控制非常困難，給操作以及正常生產(chǎn)組織帶來極大不便。并且，設(shè)備投資大，氧氣消耗量大，特別是主元素回收率低，制造成本非常高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種工藝設(shè)計合理、操作方便、錳元素回收率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少的中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法。本發(fā)明一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，是采用下述方案實現(xiàn)的將冶煉好的高碳錳鐵水置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋一層金屬氧化物及造渣劑，加熱至1550-1650°C，金屬氧化物熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對熔體進行攪拌，使熔融金屬氧化物與高碳錳鐵水混合均勻，金屬氧化物與高碳錳鐵中的碳發(fā)生與氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到中、低碳錳鐵。本發(fā)明一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，所述高碳錳鐵包括下述組分按質(zhì)量百分比組成 C 6-7. 5%, Mn65-78%,余量為 Fe。本發(fā)明一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，所述中、低碳錳鐵選自FeMn88C0.2、FeMn84C0. 4、FeMn84C0. 7 中的至少一種低炭錳鐵或選自 FeMn82Cl. O、FeMn82Cl. 5、FeMn82C2. 0中的至少一種中炭錳鐵。
本發(fā)明一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，所述氧化劑為純度97%以上的氧化錳，所述氧化錳的用量為高碳錳鐵水質(zhì)量的15-25%。本發(fā)明一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，所述造渣劑為氧化鈣質(zhì)量含量大于等于95%的石灰；所述石灰添加量為高碳錳鐵水質(zhì)量的8-10%。本發(fā)明由于采用上述工藝方法，利用金屬氧化物作為覆蓋劑，隔絕了高碳錳鐵水與空氣的接觸，避免了錳的氧化損失；另外，通過電弧爐對高碳錳鐵水及金屬氧化物進行加熱，利用造渣劑石灰控制熔體溫度在1550-1650°C，可以有效避免錳元素的揮發(fā)；提高錳元素的回收率，降低生產(chǎn)成本；設(shè)備投資少，操作方便。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點I、原材料成本低，特別是硅錳產(chǎn)品消耗低，每噸產(chǎn)品僅消耗0. 25-0. 45噸/噸產(chǎn) 品。2、主元素錳利用率較高，通常錳的回收率大于95%。3、車間制造成本較低，采用此法生產(chǎn)75MnC2. 0中錳，車間制造成本為7100元/噸，每噸產(chǎn)品有400-500元/噸的邊際利潤。
具體實施例方式實施例I將冶煉好的成分為C6%，Mn65%，余量為Fe的高碳錳鐵水I噸置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋150公斤純度大于等于97%的氧化錳及800公斤石灰，加熱至1550°C，氧化錳熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對高碳錳鐵水及氧化錳熔體進行攪拌，使熔融氧化錳與高碳錳鐵水混合均勻，氧化錳與高碳錳鐵中的碳發(fā)生氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到FeMn75C2. 0的中碳錳鐵。生產(chǎn)I噸FeMn75C2. 0的低碳錳鐵的成本為7100元；錳回收率97%。實施例2將冶煉好的成分為C 6. 5%，Mn70%,余量為Fe的高碳錳鐵水I噸置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋200公斤純度大于等于97%的氧化錳及900公斤石灰，加熱至1600°C，氧化錳熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對高碳錳鐵水及氧化錳熔體進行攪拌，使熔融氧化錳與高碳錳鐵水混合均勻，氧化錳與高碳錳鐵中的碳發(fā)生氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到FeMn78Cl. 5的中碳錳鐵。生產(chǎn)I噸FeMn78Cl. 5的低碳錳鐵的成本為7250元；錳回收率97. 1%。實施例3將冶煉好的成分為C 5. 6%，Mn78%，余量為Fe的高碳錳鐵水I噸置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋250公斤純度大于等于97%的氧化錳及1000公斤石灰，加熱至1650 V，氧化錳熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對高碳錳鐵水及氧化錳熔體進行攪拌，使熔融氧化錳與高碳錳鐵水混合均勻，氧化錳與高碳錳鐵中的碳發(fā)生氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到FeMn84C0. 7的中碳錳鐵。生產(chǎn)I噸FeMn84C0. 7的低碳錳鐵的成本為7950元；錳回收率96. 5%。
權(quán)利要求
1.一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，是將冶煉好的高碳錳鐵水置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋一層金屬氧化物及造渣劑，加熱至1550-1650°c，金屬氧化物熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對熔體進行攪拌，使熔融金屬氧化物與高碳錳鐵水混合均勻，金屬氧化物與高碳錳鐵中的碳發(fā)生與氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到中、低碳錳鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于所述高碳錳鐵包括下述組分按質(zhì)量百分比組成C6-7. 5%, Mn65-78%，余量為 Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于所述中、低碳錳鐵選自FeMn88C0. 2、FeMn84C0. 4、FeMn84C0. 7中的至少一種低炭錳鐵或選自FeMn82Cl. O、FeMn82Cl. 5、FeMn82C2. O中的至少一種中炭錳鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于所述氧化劑為純度97%以上的氧化錳，所述氧化錳的用量為高碳錳鐵水質(zhì)量的15-25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，其特征在于所述造渣劑為氧化鈣質(zhì)量含量大于等于95%的石灰；所述石灰添加量為高碳錳鐵水質(zhì)量的8-10%。
全文摘要
一種中、低碳錳鐵的生產(chǎn)方法，是將冶煉好的高碳錳鐵水置于電弧爐中，高碳錳鐵水液面上覆蓋一層金屬氧化物及造渣劑，加熱至1550-1650℃，金屬氧化物熔化，利用電弧爐產(chǎn)生的電弧以及流經(jīng)熔體中的電流對熔體進行攪拌，使熔融金屬氧化物與高碳錳鐵水混合均勻，金屬氧化物與高碳錳鐵中的碳發(fā)生與氧化反應(yīng)，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到中、低碳錳鐵。本發(fā)明藝設(shè)計合理、操作方便、錳元素回收率高、生產(chǎn)成本低、設(shè)備投資少。適于工業(yè)戶化生產(chǎn)，替代現(xiàn)有中、低碳錳鐵生產(chǎn)工藝。
文檔編號C21C1/00GK102766719SQ201210266978
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者晏文彪 申請人:五礦(湖南)鐵合金有限責(zé)任公司