用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法
2023-09-21 01:19:15
專利名稱：用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法
技術領域：
本發明屬於特種金屬材料的冶煉方法，具體涉及塊狀金屬熔煉方法的改進。
隨著鋼鐵工業的飛速發展，精品鋼、優質鋼已成為鋼材市場的主導產品，而在煉鋼過程中，向爐內加入不同牌號錳鐵的作法已不能滿足現代鋼鐵工業的需要，直接向爐內鋼液中加入電解金屬錳片，又極易造成錳片的氧化，降低錳的有效利用率，且由於錳片的比表面積大，很難沉入鋼液，不利於合金化，加入塊狀錳已成為一種趨勢。
現有技術中獲得塊狀金屬錳的方法通常為鋁還原法(Al法)和矽還原法(電Si熱法)。鋁還原法(Al熱法)是將MnO2在1000℃強熱分解成Mn3O4，或者是加炭或通氣在800℃～900℃的溫度下還原成MnO，然後再加入鋁粒和炭，在鎂砂襯裡的豎爐內，高溫還原成金屬錳。該方法主要存在著生產過程中不能去除去雜質，需要採用高純度的軟錳礦，二是需要加入理論量90％的鋁，生產成本較高，三是渣含錳通常在8％～12％，錳的回收率低，浪費資源等缺點，因而國內外均已極少使用該工藝。矽還原法(電Si熱法)，通常採用將錳礦石煉成低磷低鐵富錳渣，用富錳渣冶煉高矽錳矽合金，然後再用富錳渣為原料，高矽錳矽合金作還原劑，用石灰作熔劑冶煉塊狀金屬的三步冶煉法，該方法能大量除去鐵、炭、矽、磷、硫等雜質，其缺點是生產流程長、工藝繁雜、產品含錳一般只有95％以下，不能滿足現代優質鋼工藝的需要，且錳的總回收率只有60％以下，浪費資源。我國是產錳大國，電解錳年產量佔全球總產量的55％以上，電解錳資源豐富且產品過剩但缺乏高品位優質錳礦。
本發明的目的在於充分合理利用我國現有資源，提供一種生產流程短、工藝簡單、生產成本低的用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，，以滿足現代優質鋼、精品鋼生產的需要。
本發明的技術方案是以電解錳為原料，用電爐熔煉成熔體後，出爐冷卻成塊狀金屬錳。
作為發明的進一步改進，其特徵在於用作原料的電解錳，包括國標一級電解錳片，二級電解錳片，次錳片以及粒狀電解錳。所述電爐包括高頻爐、中頻爐、工頻爐、直流電弧爐、自培電極電弧爐、石墨電極電弧爐及等離子爐。熔煉溫度為1400℃～2000℃。塊狀金屬錳的含錳量在90～99.8％。
本發明的優點是其生產流程短、工藝簡單、生產成本低，能滿足現代優質鋼、精品鋼生產的需要。
本發明的實施例如下向中頻坩堝爐內加滿一級電解金屬錳片，將中頻電壓調至最大，隨著時間的延長，坩堝內保溫最好，電磁強度最大的局部(該局部溫度在1420℃以上)錳片開始熔化，形成細小的熔池，然後隨爐池向四周未熔化的錳片加速滲透擴張，使坩堝內錳片塊速熔化，直至熔露出上層錳片時，必須向坩堝內不斷補充錳片，直至熔融體充滿坩堝，自測無明顯錳片時，保溫3～5分鐘，即可傾爐鑄錠。當錠模中的熔融錳液凝固後，自然冷卻30分鐘後，為了加速冷卻，將錠模及未完全冷卻金屬錳，用電動葫蘆吊入事先準備好的冷卻水槽中浸泡10分鐘左右，然後吊出將錳錠倒出，即得塊狀金屬錳成品，經取樣化驗測得成品含錳量為96％。
權利要求
1.一種用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，其特徵是以電解錳為原料，用電爐熔煉成熔體後，出爐冷卻成塊狀金屬錳。
2.根據權利要求1所述的用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，其特徵在於用作原料的電解錳，包括國標一級電解錳片，二級電解錳片，次錳片以及粒狀電解錳。
3.根據權利要求1所述的用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，其特徵在於所述電爐包括高頻爐、中頻爐、工頻爐、直流電弧爐、自培電極電弧爐、石墨電極電弧爐及等離子爐。
4.根據權利要求1所述的用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，其特徵在於熔煉溫度為1400℃～2000℃。
5.根據權利要求1所述的用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法，其特徵在於塊狀金屬錳的含錳量在90～99.8％。
全文摘要
本發明是一種用電解錳作原料直接熔煉高品位塊狀金屬錳的方法,其特徵在於以電解錳為原料,用電爐熔煉成熔體後,出爐冷卻成塊狀金屬錳,用作原料的電解錳,包括國標一級電解錳片,二級電解錳片,次錳片以及粒狀電解錳,電爐包括高頻爐、中頻爐、工頻爐、直流電弧爐、自培電極電弧爐、石墨電極電弧爐及等離子爐。本發明具有生產流程短、工藝簡單、生產成本低等優點。
文檔編號C22B47/00GK1331351SQ0011350
公開日2002年1月16日 申請日期2000年6月23日 優先權日2000年6月23日
發明者譚柱中, 曾克新, 帥志泉, 江權, 劉國凡 申請人:湖南特種金屬材料廠