一種無磁鐵錳合金粉的生產方法與流程
2023-09-22 02:35:50
本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種無磁鐵錳合金粉的生產方法。
背景技術：
粉末冶金是一門金屬粉末的製取和以金屬粉末（或金屬粉末與非金屬的混合物）為原料，經壓製成形、高溫燒結等工序加工製造各種零件和材料的新興工藝方法和技術。霧化法是利用高壓水流的動能將熔融金屬流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒而製得金屬粉末。隨著科技的進步，現在需要針對各種電子設備的金屬合金，滿足磁通量、高導率、體積小、容量大等特點，無磁鐵錳合金用於發電機的轉子中的效果顯著，但是現在鐵錳合金的生產大多在實驗階段或小規模生產階段上，為了適應社會發展需要，迫切需要一種能穩定大規模生產無磁鐵錳合金的生產方法。
技術實現要素：
本發明的目的在於針對以上技術問題，提供一種無磁鐵錳合金粉的生產方法。
一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括如下步驟：
1）冶煉：將廢鋼鐵、錳鐵和造渣材料放入電弧冶煉爐中進行熔煉成合金鋼液，經過配碳、脫磷、脫硫處理後，合金鋼液的質量百分比為：碳≤1.0%、矽≤0.9%、錳15%-25%、磷≤0.05%、硫≤0.015%、餘量為鐵，電動鋼包車將裝有合金鋼液的鋼包運至霧化筒；
2）霧化：打開霧化筒內的高壓水和霧化保護水，霧化筒水位至高度的1/2-2/3，啟動渣漿泵，控制霧化筒水位不變，打開電動鋼包車的滑動水口，使合金鋼液流入裝有定徑水口的中間包，合金鋼液經過定徑水口流入霧化噴嘴，然後通過霧化噴嘴中高壓水流的動能將鋼液流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒，在霧化筒內形成含有合金粉的懸浮液；
3）脫水：渣漿泵將懸浮液送入水力旋流器進行離心脫水成粉漿，粉漿流入真空過濾機進行真空脫水，得到含水量小於10%的無磁鐵錳合金粉的毛粉；
4）乾燥：將步驟3）的毛粉在氮氣的保護下經過板帶式烘乾爐進行烘乾處理，得到乾燥的無磁鐵錳合金粉；
5）篩分：將步驟4）中的無磁鐵錳合金粉通過篩網過篩。
在其中一個實施例中，所述步驟1）中合金鋼液的溫度為1650-1750℃，出鋼量為6-10噸/次。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中高壓水壓力為10-15mpa。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中定徑水口的直徑為14-16毫米。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中霧化速度為150-200千克/分鐘。
在其中一個實施例中，所述步驟4）中板帶式烘乾爐內填充氮氣。
在其中一個實施例中，所述步驟5）中篩網為60-200目篩。
在其中一個實施例中，所述步驟5）還包括將篩分處理後的無磁鐵錳合金粉末進行混合攪拌達到規定值後裝入防偏析容器，包裝入庫。
綜上所述，一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括冶煉、霧化、脫水、乾燥和篩分，使用廢鋼鐵為主要原料，能夠在保證鐵含量的基礎上降低成本，並且是環境友好表現，使用水霧化方法生產無磁鐵錳合金粉能夠提高制粉效率、保證粉料易於壓制，並且水霧化方法生產的無磁鐵錳合金粉得到的顆粒化學成分均勻統一，宏觀偏析被消除，組成物分布較均勻，並且具有細晶結構，製取的材料有較好的韌性，能夠連續化生產，將無磁鐵錳合金粉的生產實現流水線產量化。
具體實施方式
下面結合實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括如下步驟：
1）冶煉：將廢鋼鐵、錳鐵和造渣材料放入電弧冶煉爐中進行熔煉成合金鋼液，經過配碳、脫磷、脫硫處理後，合金鋼液的質量百分比為：碳≤1.0%、矽≤0.9%、錳15%-25%、磷≤0.05%、硫≤0.015%、餘量為鐵，電動鋼包車將裝有合金鋼液的鋼包運至霧化筒；
2）霧化：打開霧化筒內的高壓水和霧化保護水，霧化筒水位至高度的1/2-2/3，啟動渣漿泵，控制霧化筒水位不變，打開電動鋼包車的滑動水口，使合金鋼液流入裝有定徑水口的中間包，合金鋼液經過定徑水口流入霧化噴嘴，然後通過霧化噴嘴中高壓水流的動能將鋼液流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒在霧化筒內形成含有合金粉的懸浮液；
3）脫水：渣漿泵將懸浮液送入水力旋流器進行離心脫水成粉漿，粉漿流入真空過濾機進行真空脫水，得到含水量小於10%的無磁鐵錳合金粉的毛粉；
4）乾燥：將步驟3）的毛粉在氮氣的保護下經過板帶式烘乾爐進行烘乾處理，得到乾燥的無磁鐵錳合金粉；
5）篩分：將步驟4）中的無磁鐵錳合金粉通過篩網過篩。使用廢鋼鐵為主要原料，能夠在保證鐵含量的基礎上降低成本，並且是環境友好表現，使用水霧化方法生產無磁鐵錳合金粉能夠提高制粉效率、保證粉料易於壓制，並且水霧化方法生產的無磁鐵錳合金粉得到的顆粒化學成分均勻統一，宏觀偏析被消除，組成物分布較均勻，並且具有細晶結構，製取的材料有較好的韌性。
在其中一個實施例中，所述步驟1）中合金鋼液的溫度為1650-1750℃，出鋼量為6-10噸/次。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中高壓水壓力為10-15mpa。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中定徑水口的直徑為14-16毫米。經電弧爐冶煉過的鋼水通過電動鋼包車運輸到霧化系統，鋼水從滑動水口流入中間包，經定徑水口進入霧化噴嘴，定徑水口的直徑控制了鋼水的霧化時間和霧化質量，定徑水口偏小，則霧化時間加長，影響生產效率，定徑水口偏大，則霧化鐵錳合金粉的直徑偏大，不利於內部冷凝影響鐵錳合金粉質量，而且生產處的鐵錳合金粉顆粒較大也影響產品質量。
在其中一個實施例中，所述步驟2）中霧化速度為150-200千克/分鐘。
在其中一個實施例中，所述步驟4）中板帶式烘乾爐內填充氮氣。使用板帶式烘乾爐能夠增加合金粉的受熱面積，增加烘乾效率，同時填充保護氣體對合金粉進行保護，避免在高溫條件下鐵錳被空氣中的氧氧化從而影響產品質量。
在其中一個實施例中，所述步驟5）中篩網為60-200目篩。
在其中一個實施例中，所述步驟5）還包括將篩分處理後的無磁鐵錳合金粉末進行混合攪拌達到規定值後裝入防偏析容器，包裝入庫。
實施例1
一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括如下步驟：
1）冶煉：將廢鋼鐵、錳鐵和造渣材料放入電弧冶煉爐中進行熔煉成合金鋼液，經過配碳、脫磷、脫硫處理後，合金鋼液的質量百分比為：碳1.0%、矽0.9%、錳15%、磷0.05%、硫0.015%、餘量為鐵，合金鋼液的溫度為1650℃，出鋼量為6噸/次，電動鋼包車將裝有合金鋼液的鋼包運至霧化筒；
2）霧化：打開霧化筒內的高壓水和霧化保護水，高壓水壓力為10mpa，霧化筒水位至高度的1/2，啟動渣漿泵，控制霧化筒水位不變，打開電動鋼包車的滑動水口，使合金鋼液流入裝有定徑水口的中間包，定徑水口的直徑為14毫米，合金鋼液經過定徑水口流入霧化噴嘴，然後通過霧化噴嘴中高壓水流的動能將鋼液流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒，在霧化筒內形成含有合金粉的懸浮液；霧化速度為150千克/分鐘；
3）脫水：渣漿泵將懸浮液送入水力旋流器進行離心脫水成粉漿，粉漿流入真空過濾機進行真空脫水，得到含水量為6.8%的無磁鐵錳合金粉的毛粉；
4）乾燥：將步驟3）的毛粉經過板帶式烘乾爐進行烘乾處理，板帶式烘乾爐內填充氮氣，得到乾燥的無磁鐵錳合金粉；
5）篩分：將步驟4）中的無磁鐵錳合金粉通過60目篩篩網過篩。
實施例2
一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括如下步驟：
1）冶煉：將廢鋼鐵、錳鐵和造渣材料放入電弧冶煉爐中進行熔煉成合金鋼液，經過配碳、脫磷、脫硫處理後，合金鋼液的質量百分比為：碳0.20%、矽0.3%、錳25%、磷0.01%、硫0.01%、餘量為鐵，合金鋼液的溫度為1730℃，出鋼量為10噸/次，電動鋼包車將裝有合金鋼液的鋼包運至霧化筒；
2）霧化：打開霧化筒內的高壓水和霧化保護水，高壓水壓力為15mpa，霧化筒水位至高度的2/3，啟動渣漿泵，控制霧化筒水位不變，打開電動鋼包車的滑動水口，使合金鋼液流入裝有定徑水口的中間包，定徑水口的直徑為16毫米，合金鋼液經過定徑水口流入霧化噴嘴，然後通過霧化噴嘴中高壓水流的動能將鋼液流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒，在霧化筒內形成含有合金粉的懸浮液；霧化速度為200千克/分鐘；
3）脫水：渣漿泵將懸浮液送入水力旋流器進行離心脫水成粉漿，粉漿流入真空過濾機進行真空脫水，得到含水量為4.5%的無磁鐵錳合金粉的毛粉；
4）乾燥：將步驟3）的毛粉經過板帶式烘乾爐進行烘乾處理，板帶式烘乾爐內填充氮氣，得到乾燥的無磁鐵錳合金粉；
5）篩分：將步驟4）中的無磁鐵錳合金粉通過200目篩篩網過篩。
實施例3
一種無磁鐵錳合金粉的生產方法，包括如下步驟：
1）冶煉：將廢鋼鐵、錳鐵和造渣材料放入電弧冶煉爐中進行熔煉成合金鋼液，經過配碳、脫磷、脫硫處理後，合金鋼液的質量百分比為：碳0.15%、矽0.5%、錳20%、磷0.03%、硫0.009%、餘量為鐵，合金鋼液的溫度為1750℃，出鋼量為8噸/次，電動鋼包車將裝有合金鋼液的鋼包運至霧化筒；
2）霧化：打開霧化筒內的高壓水和霧化保護水，高壓水壓力為13mpa，霧化筒水位至高度的3/5，啟動渣漿泵，控制霧化筒水位不變，打開電動鋼包車的滑動水口，使合金鋼液流入裝有定徑水口的中間包，定徑水口的直徑為15毫米，合金鋼液經過定徑水口流入霧化噴嘴，然後通過霧化噴嘴中高壓水流的動能將鋼液流擊碎成細小液滴，隨後以較快的冷卻速度凝固成固體顆粒，在霧化筒內形成含有合金粉的懸浮液；霧化速度為180千克/分鐘；
3）脫水：渣漿泵將懸浮液送入水力旋流器進行離心縮脫水成粉漿，粉漿流入真空過濾機進行真空脫水，得到含水量為8.0%的無磁鐵錳合金粉的毛粉；
4）乾燥：將步驟3）的毛粉經過板帶式烘乾爐進行烘乾處理，板帶式烘乾爐內填充氮氣，得到乾燥的無磁鐵錳合金粉；
5）篩分：將步驟4）中的無磁鐵錳合金粉通過150目篩篩網過篩，將篩分處理後的無磁鐵錳合金粉末進行混合攪拌達到規定值後裝入防偏析容器，包裝入庫。
以上所述實施方式僅是本發明的優選實施方式，應當指出的是，對於本技術領域的普通技術人員，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出改進和變形，這些改進和變形也應視為不脫離本發明的保護範圍。