[发明专利]一种合金固相脱碳方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冶金技术，特别是涉及一种适合于生产低、微碳锰铁、铬铁及高纯铁的合金固相脱碳方法。

背景技术

目前，低、微碳锰铁、铬铁、高纯铁的生产工艺分别有电硅热法、摇包法和吹氧法，上述生产方法一般是在液相中进行脱碳，其优点是脱碳速度快，强度高，生产量大。

现有技术的不足之处：1、吹氧法的冶炼温度高，导致金属挥发强烈，氧化损失严重，收得率低；2、电硅热法和摇包法的工艺相对复杂，配套环节多，渣量大，热能利用差，炉龄短。此外还有利用电解法生产高纯片料再重熔加工的生产方法，但也有工艺复杂，环境污染严重，受国家产业政策限制等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能耗相对低，资源利用率高的合金固相脱碳方法。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现：以含碳量为10％～0.2％的含碳合金为原料，将所述原料粉碎成小于4mm的粉料，加入脱碳剂，含碳合金中的含碳量与脱碳剂中的二氧化碳含量的摩尔比为1∶1～1.5；混合均匀后送入加热炉中加热，加热温度为500～1380℃，加热时间为15～180分钟，在密封或在氮气或者其它惰性气体的环境中自然冷却。

所述脱碳剂为碳酸盐或碳酸氢盐。

所述加热炉为电阻炉、中频炉、等离子弧炉、矿热炉及微波加热炉。

与现有技术相比，本发明的方法具有以下优点：在脱碳反应温度区间内，含碳合金为固相，脱碳剂为液相，故反应面积大，速度快，时间足够长，反应较彻底；又因含碳合金在固相状态下反应，极大地降低了金属烧损，提高了收得率，极大地降低了生产成本，且投资省；可脱去含碳合金原料碳含量的80％-99％。本发明的方法适合于在生产低、微碳锰铁、铬铁、和高纯铁的工艺中应用。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

本发明的方法是以含碳量为10％～0.2％的含碳合金为原料，将所述原料粉碎成小于4mm的粉料，加入脱碳剂，含碳合金中的含碳量与脱碳剂中的二氧化碳含量的摩尔比为1∶1～1.5；混合均匀后送入加热炉中加热，加热温度为500～1380℃，加热时间为15～180分钟，在密封或在氮气或者其它惰性气体的环境中自然冷却。

所述脱碳剂为碳酸盐或碳酸氢盐。

所述加热炉为电阻炉、中频炉、等离子弧炉、矿热炉及微波加热炉。

含碳合金可为碳素锰铁、含碳铬铁、生铁及所有含碳量在10％-0.2％的合金。

碳酸盐或碳酸氢盐可例举为但不仅为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸钙、碳酸氢钙等。

实施例1：以碳素锰铁合金为原料，先将碳素锰铁合金磨成粒度小于4mm的粉料，然后在碳素锰铁合金的粉料中加入碳酸盐或碳酸氢盐，碳素锰铁合金原料中的含碳量与碳酸盐或碳酸氢盐中所含二氧化碳的摩尔比为1∶1～1.5，将混合料加入加热炉加热，加热炉可以是各种电阻炉、中频炉、等离子弧炉、也可以为微波加热炉，温度控制在500～1380℃，时间控制为15分钟至3个小时，即可脱去原料碳含量的80％-99％。

实施例2：以高碳铬铁合金为原料，先将高碳铬铁合金磨成粒度小于4mm的粉料，然后在高碳铬铁合金的粉料中加入碳酸盐或碳酸氢盐，高碳铬铁合金原料中的含碳量与碳酸盐或碳酸氢盐中所含二氧化碳的摩尔比为1∶1～1.5，将混合料加入加热炉加热，加热炉可以是各种电阻炉、中频炉、等离子弧炉、也可以为微波加热炉，温度控制在500～1380℃，时间控制为15分钟至3个小时，即可脱去原料碳含量的80％～99％。

实施例3：以生铁粒为原料，先将生铁粒磨成粒度小于4mm的粉料，然后在生铁粒的粉料中加入碳酸盐或碳酸氢盐，生铁粒原料中的含碳和碳酸盐或碳酸氢盐中二氧化碳的摩尔比为1∶1～1.5，将混合料加入加热炉加热，加热炉可以是各种电阻炉、中频炉、等离子弧炉、也可以为微波加热炉，温度控制在500～1380℃，时间控制为15分钟至3个小时，即可脱去原料碳含量的80％～99％。