[发明专利]一种高硅低磷微碳锰铁合金及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于黑色金属铁合金冶金技术领域，是一种高硅低磷微碳锰铁合金及其生产工艺。

背景技术

铁合金锰系合金产品，主要有金属锰、锰铁、微碳锰铁、锰硅合金、微碳锰硅合金。

金属锰主要元素化学成份为锰不小于93.5wt%、碳不大于0.20wt%、硅不大于1.5wt%，主要是采用电硅热法及电解重熔法生产，供冶炼高质量钢种及不锈钢等作锰元素添加剂。

锰铁主要是采用电炉或高炉生产，电炉锰铁主要元素化学成份为锰65wt%～92wt%、碳不大于2.5wt%、硅不大于4.5wt%。高炉锰铁主要元素化学成份为锰60wt%～82wt%、碳不大于7.5wt%、硅不大于1.0wt%，用于炼钢、铸造用脱氧剂和合金元素添加剂。

微碳锰铁主要元素化学成份为锰80wt%～93.5wt%、碳不大于0.15wt%、硅不大于2.0wt%，主要是电硅热法及炉外法生产，供冶炼低碳、低磷钢种作锰元素添加剂。

锰硅合金主要元素化学成份为锰60wt%～72wt%、硅17wt%～28wt%、碳＜1.8wt%。微碳锰硅合金主要元素化学成份为锰55wt%～65wt%、硅25wt%～34wt%、碳＜0.15wt%。锰硅合金和微碳锰硅合金主要是采用矿热炉电硅热法生产，用于炼钢及铸造作合金剂、复合脱氧剂和脱硫剂。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的缺点，对现有的铁合金锰系各合金品种的化学成份、生产方法、用途诸方面进行深入研究和分析，并对现有的微碳锰硅合金及其生产方法进行实质性改进和创新，提供一种合金密度大，成本低，质量好，附加值更高，可替代电解金属锰和硅铁用于冶炼200系列不锈钢，用途广泛的高硅低磷微碳锰铁合金；并提供科学合理，锰、硅元素利用率高，吨钢成本低，能耗低的高硅低磷微碳锰铁合金生产方法。

实现本发明目的之一采用的技术方案是，一种高硅低磷微碳锰铁合金，其特征在于，包括下述重量百份比的原料组份：

Mn75wt%～79wt%，Si11wt%～15wt%，C＜0.1wt%，P＜0.1wt%，Fe余量。

实现本发明目的之二采用的技术方案是，一种高硅低磷微碳锰铁合金的生产方法，其特征，包括以下步骤：

1）首先选用矿热炉生产微碳锰硅合金，混合锰矿入炉品位：32wt%～35wt%，Mn/Fe值为9～11,合金主要成份是：Mn 60wt%～63wt%、Si 28wt%～30wt%，在微碳锰硅合金出炉后，采用炉前降碳工艺操作，去除杂质和高碳层；

2）在生产微碳锰硅合金的同时，用另外矿热炉生产碳素锰铁和碳锰渣，混合锰矿入炉品位：38wt%～42wt%，Mn/Fe值为6～8，碳锰渣主要成份是：MnO 33wt%～38wt%、SiO₂ 22wt%～27wt%，在碳锰渣出炉过程中通过炉前扒渣工艺优化处理，然后先将1240℃～1320℃的液态碳锰渣经电子称称重后，通过天车起吊方式加入摇包内；

3）再按配算比例，渣、铁比确定为1.5:1～3:1范围内，液态微碳锰硅合金通过天车起吊方式将其慢慢倒入摇包，天车电子称计量微碳锰硅合金加入量；

4）启动摇包，在充分摇动的条件下，使液态碳锰渣与液态微碳锰硅合金在高温下充分接触，根据摇包内温度的显示，当温度达到1340℃～1410℃，摇包停止摇动；

5）将摇包内渣、铁倒入过度包内；

6）最后实施多个渣罐盖渣浇铸方式，生产出合格的高硅低磷微碳锰铁合金产品。

所述步骤2）碳锰渣碱度为R2 0.6～0.8、R3 0.8～1.0。

本发明可通过选择不同的渣铁比及摇包摇动终点温度，生产出不同牌号的高硅低磷微碳锰铁合金。

本发明的依据是2MnO+Si=2Mn+SiO₂还原反应原理，通过摇包摇动，使液态碳锰渣与液态微碳锰硅合金在高温下充分接触，液态碳锰渣中的氧化锰与液态微碳锰硅合金中的硅发生还原反应，生成锰和二氧化硅，使得锰元素富集。

本发明与现有技术相比进一步效果体现在：

1. 本发明的高硅低磷微碳锰铁合金是一种新型铁合金产品，它打破以往锰硅合金产品成份中低硅高碳的技术屏蔽，同时该合金低磷微碳最大限度的降低了炼钢过程中有害元素进入，直接提高了钢材质量；