技術領域

本發明涉及鐵合金制備技術領域，特別是指一種中、低碳錳鐵的生產方法。

背景技術

當高碳錳鐵鐵水溫度低于1300℃時，鐵水中各元素的氧化物穩定性依Si、Mn、C、P、Fe順序排列，隨著溫度升高，排列順序發生變化；當溫度高于1670℃以上時，CO的穩定性大于Si、Mn、Fe；中、低碳錳鐵的生產方法是將高碳錳鐵鐵水置于轉爐中，此時，高碳錳鐵鐵水溫度在1350℃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生氧化反應，放出大量的熱，使高碳錳鐵鐵水溫度升高至1650-1850℃，利用溫度高于1670℃以上時CO的穩定性大于Si、Mn、Fe的氧化物這一原理，在抑制Mn元素過量氧化的基礎上脫碳保錳，生產中低碳錳鐵。其主要反應如下：

2C（s）+O₂（g）=2CO（s）

2Mn（l）+O₂（g）=2MnO（s）

2Fe（l）+O₂（g）=2FeO（s）

這種制備方法存在以下缺陷：當高碳錳鐵鐵水溫度低于1650℃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℃-1850℃時，在中心氧焰區，由于氧氣與鐵水中的金屬元素或非金屬發生氧化反應，放出大量的熱，導致液面局部溫度高達2200—2700℃，造成錳元素大量揮發；錳的揮發在4%以上；在吹煉結束時，錳元素氧化入渣量約占高碳錳鐵帶入錳量的30%左右。因此，在實際生產中，熔池溫度控制非常困難，給操作以及正常生產組織帶來極大不便。

并且，設備投資大，氧氣消耗量大，特別是主元素回收率低，制造成本非常高。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種工藝設計合理、操作方便、錳元素回收率高、生產成本低、設備投資少的中、低碳錳鐵的生產方法。

本發明一種中、低碳錳鐵的生產方法，是采用下述方案實現的：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℃，金屬氧化物熔化，利用電弧爐產生的電弧以及流經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生與氧化反應，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到中、低碳錳鐵。

本發明一種中、低碳錳鐵的生產方法，所述高碳錳鐵包括下述組分按質量百分比組成：

C?6-7.5%，Mn65-78%，余量為Fe。

本發明一種中、低碳錳鐵的生產方法，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FeMn82C1.0、FeMn82C1.5、FeMn82C2.0中的至少一種中炭錳鐵。

本發明一種中、低碳錳鐵的生產方法，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量的15-25%。

本發明一種中、低碳錳鐵的生產方法，所述造渣劑為氧化鈣質量含量大于等于95%的石灰；所述石灰添加量為高碳錳鐵水質量的8-10%。

本發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℃，可以有效避免錳元素的揮發；提高錳元素的回收率，降低生產成本；設備投資少，操作方便。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1、原材料成本低，特別是硅錳產品消耗低，每噸產品僅消耗0.25-0.45噸/噸產品。

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75MnC2.0中錳，車間制造成本為7100元/噸，每噸產品有400-500元/噸的邊際利潤。

具體實施方式

實施例1

將冶煉好的成分為C6%，Mn65%，余量為Fe的高碳錳鐵水1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℃，氧化錳熔化，利用電弧爐產生的電弧以及流經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生氧化反應，降低高碳錳鐵中的碳含量，制備得到FeMn75C2.0的中碳錳鐵。

生產1噸FeMn75C2.0的低碳錳鐵的成本為：7100元；錳回收率97%。

實施例2