一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备制造技术

本发明专利技术公开了一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，包括以下步骤：(1)将电解金属锰破碎成40～60目的金属粉末；(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，同时加入粘结剂、固化剂和添加剂进行充分搅拌；(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰；(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶；(5)将步骤(4)中制备的金属物料仍然置于真空冶炼炉中进行一段时间的保温、降温；(6)打开真空炉将金属物料推出，冷却后进行保包装。本发明专利技术提供的一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备具有优质、省力且节能环保的优点。

High performance forging manganese production process and special production equipment

The invention discloses a process for producing high performance forged manganese and special production equipment, which comprises the following steps: (1) the electrolytic manganese metal is broken into 40 ~ 60 metal powder; (2) the step (1) in the preparation of metal powder in the sealed mixing equipment, at the same time, adding a binder curing agent and additives were fully mixing; (3) the step (2) manganese metal powder material mixed in the preparation of uniform in roll forging equipment in forging, forging and rolling by manganese; (4) the step (3) forged manganese prepared in vacuum sintering placed two times in the vacuum smelting furnace recrystallization; (5) the step (4) in the preparation of metal material is still in a vacuum furnace for a period of time of heat preservation, cooling; (6) open the vacuum chamber to the metal materials are introduced, after cooling and packaging. The invention provides a high performance forging manganese smelting process and a special production equipment, which has the advantages of high quality, labor saving, energy saving and environmental protection.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备
本专利技术涉及合金生产
，尤其是一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备。
技术介绍
锻轧锰英文名为Mn-Briquette，它是以锰粉为主要原材料，再添加部分改变性能的原材料，然后经模型锻轧成型，再经过烧结工序而生产出来的一种新型的锰制品。适用于特种钢、不锈钢合金行业的锰元素配置，具有回收率高，易保存，便于搬运，计量准确等优点。电解金属锰片晶间结构太致密，且表面易形成氧化膜，冶炼时回收率太低；金属锰粉是易燃危险品，且易氧化，比重小，使用时容易快速扩散，不能和炉料充分合金化；金属锰块形态、大小不一，使用时小块的马上在炉面熔解，大块的易沉入炉底，且锰块是中频炉溶炼而成，晶间结构太致密，冶炼时回收率太低。尤其是在新型铝合金行业，原来因传统锰产品不能用，而使用锻轧锰铝合金，但这样成本没有锻轧锰低，使用效果也不如锻轧锰好。锻轧锰产品是根据近几年来特种合金冶炼行业，特别是某些铝合金行业新冶炼工艺的需求的研发的新产品。客户需要在特种合金中加入一种有某种合金作用的，并带有些助溶剂、助合成剂功能的锰的合金添加剂。而这种锰添加剂最好有固定的形状，适当的硬度及比重，并在使用上可定量加入，并便于溶于合金中。这种锰制品必须锰含量较高，除特定的添加剂外，杂质必须较低。锻轧锰根据其产品外形特点，一些生产厂家及客户也称其为锰球、锰枕、锰桃、锰饼等。锻轧锰以其低硒、高纯度而赋予优良高性能，是高性能钢和普通钢冶炼领域用的中间产品，具有高效的脱硫和脱氧作用，添加量与金属锰片比较可节约30％。近年来欧美、印度、韩国等国的钢铁企业开始使用锻轧锰替代了部分电解金属锰、金属锰，使锻轧锰成为为冶炼优质钢及高锰合金的主要原料之一，这也造成了近年来锻轧锰在国际市场的需求量急剧增加。因此锻轧锰成为近年来发展最为迅速的锰产品，据不完全统计，我国锻轧锰年生产能力已经突破20万吨，出口量已经超过电解金属锰粉和金属锰，成为锰产品中出口创汇的主要产品之一。传统锻轧锰生产工艺如下：电解金属锰片破碎到一定粒度后与粘结剂混合，将混合粉末在瞬间压制成型，烘干后包装入库。传统的锻轧锰工艺生产的产品存在几何形状不规则、表观密度、化学成分均一性差，用户很难实施精确添加等缺陷。因此，研制出一种在合金均匀化、回收率、产品质量指标等各方面都达到最好效果的、可满足客户需求、降低用户成本的高性能锻轧锰的生产方法以及专用生产设备，尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种优质、省力且节能环保的高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备。本专利技术的技术方案为：一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，包括以下步骤：(1)将电解金属锰破碎成40～60目的金属粉末，所述电解金属锰的用量占总物料质量的87～89％；(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，同时加入粘结剂、固化剂和添加剂进行充分搅拌，所述粘结剂、固化剂和添加剂的用量分别占总物料用量的1.5～2.5％、1.5～2.5％和8％；(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰；(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶，真空冶炼炉中压力抽至20～50Pa，同时采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统控制温度使锻轧锰物料温度达到700℃；(5)将步骤(4)中制备的金属物料仍然置于真空冶炼炉中进行一段时间的保温、降温，其中保温采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统进行保温，降温采用从真空冶炼炉一端往炉内以10～20L/min的流速充入氮气，另一端往外排氮气的方法以使氮气带出热量而实现降温，降温时炉内压力稳定保持在0.2～0.3MPa，通氮气30min后，使温度降到150～200℃停止通入氮气；(6)打开真空炉将金属物料推出，冷却后进行保包装。优选地，所述步骤(1)中电解金属锰采用双辊破碎机进行破碎。优选地，所述步骤(2)中搅拌设备为双轴搅拌机。优选地，所述步骤(2)中粘结剂为硅酸钠水溶液。优选地，所述步骤(2)中固化剂为氟硅酸钠水溶液。优选地，所述步骤(2)中添加剂为羧甲基纤维素水溶液。优选地，所述步骤(3)中辊式锻轧设备包括依序排布的送料系统、预压系统和对辊式锻轧系统；所述物料采用输送皮带输送至预压系统，所述预压系统为一可控、自控、精确无极调速的垂直螺旋式动力装置，所述预压系统在压密物料的同时将物料以0.05～0.1m3/min的流量速率输送至对辊式锻轧系统，所述辊式锻轧系统由两个精确对位的辊轧转子组成且其上均匀分布具有规则形状的半球窝凹槽，所述两个精确对位的辊轧转子以相反方向转动时，所述半形球窝凹槽则对应形成一整个球窝空间以形成锻轧锰的一个压模。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1.普通干燥(200℃左右)在升温过程中锰会与氧气接触氧化，而真空烧结不会；2.真空烧结效果要好，产品水分比普通干燥要低；3.真空烧结有二次重构、调质的过程，使物质致密度进一步提高，进而使产品物理机械性能得到进一步提升；4.粉末少，具有环保优势；5.采用真空冶炼炉内一端通氮气而另一端排氮气的方法带走热量降温，不仅可防止氧气、水汽的进入，而且降温迅速，高效稳定；6.辊式锻轧设备形成了混料-锻轧的自动化生产线，减少了劳动力的使用。具体实施方式下面结合具体实施方式，对本专利技术做进一步说明。一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，包括以下步骤：(1)将电解金属锰采用双辊破碎机进行破碎成40～60目的金属粉末，电解金属锰的用量占总物料质量的87～89％。(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，搅拌设备为双轴搅拌机，同时加入定量的粘结剂以及固化剂，以及特种合金冶炼需要的添加剂进行充分搅拌。选择适当的粘结剂及固化剂是使锻轧锰具有较高锻轧成型率，较好的物理机械性能以及较高表面光洁度的重要因素。该步骤中的粘结剂、固化剂、添加剂虽然用量少，但对于锻轧锰产品的构成、用途起着关键作用，可以提高产品在使用时的收率，并也起到促进合金化作用，这也是本专利技术的关键之处。其中粘结剂、固化剂和添加剂分别为硅酸钠水溶液、氟硅酸钠水溶液和羧甲基纤维素水溶液；粘结剂、固化剂和添加剂的用量分别占总物料用量的1.5～2.5％、1.5～2.5％和8％。(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰。具体地，辊式锻轧设备包括依序排布的送料系统、预压系统和对辊式锻轧系统。其中物料采用输送皮带输送至预压系统；预压系统为一可控、自控、精确无极调速的垂直螺旋式动力装置，预压系统在压密物料的同时将物料以0.05～0.1m3/min的最佳流量速率输送至对辊式锻轧系统；辊式锻轧系统由两个精确对位的辊轧转子组成且其上均匀分布具有规则形状的半球窝凹槽，两个精确对位的辊轧转子以相反方向转动时，半形球窝凹槽则对应形成一整个球窝空间以形成锻轧锰的一个压模，这就形成了混料-锻轧的自动化生产线，减少了劳动力的使用。(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶，真空冶炼炉中压力抽至20～50Pa，同时采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统控制温度使锻轧锰物料温度达到700℃。高性能锻轧锰产品生产工艺采用自动控制真空烧结系统完成。真本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，其特征在于，包括以下步骤：(1)将电解金属锰破碎成40～60目的金属粉末，所述电解金属锰的用量占总物料质量的87～89％；(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，同时加入粘结剂、固化剂和添加剂进行充分搅拌，所述粘结剂、固化剂和添加剂的用量分别占总物料用量的1.5～2.5％、1.5～2.5％和8％；(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰；(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶，真空冶炼炉中压力抽至20～50Pa，同时采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统控制温度使锻轧锰物料温度达到700℃；(5)将步骤(4)中制备的金属物料仍然置于真空冶炼炉中进行一段时间的保温、降温，其中保温采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统进行保温，降温采用从真空冶炼炉一端往炉内以10～20L/min的流速充入氮气，另一端往外排氮气的方法以使氮气带出热量而实现降温，降温时炉内压力稳定保持在0.2～0.3MPa，通氮气30min后，使温度降到150～200℃停止通入氮气；(6)打开真空炉将金属物料推出，冷却后进行保包装。...

【技术特征摘要】
1.一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，其特征在于，包括以下步骤：(1)将电解金属锰破碎成40～60目的金属粉末，所述电解金属锰的用量占总物料质量的87～89％；(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，同时加入粘结剂、固化剂和添加剂进行充分搅拌，所述粘结剂、固化剂和添加剂的用量分别占总物料用量的1.5～2.5％、1.5～2.5％和8％；(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰；(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶，真空冶炼炉中压力抽至20～50Pa，同时采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统控制温度使锻轧锰物料温度达到700℃；(5)将步骤(4)中制备的金属物料仍然置于真空冶炼炉中进行一段时间的保温、降温，其中保温采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统进行保温，降温采用从真空冶炼炉一端往炉内以10～20L/min的流速充入氮气，另一端往外排氮气的方法以使氮气带出热量而实现降温，降温时炉内压力稳定保持在0.2～0.3MPa，通氮气30min后，使温度降到150～200℃停止通入氮气；(6)打开真空炉将金属物料推出，冷却后进行保包装。2.根据权利要求1所述的一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国宁，杨家冬，高峰，刘汉勇，李绍东，颜文斌，李佑稷，
申请(专利权)人：湘西自治州丰达合金科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43