一种用于炼钢过程脱硫的含镁低碳锰铁合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开冶金领域，尤其涉及一种含镁低碳锰铁合金的制备方法，其步骤如下：S1:对浇注的模具进行清洗，在模具内壁涂刷耐热润滑涂层；S2:对润滑涂层进行烘干；S3:在模具的底部放置镁粒，在镁粒的上表面再放置铝粒4；S4:在模具的内部，铝粒4的上方放置钢丝网；S5:将模具的上模与底模对正、固定；S6:对模具的内部注入氩气；可减少浇注过程的合金烧损；S7:将低碳锰铁合金钢水以以高于液相线温度60

【技术实现步骤摘要】
一种用于炼钢过程脱硫的含镁低碳锰铁合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及铁合金精炼
，具体涉一种用于炼钢冶炼可脱硫的低碳锰铁及其制备方法。

技术介绍

[0002]低碳锰铁是指含碳量低于0.7％的锰铁合金，低碳锰铁广泛应用于炼钢生产过程中各种优质结构钢、工具钢、高强钢、耐磨钢等洁净钢的合金添加剂。低碳锰铁在钢铁工业使用量极大，每年需求量在100万吨以上。金属镁是一种公认炼钢工业的最为理想的脱氧、脱硫剂，但镁的密度小(1.73g/cm3)、沸点低(1090℃)、溶解度低，蒸汽压高，且极易燃烧，很难加入钢液中。采用镁元素在炼钢过程进行脱硫的关键在于镁元素的加入方式。
[0003]在炼钢过程，如果直接加入金属镁，镁的密度远远小于熔化的钢水密度(6.9
‑
7.1g/cm3)，镁会漂浮在钢水表面燃烧失效。虽然钢包底吹喷镁粉的方法也可以实现脱硫，但是镁粉是易燃易爆产品，保存难度大，生产成本昂贵，需要专用的加入设备，因此工业生产的应用并不多，由此可见，现有技术存在缺陷，有待改进。

技术实现思路

[0004]专利技术人通过研究发现：目前，在钢铁工业生产中，钢包脱硫方法之一是在LF精炼石灰造泡沫渣实现扩散脱硫，这种脱硫方式对钢包钢水的中上层的脱硫效果较好，对于钢包下层钢水的脱硫，由于扩散缓慢性，需要足够的LF精炼时间，势必增加冶炼时间及成本。如果可以将镁加入钢包底部，在镁上浮过程实现脱硫，不仅脱硫效率高，而且节省时间及电耗，具有广阔的市场应用空间及市场价值。
[0005]钢包脱硫方法之二，专利号为CN 101906563的专利中公布一种“用于炼钢脱氧、脱硫的镁铝锰铁合金及其制备方法”，采用电磁感应电炉分部依次加入铝、镁、锰铁的方法，制备出一种含Mg 2～10％，Al 40～55％，其余为锰铁的镁铝锰铁合金，用于炼钢工业生产，取得较好的脱氧、脱硫效果；但是用的方法需采用感应电炉装熔化的锰铁，增加能源消耗，与目前的锰铁合金生产工艺难以匹配，增加制造成本；采用该方法生产的镁铝锰铁合金中，Al元素的含量高达40
‑
50％。在一些严格控制Al含量的特种钢(如帘线钢等钢种)，镁铝锰铁合金的合金加入量受限或者无法使用。该专利制备的镁铝锰铁合金中Al含量高，制备的合金密度低于钢水密度，加入钢包后会漂浮在钢包表面，实际上脱氧、脱硫效果可能有限。该专利的这些不足及缺点，可能限制在钢铁工业的大规模使用。
[0006]鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种用于炼钢过程脱硫的含镁低碳锰铁合金及其制备方法，制备过程与锰合金冶炼行业直接衔接，避免合金二次熔化，制造成本低，更加适合于钢铁工业的使用。
[0007]根据本公开的第一方面：提供一种含镁锰铁合金，含镁锰铁合金的化学成分(重量％)为：Mg为2
‑
8％，Al为1
‑
5％，其余为锰铁合金，Mn含量为70
‑
90％，C含量≤0.4％；其中Al和Mg的总含量不超过10％。
[0008]根据本公开的第二方面：一种含镁低碳锰铁合金的制备方法，其步骤如下：
[0009]S1:对浇注的模具进行清洗，在模具内壁涂刷耐热润滑涂层；
[0010]S2:对润滑涂层进行烘干；
[0011]S3:在模具的底部放置镁粒3，在镁粒3的上表面再放置铝粒4；
[0012]S4:在模具的内部，铝粒4的上方放置钢丝网6；
[0013]S5:将模具的上模1与底膜2对正、固定；
[0014]S6:对模具的内部注入氩气；可减少浇注过程的合金烧损。
[0015]S7:将工业生产的液体低碳锰铁合金钢水以以高于液相线温度60
‑
100℃浇注到模具内，
[0016]S8:浇注时间控制在2分钟内，注射到模具的注液口5后停止；
[0017]S9:模具内的注射钢水自然凝固后拆开模具，取出铸锭，可直接使用或者破碎后使用。
[0018]需要说明的是：本方案中含镁低碳锰铁合金的制备方法的主要特点是低碳锰铁采用常规工业方法(如电热硅还原法或者摇包法等)冶炼生产，工业生产出来的低碳锰铁钢水可直接用于制造含镁低碳锰铁合金的工业制造，无需二次熔化加热；低碳锰铁钢水浇注温度控制在高于液相线温度60
‑
120℃，出钢的低碳锰铁钢水直接浇注到预先放置定量铝粒4和镁粒3的特制模具中。
[0019]该含镁低碳锰铁合金的制造工艺简单，与现有铁合金冶炼工艺衔接，节能、高效、制造成本低。
[0020]在本公开的一些实施例中，模具为中间大，两头小的圆锥形模具；上模1和底膜2可以分开拆卸。
[0021]需要说明的是：浇注时通过螺栓使上模1和底膜2固定在一起，浇注凝固后上模1和底膜2可以拆开，方便取出铸造的镁低碳锰铁合金的铸锭。模具为铸铁材质，可重复多次使用。
[0022]在本公开的一些实施例中，底膜2锥度小于上模1的锥度，上模1的颈口浇道直径是底膜2最小直径的1/2以下。
[0023]需要说明的是：底膜2锥度在5
‑
15
°
,上模1的锥度在15
‑
30
°
，底膜2锥度小于上模1的锥度，使底膜2能够呈留相对应的铝粒4和镁粒3，使浇注内的低碳锰铁合金钢水能与铝粒4和镁粒3充分的反应，得到相应的含镁低碳锰铁合金；通过模的颈口浇道直径是底膜2最小直径的1/2以下，使在浇注的过程中，控制低碳锰铁合金钢水的注射速度，使落入底膜2内的低碳锰铁合金钢水充分与铝粒4和镁粒3发生反应，防止堆积，热量过大，损坏模具。
[0024]在本公开的一些实施例中，模具的总高度在1M以上，上模1的顶端设置有直线的颈口浇道，上模1的注液口5为敞开的浇注杯口。
[0025]需要说明的是：低碳锰铁钢水浇注完毕后，通过直线的颈口浇道，上模1的直线束口浇道处的铸件直径较小，凝固速度快，将会先于模具底部完成凝固，将底部未凝固的金属液困在模具内，防止低密度的铝液和镁液上浮溢出；
[0026]浇注杯口状的注液口5，防止浇注过程不洒落溢出；
[0027]将模具的总高度设置在1m以上，模具浇注完毕后，可以在模具底部产生0.6以上的大气压力，保证模具底部的铝镁合金与铁水充分接触，减少合金的挥发溢出。
[0028]在本公开的一些实施例中，S1
‑
S6步骤中，将多次使用的上模1和底膜2清扫干净后，在模具内壁涂刷耐热润滑涂层后并烘干后；然后，在底膜2中先放置一定量的镁粒3，再放置一定量的铝粒4，镁粒3和铝粒4放置完毕后，在上方放置一层圆形钢丝网6；最后。底膜2放置好以后，放置上模1，上模1与底膜2对正后，将上模1和底膜2固定起来，防止浇注过程的跑模现象。
[0029]在本公开的一些实施例中，铝粒4、镁粒3的直径10
‑
50mm,加入铝粒4和镁粒3的总重量不超过浇注低碳锰铁合金总重量的10％。放置在底膜2中的数量依据制造含镁低碳锰铁的合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含镁锰铁合金，其特征在于：含镁锰铁合金的化学成分(重量％)为：Mg为2
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8％，Al为1
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5％，其余为锰铁合金，Mn含量为70
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90％，C含量≤0.4％；其中Al和Mg的总含量不超过10％。2.一种含镁低碳锰铁合金的制备方法，其步骤如下：S1:对浇注的模具进行清洗，在模具内壁涂刷耐热润滑涂层；S2:对润滑涂层进行烘干；S3:在模具的底部放置镁粒，在镁粒的上表面再放置铝粒4；S4:在模具的内部，铝粒4的上方放置钢丝网；S5:将模具的上模与底模对正、固定；S6:对模具的内部注入氩气；可减少浇注过程的合金烧损；S7:将工业生产的液体低碳锰铁合金钢水以以高于液相线温度60
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100℃浇注到模具内，S8:浇注时间控制在2分钟内，注射到模具的注液口后停止；S9:模具内的注射钢水自然凝固后拆开模具，取出铸锭，可使用。3.根据权利要求2所述一种含镁低碳锰铁合金的制备方法，其特征在于，模具为中间大，两头小的圆锥形模具；上模和底模可以分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张馨文，贾少伟，王亚鹏，
申请(专利权)人：夏江乌兰察布环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：