低气体含量金属锰锭及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种低气体含量金属锰锭及其制备方法。金属锰锭采用电解锰或金属锰粉为原料，在电炉熔炼过程采用萤石和石灰组成的保护渣进行覆盖，使用纯镁粉进行脱氧，同时利用保护渣中的钙脱硫，其保护渣组成（ｗｔ％）为萤石２０～６０％，石灰４０～８０％。用此法制备的金属锰锭氮、氢、氧气体总含量小于８００ｐｐｍ，低于电解法生产的金属锰片、锻轧法生产的金属锰球团和现有熔炼法生产的金属块。可广泛用于生产特殊冶金产品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
金属锰在冶金行业中通常是作为合金化的添加剂使用，在常规钢铁产品中，由于 其加入量有限，所以其含气量多少对合金质量没有明显的影响。随着科学技术发展，利用锰 的特殊物理、化学性能制作以锰为基体的合金材料大量出现，例如，锰基减振材料、锰铜精 密电阻合金和锰基高热膨胀合金。这些合金中锰含量很高，有的含量高达80 %，对于锰基合 金其气体含量必须降到很低水平，否则难以冶炼和加工。经测定，电解法生产的金属锰片和 锻轧法生产的金属锰球团的气体总含量为1600 2500ppm，熔炼法生产的金属锰块的气体 总含量为1100 1800ppm。使用上述金属锰生产锰基合金时，时常出现钢锭冒涨、缩孔超深 以及非金属夹杂过多，产品成材率极低的现象，同时直接影响到合金产品的最终性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过提出一种可工业化应用的低气体含量金属锰锭及其制备 方法，克服现有电解法生产的金属锰片、锻轧法生产的金属锰球团和现有熔炼法生产的金 属块等金属锰产品气体含量高的不足，降低金属锰锭中的气体含量，改善作为冶炼锰基合 金用原材料的金属锰其质量，满足特种锰基合金使用要求。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案以电解锰片或金属锰粉为原 料，采用电炉熔炼，保护渣的加入根据原料状态不同可与原料锰(片状)同时装炉或当原 料锰(粉状)熔融出现熔池后加入，保护渣装入量为总装炉量的10 15%。保护渣组成为萤石20 60%和石灰40 80%。装炉完毕开始送电升温直至全部熔化，当炉料 全部熔化后，渣料上浮至熔液表层，调温至1400 1550°C，开始进行脱氧操作，脱氧剂采用 200-300目纯镁粉，分批撒入熔液，脱氧剂撒入后保持4-10分钟，搅拌均勻出钢。出钢时熔 液和保护渣混出，倒入具有下出口的中间包，待保护渣上浮，再由中间包浇入水冷铜锭模， 使得熔液和保护渣分离，由于熔液温度较高，为保护浇铸锭模采用水冷锭模，冷却水压力为 1 5Kg，待锰液完全凝固后从锭模中倒出。本专利技术的贡献在于在上述的技术方案中，锰金属在电炉冶炼熔化、浇注成型过程 中采用保护熔渣覆盖，使锰原料在整个熔炼过程隔绝与大气接触，避免了在高温熔融状态 的金属锰液吸附气体；采用纯镁粉作脱氧剂有效地去除原料锰原料中固有的含氧量。当采 用电解锰作原材料时，电解锰含硫量较高，采用高温精炼，促进了电解锰中的硫化物分解， 分解后的s与渣料中的Ca形成CaS脱出，减少了硫化物非金属夹杂。在浇铸过程采用下出 口中间包过渡浇铸锰锭分离锰液和保护渣，保证锰液纯净。采用本专利技术技术方案后，制备的金属锰锭气体总含量< 800ppm，其中氧含量 > 400ppm，氮含量氺400ppm，氢含量氺lOppm ；金属锰锭硫含量低于250ppm，优于现行行业 标准含锰99. 9%的电解锰中S含量允许达到400ppm的规定；同时高温熔炼后采用水冷模浇铸，大大减少了锭模损耗；采用低气体含量金属锰锭制作锰基合金成品率大幅提高，加工 性能良好。具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本专利技术的技术方案。实施例1 以电解锰片为原料，采用电炉熔炼，电解锰片炉料和保护渣料同时装炉，保护渣装 入量为总装炉量的11%，保护渣组成为萤石24%和石灰76%。装炉完毕开始送电升温直至 全部熔化，当炉料全部熔化后，渣料上浮至熔液表层，调温至1420士 10°C，开始进行脱氧操 作，脱氧剂采用200目纯镁粉，分批撒入熔液，脱氧剂撒入后保持5分钟，搅拌均勻出钢。出 钢时熔液和保护渣混出，倒入具有下出口的中间包。待保护渣上浮，再由中间包浇入水冷铁 锭模，使得熔液和保护渣分离，冷却水压力为4. 5Kg，待锰液完全凝固后从锭模中倒出。Mn 99. 3%,S 0. 021%, 9ppm、370ppm、280ppm。实施例2 以金属锰粉为原料，采用电炉熔炼，金属锰粉炉料装炉后，开始送电升 温熔化，炉料熔化过程，看到坩埚下部熔池出现，加入保护渣料，保护渣装入量为总装炉量 的20 %，保护渣料组成为萤石30 %和石灰70 %。当炉料全部熔化后，渣料上浮至熔液表 层，调温至1530士 10°C°C，开始进行脱氧操作，脱氧剂采用200目纯镁粉，分批撒入熔液，脱 氧剂撒入后保持8分钟，搅拌均勻出钢。出钢时熔液和保护渣混出，倒入具有下出口的中 间包，待保护渣上浮，再由中间包浇入水冷铜锭模，使得熔液和保护渣分离，冷却水压力为 3. 5Kg，待锰液完全凝固后从锭模中倒出。金属锰锭的化学成分为Mn 98.0% ；S 0.017% ； 9ppm ； 200ppm ； 375ppm。权利要求一种低气体含量金属锰锭，其特征在于金属锰锭氮、氢、氧气体总含量≤800ppm。2.根据权利1所述的低气体含量金属锰锭，其特征在于金属锰锭的氧含量才400ppm， 氮含量才400ppm，氢含量才lOppm。3.一种制备权利1、2所述的低气体含量金属锰锭的制备方法，其特征在于金属锰锭 采用电解锰或金属锰粉为原料，在电炉熔炼过程采用萤石和石灰组成的保护渣进行覆盖， 使用纯镁粉进行脱氧，熔液浇铸过程使用下出口中间包浇铸，锭模采用水冷。4.根据权利3所述的低气体含量金属锰锭的制备方法，其特征在于熔炼过程覆盖的 保护渣的其保护渣组成)为萤石20 60%，石灰40 80%。5.根据权利3所述的低气体含量金属锰锭的制备方法，其特征在于熔炼过程进行脱 氧操作使用的脱氧剂为200 300目纯镁粉。6.根据权利3、4、5所述的低气体含量金属锰锭的制备方法，其特征在于浇铸过程采 用的水冷模为铜质。全文摘要本专利技术提供一种。金属锰锭采用电解锰或金属锰粉为原料，在电炉熔炼过程采用萤石和石灰组成的保护渣进行覆盖，使用纯镁粉进行脱氧，同时利用保护渣中的钙脱硫，其保护渣组成(wt％)为萤石20～60％，石灰40～80％。用此法制备的金属锰锭氮、氢、氧气体总含量小于800ppm，低于电解法生产的金属锰片、锻轧法生产的金属锰球团和现有熔炼法生产的金属块。可广泛用于生产特殊冶金产品。文档编号C22C22/00GK101798650SQ20101014249公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月9日 优先权日2010年4月9日专利技术者任福全, 廖明锋, 张福辉, 彭金辉, 江权, 陈军 申请人:北京北冶功能材料有限公司;湖南特种金属材料厂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低气体含量金属锰锭，其特征在于：金属锰锭氮、氢、氧气体总含量≤８００ｐｐｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，江权，任福全，张福辉，彭金辉，廖明锋，
申请(专利权)人：北京北冶功能材料有限公司，湖南特种金属材料厂，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]