專利名稱:一種硅錳合金制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種合金制備方法,尤其是一種硅錳合金制備方法。
背景技術(shù):
硅錳合金是用途最廣、用量最大的合金之一,是煉鋼生產(chǎn)的重要原料之一,世界錳產(chǎn)量的90%消耗于鋼鐵工業(yè)。在所有的鋼種生產(chǎn)中,錳是必需元素,它在煉鋼過程中作為一種添加劑,主要以 合金元素的形式對鋼的性能起著重要作用。此外,它既可作為脫氧劑提高硅的脫氧能力,也是常規(guī)的主要脫硫元素,可防止鋼的熱脆,錳留在鋼中可增加鋼的強度, 所以錳鋼是很硬的合金。在煉鋼時使用此合金可提高生產(chǎn)率,提高鋼水質(zhì)量及降低冶煉成本。隨著現(xiàn)代社會對鋼鐵的需求量的不斷增加,硅錳合金越來越發(fā)揮著其舉足輕重的作用。目前其生產(chǎn)方法有兩種①有渣法-在冶煉爐中用碳同時還原錳礦和硅錳混合物中的猛和硅中的氧。冶煉原理是在高溫冶煉中,爐料中錳和硅的氧化物分解或CO還原成低價氧化物,1373-1473K 時,高價氧化錳還原成一氧化錳,而后與二氧化硅結(jié)合生成低熔點硅酸錳,剩余的再被碳直接還原生成Mn3C。隨著溫度的升高,二氧化硅逐漸被碳還原成硅單質(zhì),硅還原Mn3C為MnSi 合金。在閉口式爐中還原Mn和Si的氧化物,可獲得硅含量23%-25%的硅錳合金。其特點是不能煉制高硅錳。②無渣法-用碳還原冶煉爐里的硅石并不斷往爐內(nèi)添加碳素錳鐵。此方法碳只還原二氧化硅,而錳以碳素錳鐵的形式加入爐料中。與生產(chǎn)硅鐵類似。其工藝特點是生產(chǎn)低磷錳硅,要選用富錳渣煉制的低磷碳素錳。硅錳合金現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)方法的缺點是(1)生產(chǎn)過程中的操作步驟較復(fù)雜,且易發(fā)生爆炸等危險。(2)由于冶煉需要較高溫度,熔化過程中硅和錳合金揮發(fā)損失嚴重,其原材料采用價格昂貴的75%或90%硅石,增加硅錳合金成本。(3)冶煉過程中常發(fā)生各種異常情況。還原劑量不合適;排渣困難;爐內(nèi)翻渣;料管下料不順;爐氣成分異常,爐內(nèi)壓力異常等。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種綠色、安全、可靠、工藝過程簡單的硅錳合金制備方法。解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是步驟1,陰極的制備選取MnO2和SiO2混合粉末球磨數(shù)小時,壓片成型后在馬弗爐中燒結(jié)數(shù)小時。步驟2,熔鹽預(yù)處理稱取熔鹽,待研磨均勻后進行100°C保溫,然后升至400°C保溫后冷卻至120°C,放入真空干燥箱中備用。步驟3,預(yù)電解將盛有熔鹽的剛玉坩堝后放入電解槽,電解槽內(nèi)通入高純Ar氣, 用鎳絲作陰極,石墨棒作陽極,分別與HY17直流穩(wěn)壓電源的相應(yīng)端口連接后進行預(yù)電解。
步驟4,電解將鎳絲從熔鹽中取出,將混合金屬氧化物SiO2與MnO2陰極片放入用鎳絲籃里作為陰極,石墨碳棒作為陽極,通入高純Ar氣,打開HY17直流穩(wěn)壓電源進行電解。 步驟5,清洗干燥先用蒸餾水充分沖洗再用超聲波清洗,然后干燥。本發(fā)明具有以下有益效果1、本發(fā)明所使用的材料均為綠色無污染產(chǎn)品,且電解過程穩(wěn)定,不會產(chǎn)生有毒有害氣體或物質(zhì),產(chǎn)生的氣體主要為02。2、本發(fā)明電解所用溫度低于合金熔點,與傳統(tǒng)技術(shù)相比可以降低能耗,并且彌補了我國缺乏高品位錳礦的嚴峻形勢,降低耗電量,電解過程無需添加焦炭等還原劑,降低成本。3、工藝過程穩(wěn)定,通過調(diào)整金屬氧化物的配比以及工藝參數(shù)就可以控制產(chǎn)品組成。
具體實施例方式實施例1-4,如表格所示
權(quán)利要求
1. 一種硅錳合金的制備方法,其特征在于,該方法采用以下步驟進行 步驟1,陰極的制備選取MnO2和SiO2混合粉末球磨數(shù)小時,壓片成型后在馬弗爐中燒結(jié)數(shù)小時。步驟2,熔鹽預(yù)處理稱取熔鹽,待研磨均勻后進行IOCTC保溫,然后升至40(TC保溫后冷卻至120°C,放入真空干燥箱中備用。步驟3,預(yù)電解將盛有熔鹽的剛玉坩堝后放入電解槽,電解槽內(nèi)通入高純Ar氣,用鎳絲作陰極,石墨棒作陽極,分別與HY17直流穩(wěn)壓電源的相應(yīng)端口連接后進行預(yù)電解。步驟4,電解將鎳絲從熔鹽中取出,將混合金屬氧化物SiO2與MnO2陰極片放入用鎳絲籃里作為陰極,石墨碳棒作為陽極,通入高純Ar氣,打開HY17直流穩(wěn)壓電源進行電解。 步驟5,清洗干燥先用蒸餾水充分沖洗再用超聲波清洗,然后干燥。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種合金制備方法,尤其是一種硅錳合金制備方法。該工藝采用以下步驟進行陰極的制備;熔鹽預(yù)處理;預(yù)電解;電解;清洗干燥。本發(fā)明具有以下有益效果材料均為綠色無污染產(chǎn)品,且電解過程穩(wěn)定,不會產(chǎn)生有毒有害氣體或物質(zhì),產(chǎn)生的氣體主要為O2,電解所用溫度低于合金熔點,與傳統(tǒng)技術(shù)相比可以降低能耗,并且彌補了我國缺乏高品位錳礦的嚴峻形勢,降低耗電量,電解過程無需添加焦炭等還原劑,降低成本,工藝過程穩(wěn)定,通過調(diào)整金屬氧化物的配比以及工藝參數(shù)就可以控制產(chǎn)品組成。
文檔編號C25C7/02GK102220608SQ201110152908
公開日2011年10月19日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者彭曼華, 高筠 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)