專利名稱：一種錳復合球團及其生產方法
技術領域：
本發明涉及一種應用于煉鋼生產過程中進行錳合金化的新型多功能合金材料及其生產方法。
背景技術：
錳(Mn)是鋼中不可缺少的元素，它是鋼中主要合金元素之一。目前在煉鋼(轉鋼或電爐)生產過程中進行錳合金化的材料主要是錳系鐵合金。錳系鐵合金是由錳礦經燒結然后由高爐或電爐冶煉而成的。用這種工藝生產錳系鐵合金，在整個生產過程中對環境污染較大，能耗與生產成本較高。隨著煉鋼技術的發展，出現了采用錳礦直接在電爐或轉爐爐內進行錳合金化的生產方法；但問題在于在電爐內錳合金化增加了電爐煉鋼的冶煉時間，且錳的回收率不穩定；在轉爐爐內錳合金化必須先對轉爐煉鋼用鐵水進行“三脫”預處理或采用“雙聯轉爐”的少渣冶煉工藝，設備投資大，工藝流程長，推廣應用困難，因此如何研制出新的錳合金材料是煉鋼工程技術人員的新課題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種既能適用于電爐煉鋼又能適用于轉爐煉鋼且又不改變現有煉鋼工藝、成本低廉、錳回收率穩定、操作簡便以及既能對鋼水進行錳合金化又能精煉鋼水等多功能的錳復合球團；為此，本發明還提供了一種制造錳復合球團的方法。
為達到上述目的，本發明采用的技術方案是將含錳原礦經精選后的錳精礦或錳燒結礦或富錳渣等原料與還原劑、納米反應促進劑、酸堿與熔點調節劑及其添加劑研磨后充分均勻混合制成錳復合球團。
為了獲得如上所述的錳復合球團，本發明生產錳復合球團的方法包括下述幾個步驟將各種原材料，如精選錳原礦或錳燒結礦或富錳渣、還原劑、納米反應促進劑、酸堿調節劑與熔點調節劑及其添加劑分別研磨成細粉，然后按一定比例混合均勻后機械成型為小球或其它形狀，經烘干后包裝待用。
采用如上技術方案提供的錳復合球團用于煉鋼工藝中的錳元素合金化，其主要優點表現在錳復合球團以錳礦為原料，省去了錳系鐵合金的生產環節，大大減輕了環境污染，降低生產成本20～30％，及降低能源消耗40％以上。同時該錳復合球團在對鋼水進行錳合金化的同時還能對鋼水進行精煉(如鋼水脫氧、脫硫、去夾雜等)。就鋼的錳元素合金化而言，用錳復合球團與用錳系鐵合金相比，每噸鋼降低成本8～10元左右。該錳復合球團所使用的所有原材料均研磨得很細，然后成型，既不會在使用過程中產生揚塵，又增加了反應面積，有利于提高冶金反應速度和保證錳從氧化物中完全被還原，從而穩定錳的回收率。
圖1為用于生產本發明所述的一種錳復合球團的生產工藝流程示意圖，亦為本發明的說明書摘要附圖具體實施方式
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。
所述的錳復合球團主要由錳礦石、還原劑、納米反應促進劑、酸堿與熔點調節劑、粘結劑、添加劑組成。其中錳礦為錳原礦(或選后錳精礦)或錳燒結礦或富錳渣；還原劑為焦炭、石墨、碳化硅、碳化鈣、硅鈣、硅鐵、單質金屬(如鋁、鈣等)；納米反應促進劑為鋁、碳、氧化錳等納米粉；酸堿調節劑為石灰石、石灰、白云石、硅石；熔點調節劑為螢石、鋁釩土、堿金屬鹽等；粘結劑為水玻璃、焦油、樹脂等；添加劑為含錳金屬合金料。按重量比，它們各自所占重量比范圍為錳礦為50～90％、還原劑5～15％、納米反應促進劑為1～5％、酸堿調節劑為3～10％、熔點調節劑為2～5％、粘結劑為5～10％，添加劑為適量。
將如上各種粗原材料先分別研磨成細粉(其粒度為80～200目)，然后將錳礦、還原劑、納米反應促進劑、酸堿調節劑、熔點調節劑按如上重量比的粉量放置在一容器中，混合并充分攪拌均勻后，加入粘結劑繼續攪拌直至均勻，然后成型為球團或其它形狀，在烘烤爐中烘烤，溫度控制在50～300℃，烘干后取出自然冷卻，包裝待用。
用上述生產工藝制成的錳復合球團，應用時將錳復合球團在出鋼過程中加入到鋼包內，在鋼水溫度(＞1600℃)及鋼水流的沖擊攪拌使用下，錳復合球團迅速粉化、細化，并迅速熔化。在還原劑和納米反應促進劑作用下，迅速將錳礦中的錳氧化物還原成金屬錳和氧化物(如CO、Al2O3、SiO2等)，這些氧化物與錳復合球團中的酸堿調節劑結合形成穩定的混合物而上浮到鋼水表面的渣層，而金屬錳直接進入鋼水中對鋼水進行錳合金化。與此同時，由于錳復合球團中的還原劑，還可以對鋼水進行深脫氧與脫硫，又因復合球團中配置的渣和錳礦還原生成的渣形成的復合渣具有極好的吸收鋼液中夾雜物的作用。如在60t電爐上應用時，錳的回收率穩定在90％以上，脫硫率達30～40％，鋼水中夾雜物減少20～30％，噸鋼成本降低10-12元。
除上述實施例外，其他實施例為實施例1(為重量百分比)錳礦石70％還原劑7％納米反應促進劑3％酸堿調節劑4％熔點調節劑5％粘合劑8％添加劑適量其生產方法與說明書中所述相同，在此不再鰲述。
實施例2其組份與實施例1相同，各組份所占總重量的百分比如下錳礦石56％還原劑13％納米反應促進劑4％酸堿調節劑6％
熔點調節劑4％粘合劑10％添加劑適量把如上原材料研磨成粉，用與說明書中所述生產方法制成納米錳復合球團。
實施例3其組份與實施例1或實施例2相同，只是各組份所占總重量百分比為如下錳礦石81％還原劑5％納米反應促進劑2％酸堿調節劑4％熔點調節劑3％粘合劑5％添加劑適量其生產方法與實施例1或實施例2所述相同。
權利要求
1.一種錳復合球團，它由錳礦、還原劑、納米反應促進劑、酸堿與熔點調節劑、粘結劑、添加劑組成，其特征在于錳礦占總重量的50～90％，還原劑占總重量的5～15％，納米反應促進劑占總重量的1～5％，酸堿調節劑占總重量的3～10％，熔點調節劑占總重量的2～5％，粘結劑占總重量的5～12％，添加劑適量，錳礦為錳原礦、錳燒結礦或富錳渣；還原劑為焦碳、石墨、碳化硅、碳化鈣、硅鈣、硅鐵、單質金屬；納米反應促進劑為鋁、碳、氧化錳納米粉；酸堿調節劑為石灰石、石灰、白云石、硅石；熔點調節劑為螢石、鋁釩土、堿金屬鹽；粘結劑為水玻璃、焦油、樹脂；添加劑為含錳金屬合金料。
2.一種錳復合球團的生產方法，其特征在于把錳礦、還原劑、酸堿調節劑、熔點調節劑分別研磨成80～200目的細粉，加入納米反應促進劑，按重量百分比混合配料，充分攪拌均勻，再加入粘結劑攪拌均勻，成型為球團，在50～300℃溫度下烘烤，烘干取出，自然冷卻、包裝。
全文摘要
本發明公開了一種錳復合球團及其生產方法。這種錳復合球團由錳原礦(或錳燒結礦、富錳渣)、還原劑(如焦炭、石墨)，納米反應促進劑(鋁、氧化錳)、酸堿與熔點調節劑(如石灰石、螢石等)，粘結劑(如水玻璃等)及添加劑組成，先把它們研磨成細粉，然后按規定重量比混合、攪拌均勻，加入粘結劑，成型球團，烘烤一定時間后自然冷卻。在轉爐或電爐出鋼過程中把研制成的納米錳復合球團加入到鋼包內。在高溫鋼水及鋼水流的攪拌作用下，球團迅速粉化與熔化，在還原劑和促進劑作用下，錳礦中的錳氧化物還原成金屬錳，它進入鋼水中對鋼水進行錳合金化……。可起到穩定錳的回收率、提高脫硫率、對鋼水進行深脫氧、減少夾雜物的作用。可在電爐或轉爐上廣泛應用。
文檔編號C22B1/14GK1415766SQ0213968
公開日2003年5月7日 申請日期2002年10月10日 優先權日2002年10月10日
發明者吳光亮, 王哲 申請人:吳光亮