[发明专利]一种连续化生产氮化锰产品的方法

说明书

技术领域

本发明属于铁合金冶炼领域，涉及一种铁合金氮化的生产工艺，是一种连续化生产氮化锰产品的方法。

背景技术

在钢铁工业中，锰是居于铁之后第二位重要的金属元素，几乎90%以上的锰消耗于钢铁工业，有“无锰不成钢”一说。锰单独加入时，极易氧化，氮因密度极小而不易加入，往往在冶炼某些合金时需同时加入，氮化锰不仅利于钢水吸收，也使锰、氮元素的利用率变高。近年来，人们对氮化合金的认识和利用更加深入和普及，在结构钢、不锈钢、耐热钢等许多钢种都应用了氮化锰，特别是在国外，氮化锰的消耗量逐年增加，我国的氮化锰生产产品大部分用于出口。因此氮化锰合金的研究和开发毫无疑问具有实际意义。

目前国内在氮化锰合金生产技术上还十分落后，存在着诸多问题，氮化反应在密闭炉内进行，不能连续化生产，物料无运动导致炉温不均，氮化时间长、氮化温度制度不合理、产品氮含量低、成分偏差大，生产成本高，无法满足出口要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种连续化生产氮化锰产品的方法。

本发明解决技术问题的方案是：一种连续化生产氮化锰产品的方法，其特征是：包括以下步骤：

1）将电解锰片、金属锰和锰铁的至少一种破碎至40~200目后，以3~5 wt%的比例添加粘结剂压制成Φ3~5cm的球型；

2）将推板窑或隧道窑进行升温升压，温度范围为800~1000℃，且始终保持100~10000Pa的正压，推板窑或隧道窑进口端温度高、出口端温度低；

3）将步骤1）制得的物料放置在推板窑或隧道窑内，同时向推板窑或隧道窑内通入氮气或者氨氮混合气，氮气或者氨氮混合气的流量满足窑内100~10000Pa的正压 、通入时间2~8h；

4）将步骤3）制得的物料出窑，在氮气保护下冷却至100℃~150℃。

所述粘结剂为水玻璃。

本发明的一种连续化生产氮化锰产品的方法现有的技术相比，具有以下优点：

1）能连续化生产，取消单炉生产过程中的升温过程和降温过程，充分利用锰和氮反应放出的热量，能耗低，生产效率高，生产时间大大缩短，显著降低了生产成本；

2}采用常压氮化，无需抽真空，无需耐高压，设备投资小，显著降低了投资成本；

3）根据锰氮相图和氮气在锰中的溶解平衡关系，可知在700℃至1100℃范围内，氮在锰中的饱和溶解度随着温度的降低而增高。但是当温度低于750℃，电解锰基本不氮化；当氮化温度为800℃左右时，电解锰缓慢氮化；当氮化温度高于900℃时，电解锰氮化速率较快。因此，推板窑或隧道窑内的温度范围为800~1000℃，且进口端温度较高，出口段温度较低。既能缩短氮化时间又能提高氮化锰产品的氮含量。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

实施例1，步骤如下：

1）将1吨电解锰片破碎至40目后，以3 wt%的比例添加水玻璃压制Φ3cm的球型；

2）将推板窑或隧道窑进行升温升压，温度范围为800℃，且始终保持100Pa的正压，推板窑或隧道窑进口端温度高、出口端温度低；

3）将步骤1）制得的物料放置在推板窑或隧道窑内，同时向推板窑或隧道窑内通入氮气或者氨氮混合气，氮气或者氨氮混合气的流量满足窑内100Pa的正压、通入时间2h；

4）将步骤3）的物料出窑，在氮气保护下冷却至100℃，获得的氮化锰球产品经过北京有色金属研究总院国家有色金属及电子材料分析测试中心测得氮含量为7.5wt%。

实施例2，步骤如下：

1）将1吨电解锰片破碎至120目后，以4wt%的比例添加水玻璃压制Φ4cm的球型；

2）将推板窑或隧道窑进行升温升压，温度范围为900℃，且始终保持550Pa的正压，推板窑或隧道窑进口端温度高、出口端温度低；

3）将步骤1）制得的物料放置在推板窑或隧道窑内，同时向推板窑或隧道窑内通入氮气或者氨氮混合气，氮气或者氨氮混合气的流量为满足窑内550Pa的正压 、通入时间5h；

4）将步骤3）的物料出窑，在氮气保护下冷却至125℃，获得的氮化锰球产品经过北京有色金属研究总院国家有色金属及电子材料分析测试中心测得氮含量为7.2wt%。

实施例3，步骤如下：

1）将1吨电解锰片破碎至200目后，以5wt%的比例添加水玻璃压制Φ5cm的球型；