[发明专利]一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及合金生产技术领域，尤其是一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备。

背景技术

锻轧锰英文名为Mn-Briquette，它是以锰粉为主要原材料，再添加部分改变性能的原材料，然后经模型锻轧成型，再经过烧结工序而生产出来的一种新型的锰制品。适用于特种钢、不锈钢合金行业的锰元素配置，具有回收率高，易保存，便于搬运，计量准确等优点。

电解金属锰片晶间结构太致密，且表面易形成氧化膜，冶炼时回收率太低；金属锰粉是易燃危险品，且易氧化，比重小，使用时容易快速扩散，不能和炉料充分合金化；金属锰块形态、大小不一，使用时小块的马上在炉面熔解，大块的易沉入炉底，且锰块是中频炉溶炼而成，晶间结构太致密，冶炼时回收率太低。尤其是在新型铝合金行业，原来因传统锰产品不能用，而使用锻轧锰铝合金，但这样成本没有锻轧锰低，使用效果也不如锻轧锰好。锻轧锰产品是根据近几年来特种合金冶炼行业，特别是某些铝合金行业新冶炼工艺的需求的研发的新产品。客户需要在特种合金中加入一种有某种合金作用的，并带有些助溶剂、助合成剂功能的锰的合金添加剂。而这种锰添加剂最好有固定的形状，适当的硬度及比重，并在使用上可定量加入，并便于溶于合金中。这种锰制品必须锰含量较高，除特定的添加剂外，杂质必须较低。锻轧锰根据其产品外形特点，一些生产厂家及客户也称其为锰球、锰枕、锰桃、锰饼等。锻轧锰以其低硒、高纯度而赋予优良高性能，是高性能钢和普通钢冶炼领域用的中间产品，具有高效的脱硫和脱氧作用，添加量与金属锰片比较可节约30％。近年来欧美、印度、韩国等国的钢铁企业开始使用锻轧锰替代了部分电解金属锰、金属锰，使锻轧锰成为为冶炼优质钢及高锰合金的主要原料之一，这也造成了近年来锻轧锰在国际市场的需求量急剧增加。因此锻轧锰成为近年来发展最为迅速的锰产品，据不完全统计，我国锻轧锰年生产能力已经突破20万吨，出口量已经超过电解金属锰粉和金属锰，成为锰产品中出口创汇的主要产品之一。

传统锻轧锰生产工艺如下：电解金属锰片破碎到一定粒度后与粘结剂混合，将混合粉末在瞬间压制成型，烘干后包装入库。传统的锻轧锰工艺生产的产品存在几何形状不规则、表观密度、化学成分均一性差，用户很难实施精确添加等缺陷。因此，研制出一种在合金均匀化、回收率、产品质量指标等各方面都达到最好效果的、可满足客户需求、降低用户成本的高性能锻轧锰的生产方法以及专用生产设备，尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种优质、省力且节能环保的高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备。

本发明的技术方案为：一种高性能锻轧锰的生产工艺以及专用生产设备，包括以下步骤：

(1)将电解金属锰破碎成40～60目的金属粉末，所述电解金属锰的用量占总物料质量的87～89％；

(2)将步骤(1)中制备的金属粉末置于密闭的搅拌设备中，同时加入粘结剂、固化剂和添加剂进行充分搅拌，所述粘结剂、固化剂和添加剂的用量分别占总物料用量的1.5～2.5％、1.5～2.5％和8％；

(3)将步骤(2)中制备的混合均匀的金属锰粉物料在辊式锻轧设备中锻轧，得到锻轧锰；

(4)将步骤(3)中制备的锻轧锰放置在真空冶炼炉中进行真空二次烧结、重结晶，真空冶炼炉中压力抽至20～50Pa，同时采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统控制温度使锻轧锰物料温度达到700℃；

(5)将步骤(4)中制备的金属物料仍然置于真空冶炼炉中进行一段时间的保温、降温，其中保温采用真空冶炼炉内设置的自动温控系统进行保温，降温采用从真空冶炼炉一端往炉内以10～20L/min的流速充入氮气，另一端往外排氮气的方法以使氮气带出热量而实现降温，降温时炉内压力稳定保持在0.2～0.3MPa，通氮气30min后，使温度降到150～200℃停止通入氮气；

(6)打开真空炉将金属物料推出，冷却后进行保包装。

优选地，所述步骤(1)中电解金属锰采用双辊破碎机进行破碎。

优选地，所述步骤(2)中搅拌设备为双轴搅拌机。

优选地，所述步骤(2)中粘结剂为硅酸钠水溶液。

优选地，所述步骤(2)中固化剂为氟硅酸钠水溶液。

优选地，所述步骤(2)中添加剂为羧甲基纤维素水溶液。