專利名稱：一種高效節(jié)能低碳錳球生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于不銹鋼、高錳鋼以及其它種類合金鋼材料冶煉的錳系冶金添加劑的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種高效節(jié)能的低碳錳球生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
錳在鋼鐵冶煉中起脫氧、脫硫與合金化等作用，錳的存在不僅能消除或減弱因硫引起的熱脆性，提高鋼鐵材料的熱加工性能，形成和穩(wěn)定奧氏體組織的能力僅次于昂貴的金屬鎳，同時也能強(qiáng)烈提高碳鋼和合金鋼的淬透性。為了滿足冶金市場日益增長的巨大需求，廣大工程技術(shù)人員協(xié)同供應(yīng)商先后推出了錳片、錳粒、錳粉、電熔錳錠、對輥鍛軋錳定等錳系冶金添加劑，但以上幾種形態(tài)的錳系冶金添加劑存在如下缺陷①錳片、錳粒、錳粉鋼液中的沉降速度緩慢，懸浮在鋼液表面的時間較長，燒損嚴(yán)重，收得率低；②電熔錳錠不僅生產(chǎn)能耗特高(每噸高達(dá)650 850KW. h)、生產(chǎn)環(huán)境惡劣、勞動強(qiáng)度大，而且?guī)缀涡螤畈灰?guī)則、密度大，沉降速度過快、收得率不高；③對輥鍛軋錳錠由于工藝的缺陷，導(dǎo)致制品的幾何尺寸、表觀密度、化學(xué)成分均一性差，很難實施精確添加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種能耗低、生產(chǎn)環(huán)境好、勞動強(qiáng)度低，制品幾何形狀規(guī)則、滾動性好、化學(xué)成分準(zhǔn)確均一、表觀密度適中、壓潰強(qiáng)度可與電熔錳錠媲美，便于實施精確添加，收得率高的錳系添加劑——低碳錳球的生產(chǎn)方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，所述低碳錳球采用如下原料和工藝制得，即一種高效節(jié)能低碳錳球的生產(chǎn)工藝，該工藝為如下步驟與方案
⑴、將適量的含錳量為99. 5% 99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)電解金屬錳片輥壓成粉末，過20 40目標(biāo)準(zhǔn)篩；
⑵、取步驟⑴中的粉末95 97公斤(占重量比95% 97%)，加入不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑3 5公斤(占重量比3% 5%)，控制Si含量< 0. 5%，在碗型混料機(jī)中快速攪拌30 50秒，得混合料備用；
⑶、將步驟⑵所得混合料在20 30分鐘內(nèi)模壓成坯塊，壓坯的形狀為雙球臺圓柱體或幾何尺寸為^5X20X15 25方塊口香糖狀；成形模采用12工位(即每次壓制12個產(chǎn)品) 的粉末冶金拉下式成形模，壓坯單件重量取值范圍為80 90克；
⑷、將步驟⑶所得壓坯在5 6小時內(nèi)置于裝有風(fēng)扇和循環(huán)抽風(fēng)機(jī)的烤房內(nèi)，在180 200°C溫度環(huán)境下烘烤6 8小時，獲得最大壓潰力術(shù)1. 5KN的低碳錳球；
(5)、將步驟⑷所得干燥坯塊裝入膠囊狀專用不銹鋼料罐，送入臥式真空燒結(jié)爐，預(yù)抽真空至10 20 ；再根據(jù)用戶對低碳錳球的強(qiáng)度要求，通電升溫，在350°C 600°C溫度范圍內(nèi)保溫3 5小時；然后停止加熱，通過移開加熱體裸露爐膽、風(fēng)冷爐膽、自來水噴淋爐膽等措施實施強(qiáng)制降溫，當(dāng)爐溫降至60 80°C以下時，使用高純氮?dú)饣驓鍤馄瞥婵?，并及時取出產(chǎn)品薄攤于鐵板上，獲得最大壓潰力術(shù)3. OKN的低碳錳球；
(6)、根據(jù)用戶對制品的強(qiáng)度要求，將步驟⑷或ω所得低碳錳球在步驟⑷或ω過程結(jié)束后30分鐘內(nèi)，經(jīng)由傾斜篩去除低碳錳球表面毛刺與粘附的粉末，滾入防潮噸袋實施防潮包裝。所述步驟⑶中的12工位拉下式成形模的12個型腔的排列方式為雙列“十字”型對稱分布，型腔的形狀為圓柱形或帶圓角長方形(最大尺寸< 33mm)；所述步驟⑶中的壓坯形狀為雙球臺圓柱體或方塊口香糖狀(最大尺寸< 33mm)。所述步驟( 中的不銹鋼料罐為膠囊狀，開有進(jìn)出料口和密集分布的透氣孔，設(shè)有對稱起吊吊攀和翻轉(zhuǎn)出料吊攀；并以6個料罐為一組，以可滾動弧形不銹鋼托板為載體列隊進(jìn)出爐膽，罐群每次裝料量約為10噸。本發(fā)明的有益效果是，經(jīng)由上述工藝過程生產(chǎn)的低碳錳球的形狀規(guī)則、滾動性好、 密度一致性好、成分均一、強(qiáng)度適中，為用戶實施精確添加、提高收得率、消除安全隱患提供了保障；最大尺寸< 33mm的雙球冠圓柱體或方塊口香糖狀壓坯的成形采用12 16工位的粉末冶金拉下式成形模實施，彌補(bǔ)了對輥成形的諸多缺陷，確保了生產(chǎn)效率的提高；串聯(lián)式多孔膠囊狀不銹鋼料罐，透氣性好、變形小，裝卸料方便，為降低生產(chǎn)成本、進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率奠定了基礎(chǔ)；電動機(jī)械式自動進(jìn)出料機(jī)構(gòu)、及時移開加熱體裸露爐罐、自來水噴淋爐罐等措施實施強(qiáng)制降溫等方式，為生產(chǎn)效率的提高提供了最終保障；不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑的采用、經(jīng)由傾斜篩去除粘附粉末與毛刺、實施防潮包裝等措施，為產(chǎn)品質(zhì)量提供了基礎(chǔ)保障。


圖1是本發(fā)明所述低碳錳球的幾何形狀之一雙球臺圓柱體，球臺端面與球面以 RlO圓滑過渡，壓坯形狀圓潤飽滿，無開裂可能。圖2是本發(fā)明所述低碳錳球的幾何形狀之二 方塊口香糖狀U6X20X15 25， 最大尺寸< 33mm)，由雙橢圓面合成的兩端面圓潤飽滿，壓坯無開裂可能。圖3是本發(fā)明所述12工位成形模型腔布局圖對稱分布、結(jié)構(gòu)緊湊、受力均勻、取坯方便。圖4是本發(fā)明所述膠囊狀專用不銹鋼料罐開有密集分布的透氣孔，設(shè)有對稱起吊吊攀和翻轉(zhuǎn)出料吊攀；6個料罐為一組，以可滾動弧形不銹鋼托板為載體列隊進(jìn)出爐膽， 料罐組群每次裝料量約為10噸。圖5是本發(fā)明所述臥式真空燒結(jié)爐采用外熱式電阻加熱，配有電動機(jī)械式自動進(jìn)出料機(jī)構(gòu)，采用分階段風(fēng)冷、水冷高效冷卻方式，生產(chǎn)效率高(每個工作可進(jìn)出料2次)。
具體實施例方式實施例1 本發(fā)明的一種實施例，產(chǎn)品采用以下原料和工藝制得
⑴、取含錳量為99. 5%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)電解金屬錳片95公斤，輥壓成粉末，過20目標(biāo)準(zhǔn)篩；
⑵、取不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑5公斤加入步驟⑴所得錳粉中，在碗型混料機(jī)中快速攪拌30秒，得混合料備用；
⑶、將步驟⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分鐘內(nèi)模壓成坯塊，壓坯的形狀為雙球冠圓柱體(最大尺寸33mm)，壓坯單件重量為80克；
⑷、將步驟⑶所得壓坯在5 6小時內(nèi)置于裝有風(fēng)扇和循環(huán)抽風(fēng)機(jī)的烤房內(nèi)，在180°C 溫度環(huán)境下烘烤6小時，獲得最大壓潰力術(shù)1. 5KN的低碳錳球；
(5)、將步驟⑷所得干燥坯塊裝入膠囊狀專用不銹鋼料罐，送入臥式真空燒結(jié)爐，預(yù)抽真空至10 20Pa，通電升溫，在350°C溫度范圍內(nèi)保溫3小時；然后停止加熱，通過移開加熱體裸露爐膽、風(fēng)冷爐膽、自來水噴淋爐膽等措施實施強(qiáng)制降溫，當(dāng)爐溫降至60 80°C以下時，使用高純氮?dú)馄瞥婵?，并及時取出產(chǎn)品薄攤于鐵板上，獲得最大壓潰力術(shù)3. OKN的低碳猛球；
(6)、將步驟ω所得低碳錳球在步驟ω過程結(jié)束后30分鐘內(nèi)，經(jīng)由傾斜篩去除低碳錳球表面毛刺與粘附的粉末，滾入防潮噸袋實施防潮包裝。實施例2 本發(fā)明的另一種實施例產(chǎn)品采用以下原料和工藝制得
⑴、取含錳量為99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)電解金屬錳片97公斤，輥壓成粉末，過40目標(biāo)準(zhǔn)篩；
⑵、取不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑3公斤加入步驟⑴所得錳粉中，在碗型混料機(jī)中快速攪拌50秒，得混合料備用；
⑶、將步驟⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分鐘內(nèi)模壓成坯塊，壓坯的形狀為^X 20X 15方塊口香糖狀，壓坯單件重量為90克；
⑷、將步驟⑶所得壓坯在5 6小時內(nèi)置于裝有風(fēng)扇和循環(huán)抽風(fēng)機(jī)的烤房內(nèi)，在200°C 溫度環(huán)境下烘烤8小時，獲得最大壓潰力術(shù)1. 5KN的低碳錳球；
(5)、將步驟⑷所得干燥坯塊裝入膠囊狀專用不銹鋼料罐，送入臥式真空燒結(jié)爐，預(yù)抽真空至10 20Pa，通電升溫，在600°C溫度范圍內(nèi)保溫4小時；然后停止加熱，通過移開加熱體裸露爐膽、風(fēng)冷爐膽、自來水噴淋爐膽等措施實施強(qiáng)制降溫，當(dāng)爐溫降至60 80°C以下時，使用高純氬氣破除真空，并及時取出產(chǎn)品薄攤于鐵板上，獲得最大壓潰力術(shù)3. OKN的低碳猛球；
(6)、將步驟ω所得低碳錳球在步驟ω過程結(jié)束后30分鐘內(nèi)，經(jīng)由傾斜篩去除低碳錳球表面毛刺與粘附的粉末，滾入防潮噸袋實施防潮包裝。實施例3 本發(fā)明的另一種實施例產(chǎn)品采用以下原料和工藝制得
(1)、取含錳量為99. 6%的低碳(彡0. 03%)低硫(彡0. 03%)電解金屬錳片96. 5公斤，輥壓成粉末，過30目標(biāo)準(zhǔn)篩；
⑵、取不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑3. 5公斤加入步驟⑴所得錳粉中，在碗型混料機(jī)中快速攪拌40秒，得混合料備用；
⑶、將步驟⑵所得混合料平均放入12工位拉下式成形模中在20 30分鐘內(nèi)模壓成坯塊，壓坯的形狀為^X20X20方塊口香糖狀，壓坯單件重量為85克；
⑷、將步驟⑶所得壓坯在5 6小時內(nèi)置于裝有風(fēng)扇和循環(huán)抽風(fēng)機(jī)的烤房內(nèi)，在190°C 溫度環(huán)境下烘烤7小時，獲得最大壓潰力術(shù)1. 5KN的低碳錳球；
(5)、將步驟⑷所得低碳錳球在步驟⑷過程結(jié)束后30分鐘內(nèi)，經(jīng)由傾斜篩去除低碳錳球表面毛刺與粘附的粉末，滾入防潮噸袋實施防潮包裝。
權(quán)利要求
1.一種高效節(jié)能低錳球的生產(chǎn)工藝，該工藝為如下步驟⑴、取重量百分比為95% 97%的含錳量為99. 5% 99. 7%的低碳(彡0. 03%)低硫 0. 03%)電解金屬錳片輥壓成粉末，過20 40目標(biāo)準(zhǔn)篩；⑵、將重量比3% 5%的不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑加入上述步驟⑴所得錳粉，控制Si含量< 0. 5%，在碗型混料機(jī)中快速攪拌均勻；⑶、將步驟⑵所得均勻混合料在20 30分鐘內(nèi)置入12工位拉下式成形模中模壓成形，壓坯單件重量取值范圍為80 90克，壓坯最大幾何尺寸< 33mm ；⑷、將步驟⑶所得壓坯在5 6小時內(nèi)置于裝有風(fēng)扇和循環(huán)抽風(fēng)機(jī)的烤房內(nèi)，在180 200°C溫度環(huán)境下烘烤6 8小時，獲得最大壓潰力術(shù)1. 5KN的低碳錳球；(5)、將步驟⑷所得干燥坯塊裝入膠囊狀專用不銹鋼料罐，送入臥式真空燒結(jié)爐，預(yù)抽真空至10 20Pa，在350°C 600°C溫度范圍內(nèi)保溫3 5小時；然后停止加熱，通過移開加熱體裸露爐膽、風(fēng)冷爐膽、自來水噴淋爐膽等措施實施強(qiáng)制降溫，獲得最大壓潰力術(shù)3. OKN 的低碳錳球；(6)、將步驟⑷或( 所得低碳錳球在步驟⑷或( 過程結(jié)束后30分鐘內(nèi)，經(jīng)由傾斜篩去除低碳錳球表面毛刺與粘附的粉末，滾入防潮噸袋實施防潮包裝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能低錳球的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟⑶ 中的12工位拉下式成形模的12個型腔的排列方式為雙列“十字”型對稱分布，型腔的形狀為圓柱形或帶圓角長方形(最大尺寸< 33mm);所述步驟⑶中的壓坯形狀為雙球臺圓柱體或方塊口香糖狀(最大尺寸彡33mm)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效節(jié)能低錳球的生產(chǎn)工藝，其特征在于，所述步驟(5) 中的不銹鋼料罐為膠囊狀，開有進(jìn)出料口和密集分布的透氣孔，設(shè)有對稱起吊吊攀和翻轉(zhuǎn)出料吊攀；并以6個料罐為一組，以可滾動弧形不銹鋼托板為載體列隊進(jìn)出爐膽，罐群每次裝料量約為10噸。
全文摘要
一種高效節(jié)能低錳球的生產(chǎn)工藝為如下步驟⑴取低碳電解金屬錳片輥壓成粉末；⑵加入不含S、P、C等元素的無機(jī)粘結(jié)劑在碗型混料機(jī)中快速攪拌均勻；⑶在有限時間內(nèi)置入12工位成形模中模壓成形，壓坯形狀為雙球臺圓柱體或方塊口香糖狀(最大尺寸≯33mm)；⑷在有效時間內(nèi)烘烤干燥壓坯；⑸在有效時間內(nèi)真空燒結(jié)干燥壓坯；⑹在有效時間內(nèi)經(jīng)由傾斜篩防潮包裝燒結(jié)壓坯，得含C＜0.03%、S＜0.03%、Si＜0.5%、Mn≥97.5%、壓潰破壞力≮1.5kN的低碳錳球。生產(chǎn)工藝簡短、明了、高效、環(huán)保，制品形狀規(guī)則、滾動性好、密度/成分均一、強(qiáng)度適中、便于實施精確添加。
文檔編號C22B3/24GK102266941SQ201110226490
公開日2011年12月7日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者吳慶定 申請人:吳慶定