专利名称：一种锰复合球团及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于炼钢生产过程中进行锰合金化的新型多功能合金材料及其生产方法。
背景技术：
锰(Mn)是钢中不可缺少的元素，它是钢中主要合金元素之一。目前在炼钢(转钢或电炉)生产过程中进行锰合金化的材料主要是锰系铁合金。锰系铁合金是由锰矿经烧结然后由高炉或电炉冶炼而成的。用这种工艺生产锰系铁合金，在整个生产过程中对环境污染较大，能耗与生产成本较高。随着炼钢技术的发展，出现了采用锰矿直接在电炉或转炉炉内进行锰合金化的生产方法；但问题在于在电炉内锰合金化增加了电炉炼钢的冶炼时间，且锰的回收率不稳定；在转炉炉内锰合金化必须先对转炉炼钢用铁水进行“三脱”预处理或采用“双联转炉”的少渣冶炼工艺，设备投资大，工艺流程长，推广应用困难，因此如何研制出新的锰合金材料是炼钢工程技术人员的新课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种既能适用于电炉炼钢又能适用于转炉炼钢且又不改变现有炼钢工艺、成本低廉、锰回收率稳定、操作简便以及既能对钢水进行锰合金化又能精炼钢水等多功能的锰复合球团；为此，本发明还提供了一种制造锰复合球团的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是将含锰原矿经精选后的锰精矿或锰烧结矿或富锰渣等原料与还原剂、纳米反应促进剂、酸碱与熔点调节剂及其添加剂研磨后充分均匀混合制成锰复合球团。
为了获得如上所述的锰复合球团，本发明生产锰复合球团的方法包括下述几个步骤将各种原材料，如精选锰原矿或锰烧结矿或富锰渣、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱调节剂与熔点调节剂及其添加剂分别研磨成细粉，然后按一定比例混合均匀后机械成型为小球或其它形状，经烘干后包装待用。
采用如上技术方案提供的锰复合球团用于炼钢工艺中的锰元素合金化，其主要优点表现在锰复合球团以锰矿为原料，省去了锰系铁合金的生产环节，大大减轻了环境污染，降低生产成本20～30％，及降低能源消耗40％以上。同时该锰复合球团在对钢水进行锰合金化的同时还能对钢水进行精炼(如钢水脱氧、脱硫、去夹杂等)。就钢的锰元素合金化而言，用锰复合球团与用锰系铁合金相比，每吨钢降低成本8～10元左右。该锰复合球团所使用的所有原材料均研磨得很细，然后成型，既不会在使用过程中产生扬尘，又增加了反应面积，有利于提高冶金反应速度和保证锰从氧化物中完全被还原，从而稳定锰的回收率。
图1为用于生产本发明所述的一种锰复合球团的生产工艺流程示意图，亦为本发明的说明书摘要附图具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。
所述的锰复合球团主要由锰矿石、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱与熔点调节剂、粘结剂、添加剂组成。其中锰矿为锰原矿(或选后锰精矿)或锰烧结矿或富锰渣；还原剂为焦炭、石墨、碳化硅、碳化钙、硅钙、硅铁、单质金属(如铝、钙等)；纳米反应促进剂为铝、碳、氧化锰等纳米粉；酸碱调节剂为石灰石、石灰、白云石、硅石；熔点调节剂为萤石、铝钒土、碱金属盐等；粘结剂为水玻璃、焦油、树脂等；添加剂为含锰金属合金料。按重量比，它们各自所占重量比范围为锰矿为50～90％、还原剂5～15％、纳米反应促进剂为1～5％、酸碱调节剂为3～10％、熔点调节剂为2～5％、粘结剂为5～10％，添加剂为适量。
将如上各种粗原材料先分别研磨成细粉(其粒度为80～200目)，然后将锰矿、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱调节剂、熔点调节剂按如上重量比的粉量放置在一容器中，混合并充分搅拌均匀后，加入粘结剂继续搅拌直至均匀，然后成型为球团或其它形状，在烘烤炉中烘烤，温度控制在50～300℃，烘干后取出自然冷却，包装待用。
用上述生产工艺制成的锰复合球团，应用时将锰复合球团在出钢过程中加入到钢包内，在钢水温度(＞1600℃)及钢水流的冲击搅拌使用下，锰复合球团迅速粉化、细化，并迅速熔化。在还原剂和纳米反应促进剂作用下，迅速将锰矿中的锰氧化物还原成金属锰和氧化物(如CO、Al2O3、SiO2等)，这些氧化物与锰复合球团中的酸碱调节剂结合形成稳定的混合物而上浮到钢水表面的渣层，而金属锰直接进入钢水中对钢水进行锰合金化。与此同时，由于锰复合球团中的还原剂，还可以对钢水进行深脱氧与脱硫，又因复合球团中配置的渣和锰矿还原生成的渣形成的复合渣具有极好的吸收钢液中夹杂物的作用。如在60t电炉上应用时，锰的回收率稳定在90％以上，脱硫率达30～40％，钢水中夹杂物减少20～30％，吨钢成本降低10-12元。
除上述实施例外，其他实施例为实施例1(为重量百分比)锰矿石70％还原剂7％纳米反应促进剂3％酸碱调节剂4％熔点调节剂5％粘合剂8％添加剂适量其生产方法与说明书中所述相同，在此不再鳌述。
实施例2其组份与实施例1相同，各组份所占总重量的百分比如下锰矿石56％还原剂13％纳米反应促进剂4％酸碱调节剂6％
熔点调节剂4％粘合剂10％添加剂适量把如上原材料研磨成粉，用与说明书中所述生产方法制成纳米锰复合球团。
实施例3其组份与实施例1或实施例2相同，只是各组份所占总重量百分比为如下锰矿石81％还原剂5％纳米反应促进剂2％酸碱调节剂4％熔点调节剂3％粘合剂5％添加剂适量其生产方法与实施例1或实施例2所述相同。
权利要求
1.一种锰复合球团，它由锰矿、还原剂、纳米反应促进剂、酸碱与熔点调节剂、粘结剂、添加剂组成，其特征在于锰矿占总重量的50～90％，还原剂占总重量的5～15％，纳米反应促进剂占总重量的1～5％，酸碱调节剂占总重量的3～10％，熔点调节剂占总重量的2～5％，粘结剂占总重量的5～12％，添加剂适量，锰矿为锰原矿、锰烧结矿或富锰渣；还原剂为焦碳、石墨、碳化硅、碳化钙、硅钙、硅铁、单质金属；纳米反应促进剂为铝、碳、氧化锰纳米粉；酸碱调节剂为石灰石、石灰、白云石、硅石；熔点调节剂为萤石、铝钒土、碱金属盐；粘结剂为水玻璃、焦油、树脂；添加剂为含锰金属合金料。
2.一种锰复合球团的生产方法，其特征在于把锰矿、还原剂、酸碱调节剂、熔点调节剂分别研磨成80～200目的细粉，加入纳米反应促进剂，按重量百分比混合配料，充分搅拌均匀，再加入粘结剂搅拌均匀，成型为球团，在50～300℃温度下烘烤，烘干取出，自然冷却、包装。
全文摘要
本发明公开了一种锰复合球团及其生产方法。这种锰复合球团由锰原矿(或锰烧结矿、富锰渣)、还原剂(如焦炭、石墨)，纳米反应促进剂(铝、氧化锰)、酸碱与熔点调节剂(如石灰石、萤石等)，粘结剂(如水玻璃等)及添加剂组成，先把它们研磨成细粉，然后按规定重量比混合、搅拌均匀，加入粘结剂，成型球团，烘烤一定时间后自然冷却。在转炉或电炉出钢过程中把研制成的纳米锰复合球团加入到钢包内。在高温钢水及钢水流的搅拌作用下，球团迅速粉化与熔化，在还原剂和促进剂作用下，锰矿中的锰氧化物还原成金属锰，它进入钢水中对钢水进行锰合金化……。可起到稳定锰的回收率、提高脱硫率、对钢水进行深脱氧、减少夹杂物的作用。可在电炉或转炉上广泛应用。
文档编号C22B1/14GK1415766SQ0213968
公开日2003年5月7日 申请日期2002年10月10日 优先权日2002年10月10日
发明者吴光亮, 王哲 申请人:吴光亮