本发明属于铁合金制备领域，主要提及一种多孔钼铁合金及其制备方法和应用。
背景技术：
随着现代工业的发展和科学技术的进步，人们对金属材料的种类及使用性能提出了越来越高的要求。为了改善和提高钢材的使用性能，在冶炼过程中有目的的添加一些特殊的元素，以期冶炼的钢种成为具有各种特殊使用性能的合金钢，这一冶炼过程称之为炼钢合金化。钼在钢铁工业中的应用仍然占据着消费主导的地位，约占80％。其中，铸铁和轧辊约6％，工具钢和高速钢约8％，不锈钢约23％，合金钢约为43％。钼作为钢的合金化元素，能够提高钢的再钝化能力，从而提高不锈钢的耐点蚀和耐缝隙腐蚀能力，改善钢的耐高温强度，使钢的高温持久性和蠕变性能有较大改善，并增强钢的耐酸碱性、耐磨性和改善钢的淬透性、焊接性等。
目前，大部分合金钢冶炼企业在冶炼含钼合金钢过程中，采用冶炼炉内加入钼铁合金的方法来实现钢或铁液的钼元素合金化。但现有钼铁合金存在较大的不足，钼铁的密度较大，60mofe的密度约为9.0g/cm3，大于铁水的密度，加入钢液中迅速沉降在炉底，均匀化时间较长，少量钼铁会堆积在炉底，造成钼的偏析和收得率下降，导致钼铁的利用率低，冶炼能源消耗量大、冶炼成本高。因此，开发一种使用性能更好的新型钼铁合金具有较大意义。
技术实现要素：
为解决钼铁合金炼钢中钼铁合金密度大、孔隙率小、比重大等引起钼铁合金利用率较小的问题，本发明提出了一种多孔钼铁合金及其制备方法和应用。
本发明采用的技术方案如下：
一种多孔钼铁合金，以质量百分数计，多孔钼铁合金中钼含量为40％～66％，铁含量为30％～56％，其余为杂质；所述多孔钼铁合金中分布有孔隙，密度为6.5～8.0g/cm3。
一种制备上述多孔钼铁合金的方法，将氧化钼、铁精矿、还原剂、造孔剂和粘结剂混合形成混合原料，将混合原料在830～1300℃下还原，之后冷却至室温得到所述多孔钼铁合金；其中，造孔剂含量为混合原料质量的0.5％～20％，粘结剂含量为混合原料质量的1％～4％，还原剂足量。
混合原料采用两段还原，两段保温的方法合成多孔钼铁合金。
混合原料还原过程如下：
当混合原料温度升高到830～900℃时，保温20～60min；保温结束后，升高温度至1170～1300℃，保温10～40min，之后冷却至室温。
氧化钼为moo3和moo2中的一种或两种的混合物，氧化钼中钼含量大于50％，铁精矿中铁品位大于50％。
还原剂采用焦粉、煤粉和石墨中的一种或几种的混合物。
造孔剂采用羧甲基纤维素cmc、淀粉和聚乙二醇中的一种或几种的混合物。
粘结剂采用膨润土、水玻璃、羧甲基纤维素cmc和淀粉中的一种或几种混合物。
混合原料的粒度小于1.5mm。
一种多孔钼铁合金的应用，所述多孔钼铁合金用于合金钢冶炼，在冶炼合金钢时，将块状所述多孔钼铁合金加入冶炼炉内。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果：
以质量百分数计，本发明的多孔钼铁合金中钼含量为40％～66％，铁含量为30％～56％，其余为杂质，所述多孔钼铁合金中分布有孔隙，密度为6.5～8.0g/cm3；其密度较低并与钢水接近，疏松多孔易溶于钢液中，可以在钢液中充分利用，减轻钼铁合金沉底的现象，具有冶炼能源消耗量少、冶炼成本低的特点，从而提高合金钢冶炼过程的钼收得率，降低钼元素偏析程度。
本发明制备上述多孔钼铁合金的方法从钼铁合金炼钢出发，制备一种多孔钼铁合金，该多孔钼铁合金的性能优于常规钼铁合金，该钼铁合金由氧化钼、铁精矿、还原剂、造孔剂和粘结剂以一定的配比在高温下冶炼得到，得到的钼铁合金稳定、粒径较小；本发明制备工艺简单，制备的多孔钼铁合金孔隙率大，疏松多孔且密度较低，易溶于钢液中，可以在钢液中充分利用，减轻钼铁合金沉底的现象，具有冶炼能源消耗量少、冶炼成本低的特点。
进一步的，本发明采用两段还原两段保温的方法还原混合原料，较低温度下的还原主要发生moo3生成moo2的反应，较高温度下的还原主要发生moo2还原生成mo的反应，通过这种还原方法能够获得稳定且粒径更小的钼铁合金，可应用于电弧炉或转炉中进行钢铁生产。
本发明的多孔钼铁合金用于合金钢冶炼，在冶炼合金钢时，将块状所述多孔钼铁合金加入冶炼炉内，由于该多孔钼铁合金密度较小，密度和钢水接近，因此不会直接快速沉底，并且由于其多孔，其疏松多孔的结构有利于在钢液中溶解，从而提高合金钢冶炼过程的钼收得率，降低钼元素偏析程度。
具体实施方式
以下通过实例，对本发明作进一步说明：
实施例1
本实施例制备多孔钼铁合金的过程如下：
合成原料中：钼品位为52％的钼精矿(牌号ymo52.0-a)含量为合成原料总质量的33.58％、铁品位为55％的铁精矿(品级代号为h55)含量为合成原料总质量的43.74％、还原剂(焦粉)含量为合成原料总质量的13.32％，造孔剂(聚乙二醇)含量为合成原料总质量的5.43％，粘结剂(水玻璃)含量为合成原料总质量的3.93％；合成原料的粒度要求控制在1.5mm以下。将各个原料加入到冶金炉中还原，当温度升高到850℃，保温30min后，继续升温进行还原，当还原温度升高到1170℃，保温20min，冷却至室温后得到多孔钼铁合金。本实施例制得的多孔钼铁合金的化学成分及重量百分比含量为：钼含量为40.5％，铁含量为55.8％，其余为杂质。
经检测，该钼铁合金品位为40.5％，分布有孔隙，密度为7.5g/cm3。
实施例2
本实施例制备多孔钼铁合金的过程如下；
合成原料中：钼品位为55％的氧化钼粉(牌号ymo55.0-a)含量为合成原料总质量的37.78％、铁品位为59％的铁精矿(品级代号为h59)含量为合成原料总质量的37.37％、还原剂(煤粉)含量为合成原料总质量的13.65％，造孔剂(羧甲基纤维素cmc和聚乙二醇的混合物)含量为合成原料总质量的10.71％，粘结剂(淀粉)含量为合成原料总质量的0.49％；合成原料的粒度要求控制在1.500mm以下。将各个原料加入到电炉中还原，当温度升高到830℃，保温45min后，继续升温进行还原，当还原温度升高到1200℃，保温30min，冷却至室温得到多孔钼铁合金。本实施例制得的多孔钼铁合金的化学成分及重量百分比含量为：钼含量为47.7％，铁含量为50.6％，其余为杂质。
经检测，该钼铁合金品位为47.7％，分布有孔隙，密度为6.9g/cm3。
实施例3
本实施例制备多孔钼铁合金的过程如下；
合成原料中：钼品位为55.0％的钼精矿(牌号ymo55.0-b)含量为合成原料总质量的40.89％、铁品位为63％的铁精矿(品级代号为c63)含量为合成原料总质量的25.93％、还原剂(焦粉和煤粉的混合物)含量为合成原料总质量的13.14％，造孔剂(羧甲基纤维素cmc)含量为合成原料总质量的18.08％，粘结剂(羧甲基纤维素cmc)含量为合成原料总质量的1.96％；合成原料的粒度要求控制在1.500mm以下。将各个原料加入到电炉中还原，当温度升高到870℃，保温50min后，继续升温进行还原，当还原温度升高到1260℃，保温30min，冷却至室温得到多孔钼铁合金。本实施例制得的多孔钼铁合金的化学成分及重量百分比含量为：钼含量为57.3％，铁含量为41.6％，其余为杂质。
经检测，该钼铁合金品位为57.3％，分布有孔隙，密度为7.2g/cm3。
实施例4
本实施例制备多孔钼铁合金的过程如下；
合成原料中：钼品位为55.0％的钼精矿(牌号ymo55.0-a)含量为合成原料总质量的44.56％、铁品位为62％的铁精矿(品级代号为h62)含量为合成原料总质量的18.32％、还原剂(焦粉、煤粉和石墨的混合物)含量为合成原料总质量的13.21％，造孔剂(聚乙二醇)含量为22.17％，粘结剂(膨润土)含量为合成原料总质量的1.74％，合成原料的粒度要求控制在1.500mm以下。将各个原料加入到电炉中还原，当温度升高到900℃，保温60min后，继续升温进行还原，当还原温度升高到1300℃，保温40min，冷却至室温得到多孔钼铁合金。本实施例制得的多孔钼铁合金的化学成分及重量百分比含量为：钼含量为65.6％，铁含量为30.4％，其余为杂质。
经检测，该钼铁合金品位为65.6％，分布有孔隙，密度为7.5g/cm3。