阅读说明：本技术 一种高效环保的高性能锻轧锰生产方法 (Efficient and environment-friendly production method of high-performance forged manganese ) 是由 王国宁 王兆兵 杨家冬 于 2019-10-05 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种高效环保的高性能锻轧锰生产方法,该方法直接将金属锰原料(电解金属锰片或金属锰块)熔融成液态,经过二氧化碳气雾化,继而冷凝成粉体后再制取锻轧锰产品,过细金属锰粉可回用生产,不存在过细粉体多而不能利用的情况,产品中氧化锰含量低,产品性能优,环境污染小,综合生产成本低,与现有的生产方法有显著的优势。(The invention provides a high-efficiency environment-friendly high-performance forged manganese production method, which directly melts a manganese metal raw material (electrolytic manganese metal sheet or manganese metal block) into a liquid state, atomizes the liquid by carbon dioxide gas, condenses the liquid into powder, and then prepares a forged manganese product.)

一种高效环保的高性能锻轧锰生产方法

技术领域

本发明涉及合金钢生产领域，具体涉及到添加元素锻轧锰的生产技术。

背景技术

随着特种优质钢、高锰合金钢需求发展，对添加元素锰的质量要求越来越高，要求易于熔化，产品纯净不带来杂质，金属锰收率高，而且还要便于准确定量投加。锰元素的添加方式从起初的电解金属锰片、金属锰块，渐渐发展为锻轧锰球，而现有的锻轧锰生产方法是：电解金属锰片用高压辊磨或球磨制成金属锰粉，添加2%左右的粘结剂（一般是钠水玻璃）和1%左右的固化剂（氟硅酸钠溶液）后混合均匀，压制成型后再经烘干、烧结制得成品，存在以下缺点：

（1）锻轧锰产品中的锰氧化物含量高、金属锰的收率偏低。现有的金属锰制粉设备不管是高压辊磨还是球磨，都会产生大量的粒径-150um过细粉体，会占总粉体质量的20%以上，由于锰化学性质活泼，易于氧化，即使电解金属锰片存放一段时间后都会氧化变黑灰色，这些过细粉体就更易氧化，继而在后工序加水玻璃混合，使得水玻璃中的大量水分与金属锰粉接触氧化反应、后续锻压、烘干各环节，生成的氧化锰，相应的氧含量可达2%—3%，这些氧化锰熔炼时都变成浮渣损耗掉。

（2）制取金属锰粉工序不能净化除杂。下游厂家有的对有害元素控制严格，要求锰为低硒（锰粉含硒0.02%）甚至是无硒产品，普通电解金属锰片含硒高达0.06%，不能使用。而低硒电解锰片是普通电解锰片价格的1.5倍，用于生产锻轧锰成本高。

（3）制取金属锰粉时环境污染大。高压辊磨或球磨，特别是高压辊磨噪声大，加上振动筛分设备，扬起的粉尘也大，虽有收尘装置，但系统不易密闭，泄漏的粉尘量仍很多，对现场所的操作人员危害较大，对周边环境污染也大。

发明内容

本发明的目的针对上述技术存在的不足，提供了一种高效环保的高性能锻轧锰生产方法，该方法直接将金属锰原料（电解金属锰片或金属锰块）熔融成液态，经过二氧化碳气雾化，继而冷凝成粉体后再制取锻轧锰产品。

本发明的具体技术方案如下：一种高效环保的高性能锻轧锰生产方法，其特征在于包括如下步骤：

一、金属锰熔化：将金属锰放在感应熔炼炉内，控制熔炼温度1350℃～1500℃，精炼熔融锰液除去上层浮渣；

二、雾化制粉：将纯二氧化碳气通入雾化器，把熔融锰液吸入雾化器，在雾化室内雾化成小液滴，把二氧化碳气通入文氏喷粉器，将过细金属锰粉吸入文氏喷粉器，而后喷入雾化室，同雾化锰液滴碰撞吸附，凝结，回收利用过细金属锰粉，同时用冷却盘管和水冷夹套调节雾化室温度，控制雾化室内上部温度400℃～600℃，控制雾化室内下部温度200℃～400℃；控制雾化器二氧化碳气压力0.8MPa～4MPa；粉体粒度控制在300um～500um；

三、冷却：金属锰粉沉降到雾化室底部，进入冷却器，经冷却器冷却到常温，从冷却器下部排出料到混合搅拌器，冷却器上部出口的含粉气体进入一级分离器再进入二级分离器最后进入除尘器，从一级分离器排料口出来的粉体也进入混合搅拌器，从二级分离器排料口和除尘器排料口出的过细粉体通过文氏喷粉器进入雾化室，除尘器出口尾气经冷却增压后回用二氧化碳气到雾化室，进入雾化室的金属锰和二氧化碳气的质量比8～20：1；

四、混料压制：金属锰粉与粘结剂在混合搅拌器内混合，混合料经锻压机或辊压机压制成锻轧锰球或锻轧锰枕，压制成型后密度达到4g～6g/cm³，每个成品单重250g～400g，干燥固结后用吨袋或铁桶包装。

进一步，所述锻轧锰球或锻轧锰枕的干燥固结是用热风烘干或常温空气流通自然干燥。

进一步，所述金属锰原料是电解金属锰或锰硅合金或锰铁合金。

进一步，所述纯二氧化碳气含氧0.01%以下。

进一步，所述粘结剂是钠水玻璃或钾水玻璃或速溶粉状硅酸钠.

进一步，所述粘结剂用速溶粉状硅酸钠时，与金属锰粉混合后，混合料放入锻压机或辊压机上的进料仓内，将水蒸汽通入进料仓内，使蒸汽和速溶粉状硅钠接触润湿，具有粘性，然后压制成锻轧锰球或锻轧锰枕，常温空气流通自然干燥。

进一步，所述电解金属锰为普通电解金属锰时，牌号DJMnP，用真空感应炉熔炼，经脱碳、脱硫、脱磷、脱硒处理，使锰中的C≤0.01%，S≤0.01%，P≤0.001%，Se≤0.02%。

进一步，经步骤三冷却后，无需加粘结剂混料压制，可直接得到金属锰粉作为产品，

本发明的有益效果是：

1、产品大幅降低了有害杂质元素。使用普通电解金属片锰作为原料，在原料熔融和雾化时，温度都在1000℃以上，而原料中的单质硒沸点只有685℃，大部分的硒都被蒸发掉，可以把硒含量从0.06%降到0.01%以下，达到低硒产品0.02%以下的要求，而现有生产方法是不具备去除功能。

2、产品性能整体提高，降低了产品中氧化锰含量。金属锰熔融时，金属锰上的氧化锰以浮渣形式去除掉，而且后序生产过程不易生成新的氧化锰，因锰熔融液雾化成颗粒，在气氛保护下形成类似玻璃小晶体，比表面小，不易被氧化，加上不用水玻璃作粘结剂，大大减少了生产氧化锰的可能性，成品氧含量控制在0.5%以下，远低于现有产品3%的氧含量。加上产品中锰的粒度分布均匀，能在使用时，分散快，熔化速度快，锰元素实收率99%以上。

3、 过细金属锰粉在制锰粉中回用生产，不存在过细粉体多而不能利用的情况。

4、生产效率高，环境污染大幅减小，综合生产成本低。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合图1，利用氮气雾化法制取超细活性铝粉装置，对本发明进行实例说明。先对原有氮气雾化法制取超细活性铝粉装置进行改造，将燃气熔化炉改为中频感应熔炼炉，对雾化室上部连接的雾化器采用耐高温材料；另在雾化室上部增设文氏喷粉器，并增加雾化室内水冷换热器的换热面积，另外只用二级旋风分离器，再增加混合搅拌器、锻压机、计量包装设备。对装置改造完成后，具体操作如下：

一、金属锰熔化：将金属锰放在感应熔炼炉内，控制熔炼温度1400℃～1500℃，精炼熔融锰液除去上层氧化锰渣；

二、雾化制粉：将纯二氧化碳气通入雾化器，把熔融锰液吸入雾化器，在雾化室内雾化成小液滴，把二氧化碳气通入文氏喷粉器，将过细金属锰粉吸入文氏喷粉器，而后喷入雾化室，同雾化锰液滴碰撞吸附，凝结，回收利用过细金属锰粉，同时用冷却盘管和水冷夹套调节雾化室温度，控制雾化室内上部温度400℃～600℃，控制雾化室内下部温度200℃～400℃；控制雾化器二氧化碳气压力0.8MPa～4MPa；粉体粒度控制在300um～500um；

三、冷却：金属锰粉沉降到雾化室底部，进入冷却器，经冷却器冷却到常温，从冷却器下部排出料到混合搅拌器，冷却器上部出口的含粉气体进入一级分离器再进入二级分离器最后进入除尘器，从一级分离器排料口出来的粉体也进入混合搅拌器，从二级分离器排料口和除尘器排料口出的过细粉体通过文氏喷粉器进入雾化室，除尘器出口尾气经冷却增压后回用二氧化碳气到雾化室，进入雾化室的金属锰和二氧化碳气的质量比8～20：1；

四、混料压制：金属锰粉与粘结剂在混合搅拌器内混合，混合料经锻压机或辊压机压制成锻轧锰球或锻轧锰枕，压制成型后密度达到4g～5g/cm³，每个成品单重250g～400g，干燥固结后用吨袋或铁桶包装。

优化的，所述金属锰原料是电解金属锰。

优化的，所述纯二氧化碳气含氧0.01%以下。

优化的，所述粘结剂用速溶粉状硅酸钠时，与金属锰粉混合，混合料放入锻压机或辊压机上的进料仓内，将水蒸汽通入进料仓内，使蒸汽和速溶粉状硅酸钠接触润湿，具有粘性，然后压制成锻轧锰球或锻轧锰枕，然后常温空气流通自然干燥。

优化的，经步骤三冷却后，无需加粘结剂混料压制，可直接得到金属锰粉作为产品，

由此方法生产出的锻轧锰产品质量数据与现有产品对照表

	Mn	O	Si
				现有产品含量（%）	96.3	2.8	0.6
本发明产品含量（%）	98.1	0.4	0.4

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。