一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺的制作方法

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1.本发明涉及一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺。

背景技术：

2.金属锰合金因其脱氧效果好，也是钢化学成分中常规五大元素之一，在炼钢生产得到广泛应用，其主要作用就是脱氧、脱硫、作为合金元素。
3.（1）脱氧剂：炼钢过程中，钢液中氧含量的增高会对钢的力学性能产生不良影响，所以对含氧量有严格的要求，一般不准超过0.02%，甚至更严，因此，炼钢过程必须脱去超标的氧。
4.锰是活性好的元素，其化学性能比铁活泼，将金属锰加入钢液中时，可以与氧化亚铁反应形成不溶于钢水中的氧化物渣，飘浮于钢水液面，使钢中含氧量降低。虽然锰在钢水中的脱氧能力比其他一些元素(如钙、铝、硅)低，但因其易于生产且价格比较低，应用广泛。同时锰的存在还可以使硅和铝的脱氧能力增强，因为脱氧产物与其它氧化物(如si02)可以形成低熔点化合物而有利于从钢液中排除。
5.（2）用作脱硫剂：硫在钢液中以硫化铁形式存在，钢中含硫高容易产生热脆，降低钢的压延加工性能，因此，炼钢过程必须控制硫的含量。锰与硫的结合力大于铁与硫的结合力，当加入锰合金之后，钢水中的硫很易与锰生成熔点高的硫化锰而转入炉渣中，从而降低了钢中的硫含量，提高钢的压延加工。
6.（3）用作合金元素：锰之所以能成为各种钢的重要合金元素，是因为它可以强化铁素体和细化珠光体，提高钢的强度、淬透性、硬度和耐磨性。例如，在低合金钢中加入0.8%～1.7%mn，钢的强度就能比普通碳钢提高20%～30%。
7.目前，金属锰合金的主要生产工艺有电解重熔法和电硅热法，本厂根据现有生产装备条件，利用中频炉进行熔炼生产，使用电解重熔法生产物电解锰片为主要原材料。
8.中频炉熔炼生产工艺的优点：（1）效率高：中频电炉送电即可开始加热升温，升温速度可达30℃/min，以3t中频炉为例，平均每炉熔炼时间约为45min。（2）成分稳定：用中频炉生产金属锰，金属炉料配比确定后，产品成分易于控制，成分稳定。（3）由于中频炉具有电磁搅拌功能，采用中频炉生产的金属锰产品成分均匀。
9.中频炉是一种将工频50hz交流电转变为中频（300hz以上至1000hz）的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流，利用电磁感应原理加热金属，使金属熔化成高温液体。中频炉内金属材料熔化成液体后温度一般为1400℃-1600℃，因此在高温液体与感应线圈之间会有一层炉衬材料，而且在感应线圈里面会通循环水进行降温，循环水压力为0.2mpa-0.25mpa。
10.金属锰合金在现场实际生产中存在以下问题：1、中频炉生产效率低，由于金属锰合金熔炼出炉温度在1500℃以上，高温液体会
对炉衬材料造成侵蚀，使炉衬材料逐渐变薄，当炉衬材料薄至一定程度后，就必须停炉重新修筑新炉衬，以3.0t中频炉熔炼金属锰为例：每熔炼5天就必须停炉修筑新炉衬，每次修筑新炉衬时间为24h，严重影响生产效率。
11.2、中频炉熔炼炉龄寿命较低，平均只有100炉左右。
12.3、耐材成本较高，以3.0t中频炉为例：每次修筑新炉衬需要耐材1.8吨左右，金属锰合金仅耐材成本约90元/吨。
13.4、炉衬材料薄至一定程度后，如没有及时停炉可能发生高温金属液体流出与感应线圈接触，将中频炉感应线圈烫穿，发生穿炉事故，如果处理不及时或处理方法不当，将会演变成爆炸事故，危害较大。

技术实现要素：

14.本发明的目的在于提供一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺，可以有效提升中频炉熔炼金属锰的炉龄，提高中频炉的工作效率。
15.本发明采用的技术方案是，一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺，在中频炉熔炼金属锰合金前，先熔炼5-10炉的铝铁合金，让中频炉内壁生成10-20mm厚度的al2o3致密附着物壳体，然后再熔炼金属锰合金。
16.本厂使用中频炉熔炼另一种合金产品-铝铁合金时，使用的主要原料为铝锭，而铝会在高温下氧化产生al2o3等氧化物，会粘附在炉壁上,在中频炉内高温高压下，生成致密附着物，随着熔炼炉数的增加氧化物会逐渐增厚，在中频炉内壁形成一定厚度的氧化物壳体，通过现场验证，此层壳体在1600℃高温时不被熔化。因此，在中频炉熔炼金属锰合金前，先熔炼5-10炉的铝铁合金，让中频炉内壁生成约10-20mm厚度的al2o3致密附着物壳体，然后在熔炼金属锰合金。
17.此措施通过在生产现场实际应用，取得的效果较好，中频炉熔炼金属锰炉龄提升至350炉以上，通过检测，金属锰合金产品各项指标符合质量标准，满足客户使用要求。
18.熔炼时间由原来的5天延长至18天，减少新修炉衬频率，提高了中频炉生产效率。中频炉炉龄由100炉左右提升至350炉以上，提高250%以上。金属锰耐材成本降至25.7元/吨，降幅达71.4%。
具体实施方式
19.一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺，在中频炉熔炼金属锰合金前，先熔炼6炉的铝铁合金，让中频炉内壁生成15mm厚度的al2o3致密附着物壳体，然后再熔炼金属锰合金。

技术特征：

1.一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺，其特征在于：在中频炉熔炼金属锰合金前，先熔炼5-10炉的铝铁合金，让中频炉内壁生成10-20mm厚度的al2o3致密附着物壳体，然后再熔炼金属锰合金。

技术总结

本发明公开了一种中频炉复合炉衬熔炼金属锰合金的生产工艺，在中频炉熔炼金属锰合金前，先熔炼5-10炉的铝铁合金，让中频炉内壁生成10-20mm厚度的Al2O3致密附着物壳体，然后再熔炼金属锰合金。熔炼时间由原来的5天延长至18天，减少新修炉衬频率，提高了中频炉生产效率。中频炉炉龄由100炉左右提升至350炉以上，提高250%以上。金属锰耐材成本降至25.7元/吨，降幅达71.4%。降幅达71.4%。