半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法转让专利
申请号 : CN202010474378.0
文献号 : CN111411191B
文献日 : 2022-01-28
发明人 : 陈均 , 梁新腾 , 杨森祥 , 曾建华
申请人 : 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,包括以下步骤:加入造渣材料和锰矿进行一次造渣吹炼,吹炼至碳含量为0.2‑0.4%时倒渣;一次造渣吹炼时顶吹氧枪
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的供氧强度为3.0‑4.0m/min•t,底吹氮气的供氮强度为0.04‑0.08m/min•t;
加入造渣材料和锰矿自还原球进行二次造渣吹炼,吹炼至终点碳含量≤0.06%,钢水温3
度≥1680℃时出钢;二次造渣吹炼时顶吹氧枪的供氧强度为2.0‑3.0m/min•t,底吹氮气的3
供氮强度为0.1‑0.2m/min•t;
所述锰矿自还原球中MnO的含量≥20wt%,MnO与还原剂的重量比为6:1 2;所述锰矿自~
还原球由下述重量配比的原料组成:锰矿粉:还原剂:助熔剂:粘接剂 = 8‑9.5:0.4‑1.5:
0.15‑0.2:0.1‑0.15;锰矿自还原球中的还原剂选自无烟煤、焦炭或铝中的一种以上,助熔剂选自萤石粉和/或氧化铝,粘接剂为水玻璃。
2.根据权利要求1所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,锰矿自还原球的粒径为15‑25mm。
3.根据权利要求1或2所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,锰矿自还原球的加入量为8‑15kg/t钢。
4.根据权利要求1或2所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,一次造渣吹炼时锰矿的加入量为1‑3kg/t钢。
5.根据权利要求1所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,一次造渣吹炼使用的造渣材料为活性石灰、高镁石灰和酸性复合造渣剂;活性石灰的加入量为10‑
15kg/t钢,高镁石灰的加入量为8‑13kg/t钢,酸性复合造渣剂的加入量以控制炉渣碱度在
3‑4为准。
6.根据权利要求1所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,二次造渣吹炼使用的造渣材料为活性石灰,加入量为1‑5kg/t钢。
7.根据权利要求1所述半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法,其特征在于,还原剂选自无烟煤,助熔剂选自萤石粉。
说明书 :
半钢炼钢转炉炉内锰矿直接合金化的方法
技术领域
背景技术
金化操作。而锰系合金的制造过程主要使用富锰矿,是个高耗能、高污染的过程,不仅制造
成本高,对环境污染也大。为此,不少钢铁企业探索采用锰矿直接合金化工艺,以降低转炉
合金化成本。
4min~10min内分批次将锰合金矿加入炉内,每炉锰合金矿的加入量:10~14公斤/吨钢,终
点碳含量:C≥0.08%;终点温度1650℃~1680℃,终点余锰含量增加0.16%~0.20%,其中
所述的锰合金矿中锰元素含量重量百分比至少为44.2%。该申请与通用的锰矿合金化工艺
一样,对锰矿中TMn要求较高,且通常要求终点钢水碳含量C≥0.08%,终点温度尽可能低,
这是因为终点碳过低或者温度过高均会显著降低锰矿中锰的回收率,当终点钢水碳含量降
低后,受制于钢水中碳[C]活度以及其传质速率的影响,锰矿炉内还原反应[C]+(MnO)=
[Mn]+CO反应速率显著降低,导致锰回收率偏低。
二次造渣吹炼过程加入造渣材料、提温剂和锰矿进行合金化,吹炼直至终点钢水温度1640‑
1670℃,出钢。该申请通过添加提温剂以提高终点钢水锰含量,但是其直接将提温剂加入转
炉内会损耗部分提温剂;同时该申请为了保证终点钢水锰含量,也需要要求终点钢水碳含
量C≥0.08%,如若其终点钢水碳含量太低,同样会导致锰回收率偏低。
发明内容
0.2‑0.4%时倒渣;加入造渣材料和锰矿自还原球进行二次造渣吹炼,吹炼至终点碳含量≤
0.06%,钢水温度≥1680℃时出钢;所述锰矿自还原球中MnO的含量≥20wt%,MnO与还原剂
的重量比为6:1~2。
0.15。
灰的加入量为8‑13kg/t钢,酸性复合造渣剂的加入量以控制炉渣碱度在3‑4为准。
的供氧强度为3.0‑4.0m/min·t,底吹氮气的供氮强度为0.04‑0.08m/min·t。
的供氧强度为2.0‑3.0m/min·t,底吹氮气的供氮强度为0.1‑0.2m/min·t。
选的,还原剂选自无烟煤,助熔剂选自萤石粉。
具体实施方式
还原球进行二次造渣吹炼,吹炼至终点碳含量≤0.06%,钢水温度≥1680℃时出钢;所述锰
矿自还原球中MnO的含量≥20wt%,MnO与还原剂的重量比为6:1~2。
题,采用本发明提供的锰矿自还原球,在终点钢水碳含量偏低时靠消耗自带的还原剂(碳)
进行还原,显著减小了钢水碳对还原率的影响,进而提高锰的还原率。
即影响转炉冶炼,也不经济。
剂用量不过量。
钢渣表面,达不到很好的熔化及反应效果,进而降低锰还原率;粒径大于25mm时,从料仓加
入锰矿自还原球会使其穿破钢渣进入钢水中,使锰矿自还原球中的碳进入钢水,达不到还
原锰的作用,从而降低锰还原率。
会导致炉渣过于活跃,易发生喷溅事故。因此,一次造渣时锰矿的加入量为1‑3kg/t钢。
85‑90wt%。所述高镁石灰主要含有MgO和CaO,以所述高镁石灰的总重量为基准,MgO的含量
为30‑40wt%,CaO的含量为48‑55wt%。所述酸性复合造渣剂中SiO2含量为40‑70wt%,优选
情况下,所述酸性复合造渣剂中SiO2的含量为40‑60wt%,铁的氧化物(Fe2O3及FeO)的含量
为15‑20wt%,CaO的含量为10‑15wt%,MgO的含量为3‑9wt%,其余为少量杂质。
量≥90wt%;助熔剂均为萤石粉;粘接剂均为水玻璃。
13kg/t钢,同时加入锰矿1kg/t钢,并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度为3,顶吹氧枪供氧
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强度为3.0m /min·t;底吹氮气,供氮强度为0.04m/min·t,吹炼过程通过副枪测量,在终
点钢水碳含量为0.20%时倒炉放渣;放渣结束后再次加入活性石灰1kg/t钢,锰矿自还原球
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8kg/t钢,并降低顶枪供氧强度至2.0m/min·t,提高底吹供氮强度至0.1m/min·t,继续吹
氧,在终点碳含量达到要求的0.05%,温度为1685℃时停止吹氧,出钢。
t钢,同时加入锰矿3kg/t钢,并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度为4,顶吹氧枪供氧强度
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为4.0m /min·t;底吹氮气,供氮强度为0.08m /min·t,吹炼过程通过副枪测量,在终点钢
水碳含量为0.40%时倒炉放渣;放渣结束后再次加入活性石灰5kg/t钢,锰矿自还原球
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15kg/t钢,并降低顶枪供氧强度至3.0m /min·t,提高底吹供氮强度至0.2m /min·t,继续
吹氧,在终点碳含量达到要求的0.06%,温度为1686℃时停止吹氧,出钢。
10kg/t钢,同时加入锰矿2kg/t钢,并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度为3.5,顶吹氧枪供
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氧强度为3.5m/min·t;底吹氮气,供氮强度为0.06m/min·t,吹炼过程通过副枪测量,在
终点钢水碳含量为0.30%时倒炉放渣;放渣结束后再次加入活性石灰3kg/t钢,锰矿自还原
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球10kg/t钢,并降低顶枪供氧强度至2.5m/min·t,提高底吹供氮强度至0.15m/min·t,继
续吹氧,在终点碳含量达到要求的0.04%,温度为1688℃时停止吹氧,出钢。
镁石灰10kg/t钢,并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度为3,吹氧3min后倒炉放渣;放渣结
束后再次进行二次造渣,二次造渣的同时加入锰矿10kg/t钢,利用钢水碳进行还原,吹氧至
终点碳含量达到要求的0.04%,温度为1688℃时出钢。
炉渣碱度为1.4,下枪吹炼,顶吹氧枪供氧强度为为3.5m /min·t,底吹供气强度为0.15m /
min·t,吹炼至3min时;加入第二批造渣材料控制炉渣碱度2.8,底吹供气强度降低为
3
0.08m /min·t。当炉内铁水碳含量在1.3%时倒炉放渣,放渣时底吹供气强度降低为
3
0.04m /min·t;放渣后进行二次造渣,二次造渣开吹时加入高镁石灰6kg/t钢,活性石灰
3
8kg/t钢,底吹供气强度为0.15m /min·t,下枪吹炼1.5min后,加入锰矿8kg/t钢(TMn:
30%、TFe:7%、SiO2:14%、CaO:14%、P:0.020%、S:0.15%,其余为杂质),继续吹炼1.5min
后加入无烟煤增碳剂4kg/t钢,继续吹炼直至终点钢水温度为1685℃,终点碳含量为0.05%
3
时停止吹炼,出钢,此时底吹供气强度降低为0.04m/min·t。
13kg/t钢,同时加入锰矿1kg/t钢,并加入酸性复合造渣剂控制炉渣碱度为3,顶吹氧枪供氧
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强度为3.0m /min·t;底吹氮气,供氮强度为0.04m/min·t,吹炼过程通过副枪测量,在终
点钢水碳含量为0.20%时倒炉放渣;放渣结束后再次加入活性石灰1kg/t钢,锰矿自还原球
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8kg/t钢,并降低顶枪供氧强度至2.0m/min·t,提高底吹供氮强度至0.1m/min·t,继续吹
氧,在终点碳含量达到要求的0.05%,温度为1685℃时停止吹氧,出钢。