CN101880743A - 一种转炉少渣冶炼进行锰矿合金化的工艺 - Google Patents

一种转炉少渣冶炼进行锰矿合金化的工艺 Download PDF

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姜中行
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Abstract

本发明涉及一种转炉少渣冶炼进行锰合金化的工艺，属于转炉炼钢领域，主要涉及在转炉冶炼过程采用加入锰矿，主要方法是通过转炉中途倒渣减少渣量，冶炼初期加入锰矿1kg/t-2.5kg/t，减少转炉冶炼过程渣量，中途倒出炉渣50％以上，出钢时采用高拉碳的工艺，碳含量控制在0.08％以上，供气强度在0.03-0.3Nm3/min.t，贫锰矿收得率达到40％以上。转炉终点金属Mn在钢中的含量达到0.15％以上。

Description

一种转炉少渣冶炼进行锰矿合金化的工艺
技术领域：
本发明涉及钢铁冶金行业转炉冶炼领域，特别适用于转炉少渣冶炼锰矿合金工艺。
背景技术：
本发明“一种转炉少渣进行锰矿合金化的工艺”，主要为转炉冶炼锰矿回收锰合金化工艺。
锰在钢中起到提高强度的作用，锰是必须的合金化元素，锰在转炉内初期被大量氧化，但在转炉冶炼后期由于冶炼温度高，锰的氧化趋于平衡，随着碳的氧化，炉渣中FeO含量降低，MnO被还原，金属锰可以进入钢中。锰矿主要组成为：TMn：19％-25％、TFe：8％-10％、SiO2：20％-25％、CaO：8％-10％、P≤0.050％、S≤0.30％。通过转炉中碳的还原将渣中的MnO还原成金属Mn进入钢中，从而出钢时使铁水含有一定量的金属Mn。通常的情况下，转炉采用单渣冶炼，但是由此带来许多缺点，比如，终点渣量大带来的渣中MnO总量多、钢水氧化性强终点碳含量高等缺点。
通过采用少渣冶炼，中间倒渣，冶炼前期控制钢水温度在1350-1450℃左右，采用贫锰矿代替矿石控制温降，同时延长倒渣前冶炼时间到5-6分钟，使含有MnO的炉渣充分熔化并还原到钢水中，双渣时倒出炉渣量在1/2以上，尽量降低炉渣总量。倒渣后采用低枪位、大流量的吹炼工艺，使熔池充分搅拌以降低炉渣MnO含量，并采用高碳含量时拉碳。通过该工艺最终实现了转炉终点渣量降低、通过延长转炉冶炼倒渣前冶炼时间，使得锰矿中MnO充分熔化，在倒渣时仅有少量MnO倒出炉外、通过提高双渣冶炼后期底吹供气强度，降低了钢中FeO及MnO含量，提高了钢中Mn含量。
发明内容：
本发明的目的就是要克服现有技术中终点渣量大带来的渣中MnO总量多、钢水氧化性强终点碳含量高等缺点。
为了实现发明目的，本发明涉及一种转炉少渣进行锰矿合金化的工艺，对锰矿还原机理进行研究，并创新了合金化工艺，控制钢水碳含量并降低渣量以降低锰元素在渣中的分配量其特征为：
(1)转炉少渣冶炼，采用中途倒渣的方式降低转炉渣量，在转炉冶炼初期白灰加入量25kg/t铁-50kg/t铁，加入锰矿量为1kg/t-2.5kg/t铁；同时停止使用矿石，锰矿主要成分质量百分比组成为TMn：19％-25％、TFe：8％-10％、SiO2：20％-25％、CaO：8％-10％、P≤0.050％、S≤0.30％。
(2)转炉倒渣前，白灰加入量按20kg/t-50kg/t，白灰主要质量百分比组成为CaO：85％-90％、SiO2：1％-2％、MgO：5％-10％、CaF2：≤5％；
(3)转炉倒渣前冶炼时间控制在5-6分钟，冶炼结束温度在1300℃-1450℃；
(4)顶吹供氧气强度2.5-3.3Nm3/min.t，氧枪枪位采用1.4-1.7米；
(5)底部供气：至顶吹供氧70％之前，底吹供氮气强度0.03-0.3Nm3/min.t；后顶吹供氧30％，底吹供氩强度0.03-0.3Nm3/min.t，在顶吹供氧30％-60％期间内，采用低供气强度，其他时间采用高供气强度；
(6)倒渣倒掉1/2以上的炉渣，倒渣后白灰加入量在10kg/t-20kg/t；
(7)转炉终点拉碳时，钢水碳含量控制在0.08％以上。
采用该工艺的优点如下：
1、转炉终点时渣量少一半左右，渣量降低到25-50kg/t钢，使得金属Mn在钢中含量增加；
2、转炉终点碳含量控制在0.08％以上，使得炉渣氧化性降低，锰在钢中分配比增加；
3、通过转炉少渣冶炼，转炉终点炉渣碱度得到提高最终达到4-6；
4、最终通过加入锰矿，转炉终点金属Mn在钢中的含量达到0.15％以上。
实施方式：
实施例1：
冶炼铁水Si含量在0.45％，铁水温度1350℃，采用少渣法操作，中途倒渣，倒渣前渣冶炼时间控制在5’37”，控制头批渣温度在1355℃，初期加入2.1吨锰矿、白灰40.6kg/t；倒渣时掉转炉炉渣渣量1/2左右，倒渣后加料根据半钢成分进行控制，加入白灰15.2kg/t，采用大流量底吹，底吹供气强度在0.03Nm3/min.t左右，冶炼后期氧枪枪位1.5米，顶吹供气强度在3.0Nm3/min.t，碳含量控制在0.11％时拉碳，转炉终点Mn含量0.15％。
表1  冶炼情况
Figure GSA00000138614500031
表2  冶炼结果
  炉次   总供   半钢   拉碳
  氧量   温度   冶炼时间   拉碳C   Mn
  案例一   5130   1355   5’37”   0.08％   0.15％
表3  炉渣成分
  炉次   TFe   FeO   SiO2   CaO   MgO   Al2O3   MnO
  案例一   13.72   11.51   10.62   49.17   8.80   0.79   4.78
实施例2：
冶炼铁水Si含量在0.36％，铁水温度1320℃，采用少渣法操作，中途倒渣，倒渣前冶炼时间控制在5’11”，倒渣时钢水温度在1390℃，冶炼初期加入2.23吨锰矿、白灰36.1kg/t；尽量倒掉转炉炉渣渣量1/2左右，二批加料根据半钢成分进行控制，加入白灰16.7kg/t，采用大流量底吹，底吹供气强度在0.08Nm3/min.t左右，冶炼后期氧枪枪位1.4米，顶吹供气强度在3.1Nm3/min.t，碳含量控制在0.10％时拉碳，转炉终点Mn含量0.17％。
表4  冶炼情况
Figure GSA00000138614500041
表5  冶炼结果
Figure GSA00000138614500042
表6  炉渣成分
  炉次   TFe   FeO   SiO2   CaO   MgO   Al2O3   MnO
  案例二   15.74   9.62   12.65   48.15   8.82   0.76   5.78
实施例3：
冶炼铁水Si含量在0.62％，铁水温度1350℃，采用少渣法操作，中途倒渣，倒渣前冶炼时间控制在5’22”，倒渣时温度在1405℃，初期加入2.42吨锰矿、白灰58.0kg/t；尽量倒掉转炉炉渣渣量1/2左右，二批加料根据半钢成分进行控制，加入白灰14.9kg/t左右，采用大流量底吹，底吹供气强度在0.10Nm3/min.t左右，冶炼后期氧枪枪位1.7米，顶吹供气强度在2.9Nm3/min.t，碳含量控制在0.09％时拉碳，转炉终点Mn含量0.16％。
表7  冶炼情况
Figure GSA00000138614500051
表8  冶炼结果
Figure GSA00000138614500052
表9  炉渣成分
  炉次   TFe   FeO   SiO2   CaO   MgO   Al2O3   MnO
  案例三   15.60   12.62   12.39   43.12   9.00   0.81   5.40

Claims (1)

1.一种转炉少渣冶炼进行锰矿合金化的工艺，其特征为：
(1)转炉少渣冶炼，采用中途倒渣的方式降低转炉渣量，在转炉冶炼初期白灰加入量25kg/t 铁～50kg/t铁，加入锰矿量为1kg/t-2.5kg/t铁；同时停止使用矿石，锰矿主要成分质量百分比组成为TMn：19％-25％、TFe：8％-10％、SiO2：20％-25％、CaO：8％-10％、P≤0.050％、S≤0.30％；
(2)转炉倒渣前，白灰加入量按20kg/t-50kg/t，白灰主要质量百分比组成为CaO：85％-90％、SiO2：1％-2％、MgO：5％-10％、CaF2：≤5％；
(3)转炉倒渣前冶炼时间控制在5-6分钟，冶炼结束温度在1300℃-1450℃；
(4)顶吹供氧气强度2.5-3.3N m3/min.t，氧枪枪位采用1.4-1.7米；
(5)底部供气：至顶吹供氧70％之前，底吹供氮气强度0.03-0.3Nm3/min.t；后顶吹供氧30％，底吹供氩强度0.03-0.3N m3/min.t，在顶吹供氧30％-60％期间内，采用低供气强度，其他时间采用高供气强度；
(6)倒渣倒掉1/2以上的炉渣，倒渣后白灰加入量在10kg/t-20kg/t；
(7)转炉终点拉碳时，钢水碳含量控制在0.08％以上。
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