CN102758066A

CN102758066A - 一种用锰矿石在lf炉合金化的方法

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Publication number: CN102758066A
Application number: CN2012102126325A
Authority: CN
Inventors: 韩志杰; 常金宝; 李双武; 王新东; 张朝发; 刘善喜; 项有兵; 马德刚; 刘连祥
Original assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd Tangshan Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd Tangshan Branch
Priority date: 2012-06-26
Filing date: 2012-06-26
Publication date: 2012-10-31

Abstract

本发明涉及一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，属于炼钢生产技术领域。技术方案是在转炉出钢后，把锰矿石作为顶渣加入钢包或在LF炉随渣料一起加入，LF炉起弧化渣，在化渣的同时加入碳化硅造还原渣，保持白渣，锰还原结束后，精炼结束。锰矿石的加入量为3-6kg/t；所述的锰矿石替代硅灰石、萤石，替代部分硅锰合金，减少硅锰合金加入量；替代的硅锰合金，减少的加入量为2.2-4.5kg/t。本发明首次把廉价的锰矿石应用在LF炉上进行合金化，代替昂贵的硅锰合金或锰铁，锰的回收率可以达到90%以上，明显降低炼钢成本，同时锰矿石在LF炉具有良好的化渣效果，可以代替部分萤石，以减少环境污染和包衬侵蚀。

Description

一种用锰矿石在LF炉合金化的方法

技术领域

本发明涉及一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，属于炼钢生产技术领域。

背景技术

在转炉炼钢过程中，利用廉价的锰矿石代替锰铁或硅锰合金实现合金化，具有明显的成本优势，同时该方法减少了生产硅锰合金的中间环节，达到节约资源、降低能耗、节能减排的目的，具有良好的社会效益和可观的经济效益。目前，该方法在国外转炉冶炼中得到广泛的利用，日本各大钢厂在铁水“三脱”的基础上，已经将锰矿直接还原合金化技术全面应用于实践。国内也进行了大量的研究，宝钢300t转炉在少渣冶炼条件下进行锰矿石直接还原试验，锰回收率稳定在50％以上(蒋小放、陈兆平.宝钢转炉少渣炼钢的实践[J].宝钢技术.2003(1):5-8)。济钢25t转炉利用锰矿石代替部分球团矿使用，可以促进化渣，提高转炉终点锰的含量，大幅降低炼钢成本(谢中堃,刘洪波,戴辉永,孟凡玉.锰矿石熔融还原技术在济钢25t转炉上的应用[J].山东冶金.2002(6):36-37)。鞍钢转炉在常规冶炼条件下进行锰矿石直接还原试验，锰的平均回收率大于50％。此外攀钢、武钢等也都进行过相关的试验研究，结论基本相似。

此外，由于国内贫锰矿资源较多，贫锰矿石MnO含量15%-35%，Mn含量11.6%-27.1%。国内炼钢同行也对利用贫锰矿替代萤石促进转炉化渣进行了实践，并有相应的专利产生：贫锰矿粉与铁氧化物、石灰、粘结剂制备的转炉强化熔渣剂在转炉冶炼中具有促进化渣、减少喷溅、降低钢铁料消耗的作用(沈昶,转炉强化熔渣剂及其制备方法和使用方法, CN200910251480.8)。由于贫锰矿Mn含量低，在转炉的强氧化条件下，只具有促进化渣的作用，Mn回收率太低，难以起到合金化作用。

背景技术转炉中使用锰矿合金化存在的问题是：即使是锰矿石，在转炉的强氧化性气氛中，也存在Mn的回收率影响因素多(如锰矿石加入量和加入时机、渣量、终点碳、底吹强度、供氧强度等)，Mn回收率偏低(最高50%左右)，锰的回收率不稳定等缺点。

发明内容

本发明目的是提供一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，低成本、高回收率，大幅降低炼钢成本、获得很好的合金化效果，解决背景技术存在的上述问题。

本发明技术方案是：

一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，包含如下工艺步骤：在转炉出钢后，把锰矿石作为顶渣加入钢包或在LF炉随渣料一起加入，LF炉起弧化渣，在化渣的同时加入碳化硅造还原渣，保持白渣，锰还原结束后，精炼结束。

所述的锰矿石成分，质量百分比(%)：MnO 40-65；SiO₂5-10；CaO 1-5；MgO 0.5-1.5；FeO 5-10；Al₂O₃0.5-5；P 0.035-0.1；S 0.03-0.15；H₂O〈3。

所述锰矿石的粒度为5-80mm。

本发明根据LF炉添加各种物料的成分，锰矿石替代硅灰石、萤石，替代部分硅锰合金，减少硅锰合金加入量。

经过物料平衡计算，锰矿石的加入量为3-6kg/t；锰矿石替代硅灰石、萤石，替代部分硅锰合金，减少硅锰合金加入量；替代的硅锰合金，减少的加入量为2.2-4.5kg/t。

所说的碳化硅采用55碳化硅还原锰矿石，需55碳化硅0.9-1.8kg/t；所说的碳化硅采用75碳化硅还原锰矿石，需75碳化硅0.66-1.32 kg/t。

根据硅还原锰反应的热效应计算可知，加入锰矿石后，电耗相应增加3.5-7.5kwh/t。加入锰矿石后，为保证精炼渣的碱度，应补加石灰2-3kg/t。

在冶炼硅镇静钢时，精炼渣的典型成分，质量百分比(%)：CaO 40-50；MgO 10-11；SiO₂25-30；MnO 0.5-1；FeO 0.3-0.6；P 0.05-0.1；S 0.4-0.6；R 1.5-1.8。

锰回收率的计算方式为：锰回收率=实际增锰量÷理论增锰量×100%

炼钢成本变化量=锰矿石成本-硅锰合金成本-硅灰石成本-萤石成本+碳化硅成本+石灰成本+增加的电费。

本发明的创新点：(1) LF炉内为还原气氛，转炉为氧化气氛，因此，锰矿石在LF炉合金化可以获得比在转炉合金化更高和稳定的回收率。(2) 本发明首次把廉价的锰矿石应用在LF炉上进行合金化，代替昂贵的硅锰合金或锰铁。（3）本发明所涉及的锰矿石与贫锰矿石不同，锰矿石中Mn含量30%-50%。

本发明的有益效果是：锰的回收率可以达到90%以上，明显降低炼钢成本，同时锰矿石在LF炉具有良好的化渣效果，可以代替部分萤石，以减少环境污染和包衬侵蚀。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

实施例1，本发明应用于50tLF炉，冶炼钢种为硬线钢，钢号为45#。

锰矿石的主要成分：Mn45%、SiO₂9.8%、H₂O3%；硅锰合金的主要成分：Mn66%、Si17%；55碳化硅的主要成分：SiC55%、游离C17%、游离SiO₂17%；石灰：有效CaO85%。

目前，各种物料的价格为，锰矿石：1830元/t；硅锰合金：7900元/t；55%碳化硅：2600元/t；石灰：500元/t；硅灰石：1600元/t；萤石：1000元/t；电费：0.52元/kwh。

在LF炉精炼工序，加入锰矿石200kg(可替代硅锰合金137kg、硅灰石170kg、萤石80kg)，石灰300kg，碳化硅200kg，电耗增加250kwh。

精炼渣的组成为：

Figure 2012102126325100002DEST_PATH_IMAGE001

锰的回收率：

炼钢成本变化量=366-1083-272-88+457+50+119=-451元

说明使用此方法可以降低炼钢成本9元/t。

通过对钢材的质量检验和实际使用，钢材完全达到质量要求。

实施例2

本发明应用于50tLF炉，冶炼钢种为焊丝钢，钢号为ER70S-6。

锰矿石主要成分：Mn45%、SiO₂9.8%、H₂O3%；低碳低磷硅锰合金主要成分：Mn62%、Si26%；低铝硅铁主要成分：Si75%；75碳化硅主要成分：SiC75%；石灰：有效CaO85%。

目前，各种物料的价格为，锰矿石：1830元/t；低碳低磷硅锰合金：8600元/t；低铝硅铁：8500元/t；75%碳化硅：3200元/t；石灰：500元/t；萤石：1000元/t；电费：0.52元/kwh。

在LF炉精炼工序，加入锰矿石250kg(可替代低碳低磷硅锰合金195kg、萤石80kg)，低铝硅铁420kg，石灰380kg，碳化硅66kg，电耗增加300kwh。

精炼渣的组成为：

Figure 2012102126325100002DEST_PATH_IMAGE003

锰的回收率：

炼钢成本变化量=457.5-1677-88+425+211.2+55+156=-460.3元

说明使用此方法可以降低炼钢成本9.2元/t。

Claims

1.一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，其特征是包含如下工艺步骤：在转炉出钢后，把锰矿石作为顶渣加入钢包或在LF炉随渣料一起加入，LF炉起弧化渣，在化渣的同时加入碳化硅造还原渣，保持白渣，锰还原结束后，精炼结束。

2.根据权利要求1所述的用锰矿石在LF炉合金化的方法，其特征在于所述的锰矿石成分，质量百分比(%)：MnO 40-65；SiO₂5-10；CaO 1-5；MgO 0.5-1.5；FeO 5-10；Al₂O₃0.5-5；P 0.035-0.1；S 0.03-0.15；H₂O〈3。

3.根据权利要求2所述一种用锰矿石在LF炉合金化的方法，其特征在于所述锰矿石的粒度为5-80mm。

4.根据权利要求1或2所述的用锰矿石在LF炉合金化的方法，其特征在于锰矿石的加入量为3-6kg/t；所述的锰矿石替代硅灰石、萤石，替代部分硅锰合金，减少硅锰合金加入量；替代的硅锰合金，减少的加入量为2.2-4.5kg/t。

5.根据权利要求4所述的用锰矿石在LF炉合金化的方法，其特征在于加入锰矿石后，为保证精炼渣的碱度，应补加石灰2-3kg/t。