CN109868336B

CN109868336B - 一种控制钢水中锰含量的方法

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Publication number: CN109868336B
Application number: CN201910186471.9A
Authority: CN
Inventors: 赵燕; 刘炳俊; 王波
Original assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shandong Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2020-12-18
Anticipated expiration: 2039-03-12
Also published as: CN109868336A

Abstract

本发明提供一种控制钢水中锰含量的方法，包括以下步骤：(1)在烧结矿配料过程中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉得到烧结矿；(2)用烧结矿冶炼富锰铁水，得到锰含量为15～25％、碳含量为3～5％、铁含量为70～80％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水；(3)向转炉中兑入常规成份的铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％；(4)在转炉出钢前，向空钢包中兑入富锰铁水；(5)出钢至1/2～3/4时向钢水中加入硅合金，补加锰合金或碳粉。本发明方法所得钢水纯净度高，现有方法相比大大节约了成本和能源，且锰矿中锰的回收率能达到80％以上。

Description

一种控制钢水中锰含量的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，具体地讲，本发明涉及一种控制钢水中锰含量的方法。

背景技术

锰是目前钢材中用量最广的合金元素，适量的锰可有效提高钢材强度，消除硫对钢材的热脆影响，改善钢材热加工性能，同时不显著降低钢材的塑性、冲击韧性，普通碳素钢中锰的含量约为0.3～1.5％。目前钢种产量最大的螺纹钢中的锰含量普遍在1.0～1.5％。

目前通过向钢水添加锰铁、硅锰的方法来控制钢水中的锰含量，目前含锰64％的高碳锰铁价格约为7000元/吨，含锰64％的硅锰价格约为8000元/吨，价格较贵，锰系合金消耗是钢厂合金成本中很大的一部分，平均约为每增加钢水中1％的锰约需120元/吨钢。而目前锰矿的价格却极便宜，目前含锰50％的锰矿价格约为1500元/吨。相比于锰铁，采用锰矿对钢水进行增锰成本能降低70％。目前钢厂的常规增锰模式是先将热态锰合金(硅锰合金、高碳锰铁合金、中碳锰铁合金、低碳锰铁合金等)冷却后运输至炼钢厂增锰，锰合金价格昂贵、合金成本高，且热态锰合金的热量损失掉了，引起能源浪费。

但若将锰矿直接在转炉冶炼过程中加入钢水中，锰的回收率低，大部分锰以MnO的形式进入炉渣中，锰的回收率约10～30％。申请号为201310478304.4的发明专利(提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法)提供了一种专门针对小转炉特点，可在小转炉上有效实施直接投加锰矿石的工艺。但根据该专利所述的技术，锰矿石中Mn的回收率也仅可达到37％，锰的回收率仍然较低。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种控制钢水中锰含量的方法，能低成本的对钢水进行增锰。

一种控制钢水中锰含量的方法，包括以下步骤，

(1)在烧结矿中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉，烧结矿中低磷富锰矿精粉的质量百分数为15～25％；

(2)在高炉生产中用上述烧结矿冶炼富锰铁水，得到锰含量为15～25％、碳含量为3～5％、铁含量为70～80％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水，高炉出铁时富锰铁水的温度≥1500℃；

(3)转炉吹炼前，向转炉中兑入常规成份的铁水，转炉吹炼过程中按照转炉炼钢工艺吹炼铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％，得到钢水；

(4)在转炉出钢前，向空钢包中兑入步骤(2)所述富锰铁水，富锰铁水兑入量根据钢种中的碳、锰成份进行计算，然后打开钢包底吹氩***；

(5)转炉出钢过程中钢包底吹氩阀门调到最大开度，对钢水进行强搅拌，出钢至1/2～3/4时向钢水中加入硅合金并补加碳粉或者锰合金。

钢铁厂在生产富锰铁水时，选择一座产量较低的小型高炉来生产富锰铁水，对钢材总产量影响不大。

优选的，所述烧结矿中还包括质量分数为57～67％的低磷铁矿精粉；质量分数为4～6％的石灰、质量分数为7～9％的白云石、质量分数为4～5％的焦粉或无烟煤。

优选的，步骤(1)中所述低磷富锰矿精粉的制作过程为：低磷富锰矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷锰矿中的磷酸盐颗粒与锰矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Mn≥50％，P≤0.040％，S≤0.3％的所述低磷锰矿精粉。

优选的，步骤(1)中所述低磷铁矿精粉的制作过程为：低磷铁精矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷铁精矿中的磷酸盐颗粒与铁矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Fe≥62％，P≤0.07％，S≤0.3％的所述低磷铁矿精粉。

优选的，步骤(4)中控制底吹氩***的底吹气体流量控制阀开度为最大阀门开度的20％～30％。

优选的，所述步骤(4)中富锰铁水兑入量的计算方法为：根据转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量、钢水重量、富锰铁水的碳含量、钢种的目标碳含量计算出配至目标碳含量需兑入的富锰铁水量，记为X1；根据转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量、钢水重量、富锰铁水的锰含量、钢种的目标锰含量计算出配至目标锰含量需兑入的富锰铁水量，记为X2；富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个。

需兑入的富锰铁水量X1的具体计算公式为：X1＝(钢种的目标碳含量-转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量)×钢水重量/(富锰铁水的碳含量-钢种的目标碳含量)；

需兑入的富锰铁水量X2的具体计算公式为：X2＝(钢种的目标锰含量-转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量)×钢水重量/(富锰铁水的锰含量-钢种的目标锰含量)。

为了避免钢水中锰含量或碳含量超出目标成份要求，富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个。兑入富锰铁水后，对于仍不能满足目标钢水成份要求的碳含量或锰含量，在步骤(5)出钢至1/2～3/4时向钢水补加碳粉或锰系合金的方法来实现。

进一步优选的，当X1<X2时，需补加锰合金，需补加的锰合金重量的计算方法为：根据X2与X1的差值、富锰铁水的锰含量、锰合金中锰的质量百分含量、锰合金加入过程中锰的回收率计算出需补加的锰合金重量，其具体计算公式为：锰合金重量＝(X2-X1)×富锰铁水的锰含量/(锰合金中的锰含量×锰合金加入过程中锰的回收率)；

当X1>X2时，需补加碳粉，需补加的碳粉重量的计算方法为：根据X1与X2的差值、富锰铁水的碳含量、碳粉加入过程中的回收率计算出需补加的碳粉重量，其具体计算公式为：碳粉重量＝(X1-X2)×富锰铁水的碳含量/(碳粉加入过程中碳的回收率)。

优选的，所述步骤(3)中，转炉吹炼前，铁水的实际装入量较标准装入量减少相同钢种的上一炉次所计算出的X1、X2值中较小的一个。

步骤(5)的转炉出钢过程中，富锰铁水中的部分碳和锰参与脱氧反应消耗掉了，剩余的碳和锰起到合金化的作用。

本发明中各成分的含量除特殊说明外，均为质量百分数。

本发明的有益效果为：

1、锰矿的价格远低于锰铁合金，采用本申请提供的技术，锰矿中锰的回收率能达到80％以上，可以较廉价的得到富锰铁水。在转炉出钢过程中利用富锰铁水对钢水进行增锰，增加钢水中1％的锰所需要花费的成本为30～50元/吨钢；若用锰铁合金对钢水进行增锰，增加钢水中1％的锰所需要花费的成本为110～130元/吨钢；采用富锰铁水对钢水进行增锰能降低锰合金成本约70％。

2、本发明方法锰的回收率可达80％以上，比现有的直接将锰矿加入到钢水中的方法锰的回收率具有显著提高。

3、富锰铁水中含有3～5％的碳，该部分碳起到脱氧剂和碳合金的作用，能降低脱氧剂消耗，且脱氧产物为气态CO，气态CO在钢液温度(1600℃左右)下燃烧生成CO₂进入空气中，不会在钢液中留存脱氧产物夹杂，钢水纯净度高。

4、常规增锰模式为：合金厂生产出热态锰合金，然后将热态锰合金冷却后运输至炼钢厂供钢水增锰，该模式下，热态锰合金的热量损失掉了，引起能源的浪费。富锰铁水被运至转炉区域时的温度约1300～1500℃(高炉出铁时富锰铁水温度大于1500℃，在出铁和运输过程中有一部分热量散失掉)，使用热态富锰铁水对钢水进行增锰引起的钢水温降小。

5、目前大规模钢铁企业普遍有10几座高炉，拿出一座规模最下的高炉专门用于生产富锰铁水，且富锰铁水最终也会转化为钢材，并不影响钢材总产量。

具体实施方式

本发明控制钢水中锰含量的方法包括以下步骤：

1、在钢铁厂中选择一座产量较低的小型高炉来生产富锰铁水，该高炉所用的烧结矿在配料过程中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉，低磷富锰矿精粉在烧结矿中的质量百分数为15～25％，低磷铁矿精粉在烧结矿中的质量百分数为57～67％。

所述低磷锰矿精粉的制作过程为：低磷富锰矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷锰矿中的磷酸盐颗粒与锰矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Mn≥50％，P≤0.040％，S≤0.3％的所述低磷锰矿精粉。

所述低磷铁矿精粉的制作过程为：低磷铁精矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷铁精矿中的磷酸盐颗粒与铁矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Fe≥62％，P≤0.07％，S≤0.3％的所述低磷铁矿精粉。

本发明中的烧结矿原料还包括质量百分数为4～6％的石灰、质量百分数为7～9％的白云石、质量百分数为4～5％的焦粉或无烟煤。

2、在高炉生产中用上述烧结矿冶炼铁水，得到锰含量为15～25％、碳含量3～5％、铁含量70～80％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水，铁水温度≥1500℃。

3、转炉吹炼前，向转炉中兑入普通常规成份的铁水，转炉吹炼过程中按照转炉炼钢工艺吹炼铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％，得到钢水。

4、在转炉出钢前，向空钢包中兑入一部分富锰铁水，富锰铁水兑入量根据钢种中的碳、锰成份进行计算，然后打开钢包底吹氩***，控制底吹气体流量控制阀开度为20％～30％。

所述步骤4富锰铁水兑入量的计算方法为：根据转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量、钢水重量、富锰铁水的碳含量、钢种的目标碳含量计算出配至目标碳含量需兑入的富锰铁水量，记为X1；根据转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量、钢水重量、富锰铁水的锰含量、钢种的目标锰含量计算出配至目标锰含量需兑入的富锰铁水量，记为X2，富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个。

5、转炉出钢过程中钢包底吹氩阀门调到最大，对钢水进行强搅拌，出钢至1/2至3/4向钢水中加入硅合金，并补加锰合金或碳粉。转炉出钢过程中，富锰铁水中的一部分碳和锰参与脱氧反应消耗掉了，剩余的碳和锰起到合金化的作用。

步骤(3)中所述兑入常规成份的铁水指的是铁水的实际加入量，铁水的标准加入量＝(转炉公称吨位/转炉冶炼过程中钢铁料回收率)-废钢加入量。

所述步骤3中，转炉吹炼前，铁水的实际装入量较标准装入量减少X1、X2值中较小的一个，由于在兑入铁水时本炉次的X1、X2值还无法计算。由于铁水的实际装入量并不需要很精确，将铁水装入量控制在5％以内的误差内并不会影响转炉的正常冶炼，因此使用相同钢种的上一炉次所计算出的富锰铁水兑入量X1、X2值来指导本炉次铁水的实际装入量。若第一次冶炼该钢种，可参考相近钢种在转炉冶炼时兑入的铁水量，相近钢种为钢水中碳的目标成份差值小于0.05％，锰的目标成份差值小于0.3％的钢种。

使用相同钢种的上一炉次所计算出的富锰铁水兑入量X1、X2值来指导本炉次铁水的实际装入量，防止铁水兑多，转炉炼出的钢水太多，从而超出钢包的容量，导致钢水溢出。

选矿降磷：矿石中矿物与磷的嵌布关系相当复杂，磷在矿石中存在的形式多样，但磷与铁矿物的嵌布关系可总结为两种，一种是磷与铁都以独立的矿物出现，另一种是磷以离子吸附态形式存在于铁矿物中，对于第一种形式存在的磷，可以通过细磨使金属矿物与磷矿物完全解离，然后采用磁选法进行分选。将低磷富锰矿和低磷铁矿磨至粒度小于0.035mm，能使第一种形式存在的磷矿物颗粒与金属矿物颗粒分离，经磁选后，磷矿物颗粒进入尾矿中，去磷率能达到40～50％。

钢水中磷含量的控制：对炼铁原料中的磷含量进行了限制，富锰铁水中磷含量范围为P≤0.07％，锰含量范围为15～25％，经计算，若采用富锰铁水对钢水增0.5～1.5％的锰，则会相应的对钢水增0.0014～0.007％的磷。在转炉出钢前控制钢水中P≤0.017％的情况下，兑入富锰铁水后，钢水中磷含量为：0.0184％≤P≤0.024％，该成分范围的磷含量能满足HRB400～HRB600螺纹钢、Q345B、45钢、50钢、65Mn、45Mn的要求，且该部分牌号的钢材是目前产量最大的一类钢材，约占钢材总量的60％以上。

钢水温度控制：富锰铁水中锰含量范围为15～25％，若采用富锰铁水对钢水增0.5～1.5％的锰，经计算，富锰铁水的兑入量为钢水重量的2～10％。富锰铁水温度约为1300～1500℃，钢水温度约为1550～1650℃，采用富锰铁水对钢水进行增锰后，钢水温度会降低5～20℃，采用富锰铁水对钢水进行增锰产生的温降并不会降低钢水温度。

脱氧效果：富锰铁水中含有3～5％的碳，在碳氧平衡反应公式中，与3～5％的C平衡的氧含量小于10ppm，所以富锰铁水能发挥极大的脱氧效果，约能节省脱氧合金消耗50％以上。

碳粉消耗：富锰铁水中含有3～5％的碳，若以富锰铁水的兑入量为钢水重量的2～10％来计算，可对钢水增碳0.06～0.5％，能满足大部分钢种的碳含量需求，节约碳粉添加量。

富锰铁水中锰碳比的设定：富锰铁水中含锰：15～25％，含碳：3～5％，W_Mn/W_C＝3～8，其中W_Mn/W_C为铁水或钢水成份中锰与碳的质量之比，目前含锰较高的普通钢种HRB400～HRB600螺纹钢、Q345B、45钢、50钢、65Mn、45Mn成份中W_Mn/W_C的值基本也为3～8，采用富锰铁水可直接对此类钢种同时完成增锰和增碳操作。

下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

实施例1

1、某钢厂总产能为1200万吨钢/年，共有13座高炉，选择其中一座最小的750m³高炉用于专门来生产富锰铁水，该高炉所用的烧结矿在配料过程中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉，低磷富锰矿精粉占烧结矿的质量百分比15％。低磷铁矿精粉占烧结矿的质量百分比为67％。烧结矿中还包含质量百分数为5％的石灰、质量百分数为8％的白云石和质量百分数为5％的。所述低磷锰矿精粉的制作过程为：低磷富锰矿在选矿过程中磨至粒度≤0.035mm，使低磷锰矿中的磷酸盐颗粒与锰矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Mn≥50％，P≤0.040％，S≤0.3％的所述低磷锰矿精粉。

所述低磷铁精矿粉的制作过程为：低磷铁矿在选矿过程中磨至粒度≤0.035mm，使低磷铁矿中的磷酸盐颗粒与铁矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Fe≥62％，P≤0.07％，S≤0.3％的所述低磷铁精矿粉

2、在高炉生产中用该烧结矿冶炼铁水，得到锰含量为15％、碳含量3％、铁含量80％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水，铁水温度≥1500℃。

3、使用公称吨位为80吨的转炉冶炼HRB400牌号的螺纹钢，转炉吹炼前，向转炉中加入普通常规成份的铁水81吨、废钢8吨(铁水为低硫铁水，铁水的性质数据见表2所示)，转炉吹炼过程中按照转炉炼钢工艺吹炼铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％，得到钢水；转炉钢水的性质数据见表1所示。

4、在转炉出钢前，向空钢包中兑入4.3吨富锰铁水，富锰铁水兑入量根据钢种中的碳、锰成份进行计算，然后打开钢包底吹氩***，控制底吹气体流量控制阀开度为20％～30％。

富锰铁水兑入量的计算方法为：根据转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量、钢水重量、富锰铁水的碳含量、钢种的目标碳含量计算出配至目标碳含量需兑入的富锰铁水量，记为X1，

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量为0.10％、钢水重量为80吨、富锰铁水的碳含量为3％、钢种的目标碳含量为0.25％。

X1＝(80吨×0.25-80吨×0.1)/(3-0.25)

X1＝4.3吨

根据转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量、钢水重量、富锰铁水的锰含量、钢种的目标锰含量计算出配至目标锰含量需兑入的富锰铁水量，记为X2。

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量为0.07％、钢水重量为80吨、富锰铁水的锰含量为15％、钢种的目标锰含量为1.2％。

X2＝(80吨×1.2-80吨×0.07)/(15-1.2)

X2＝6.5吨

富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个，即：富锰铁水的实际兑入量为4.3吨。

经计算，转炉吹炼前，铁水的实际装入量需较标准装入量减少4.3吨，在以后的炉次使用富锰铁水对钢水进行增锰生产HRB400钢种操作时，铁水的实际装入量需较标准装入量减少4.3吨。

5、转炉出钢过程中钢包底吹氩阀门调到最大，对钢水进行强搅拌，出钢至1/2至3/4向钢水中加入硅铁合金(FeSi75)188kg，硅锰合金(FeMn64Si18)607kg。

硅锰合金加入量＝(X2-X1)×富锰铁水的锰含量/(锰合金中的锰含量×锰合金加入过程中锰的回收率)＝(6.5吨-4.3吨)×0.15/(0.64×0.85)＝607kg。

硅铁合金加入量＝(钢水重量×钢水目标成份中的硅含量-硅锰合金加入量×硅锰合金中的硅含量×硅锰合金加入过程中硅的回收率)/(硅铁合金中的硅含量×硅铁合金加入过程中硅的回收率)＝(80吨×0.0025-607kg×0.18×0.8)/(0.75×0.8)＝188kg。

转炉出钢过程中，富锰铁水中的一部分碳和锰参与脱氧反应消耗掉了，剩余的碳和锰起到合金化的作用。

所补加的硅锰合金中硅的质量百分数为18％，含锰的质量百分数为64％。

最终制得85吨合格的HRB400钢水，其性质数据见表3，钢水符合国标要求，由于富锰铁水起到增加钢水中0.75％的锰的作用和增加钢水中0.15％的碳的作用，经计算降低锰合金成本50元/吨钢。

实施例2

1、某钢厂总产能为1200万吨钢/年，共有13做高炉，选择其中一座最小的750m³高炉用于专门来生产富锰铁水，该高炉所用的烧结矿在配料过程中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉，低磷富锰矿精粉占烧结矿的质量百分数为25％，低磷铁矿精粉占烧结矿的质量百分数为57％。烧结矿还包括质量百分数为4％的石灰9％得白云石、5％得焦粉。

所述低磷锰矿精粉的制作过程为：低磷富锰矿在选矿过程中磨至粒度≤0.035mm，使低磷锰矿中的磷酸盐颗粒与锰矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Mn≥50％，P≤0.040％，S≤0.3％的所述低磷锰矿精粉。

2、在高炉生产中用上述烧结矿冶炼铁水，得到锰含量为25％、碳含量5％、铁含量69％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水，铁水温度≥1500℃。

3、使用公称吨位为120吨的转炉冶炼65Mn牌号的高碳钢，转炉吹炼前，向转炉中加入普通常规成份的铁水122吨，废钢10吨(铁水为低硫铁水，铁水的性质数据见表2所示)，转炉吹炼过程中按照转炉炼钢工艺吹炼铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％，得到钢水；转炉钢水的性质数据见表1所示。

4、在转炉出钢前，向空钢包中兑入4.55吨富锰铁水，富锰铁水兑入量根据钢种中的碳、锰成份进行计算，然后打开钢包底吹氩***，控制底吹气体流量控制阀开度为20％～30％。

所述步骤4富锰铁水兑入量的计算方法为：根据转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量、钢水重量、富锰铁水的碳含量、钢种的目标碳含量计算出配至目标碳含量需兑入的富锰铁水量,记为X1，

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量为0.15％、钢水重量为120吨、富锰铁水的碳含量为5％、钢种的目标碳含量为0.65％。

X1＝(120吨×0.65-120吨×0.15)/(5-0.65)

X1＝13.8吨

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量为0.09％、钢水重量为120吨、富锰铁水的锰含量为25％、钢种的目标锰含量为1.0％。

X2＝(120吨×1.0-120吨×0.09)/(25-1.0)

X2＝4.55吨

富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个，即：富锰铁水的实际兑入量为4.55吨。

经计算，转炉吹炼前，铁水的实际装入量需较标准装入量减少4.55吨，在以后的炉次使用富锰铁水对钢水进行增锰操作来生产65Mn钢种时，铁水的实际装入量需较标准装入量减少4.55吨。

5、转炉出钢过程中钢包底吹氩阀门调到最大，对钢水进行强搅拌，出钢至1/2至3/4向钢水中加入硅合金(FeSi75B)420kg，碳粉661kg。转炉出钢过程中，富锰铁水中的一部分碳和锰参与脱氧反应消耗掉了，剩余的碳和锰起到合金化的作用。

其具体计算公式为：碳粉重量＝(X1-X2)×富锰铁水的碳含量/(碳粉加入过程中碳的回收率)＝(13.8吨-4.55吨)×0.05/0.7＝661kg；

硅铁合金加入量＝(钢水重量×钢水目标成份中的硅含量)/(硅铁合金中的硅含量×硅铁合金加入过程中硅的回收率)＝(120吨×0.002)/(0.75×0.8)＝400kg。

最终制得125吨合格的65Mn钢水，其性质数据见表3，钢水符合国标要求，由于富锰铁水起到增加钢水中0.91％的锰的作用，经计算降低锰合金成本70元/吨钢。

实施例3

1、某钢厂总产能为1200万吨钢/年，共有13做高炉，选择其中一座最小的750m³高炉用于专门来生产富锰铁水，该高炉所用的烧结矿在配料过程中配入低磷富锰矿精粉和低磷铁矿精粉，低磷富锰矿精粉在烧结矿中的质量百分数为20％。低磷铁矿精粉占烧结矿的质量百分数为62％。烧结矿中还包括质量百分数为5％的石灰、质量分数为9％的白云石和质量分数为4％的无烟煤。

低磷铁精矿粉的制作过程为：低磷铁矿在选矿过程中磨至粒度≤0.035mm，使低磷铁矿中的磷酸盐颗粒与铁矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Fe≥62％，P≤0.07％，S≤0.3％的所述低磷铁精矿粉。

2、在高炉生产中用上述烧结矿冶炼铁水，得到锰含量为20％、碳含量4％、铁含量75％、P含量≤0.07％、S含量小于0.03％的富锰铁水，铁水温度≥1500℃。

3、使用公称吨位为100吨的转炉冶炼45牌号的优碳钢，转炉吹炼前，向转炉中加入普通常规成份的铁水103吨，废钢9吨(铁水为低硫铁水，铁水的性质数据见表2所示)，转炉吹炼过程中按照转炉炼钢工艺吹炼铁水，控制钢水的吹炼终点温度≥1670℃，控制钢水的吹炼终点磷含量≤0.017％，得到钢水；转炉钢水的性质数据见表1所示。

4、在转炉出钢前，向空钢包中兑3.2吨富锰铁水，富锰铁水兑入量根据钢种中的碳、锰成份进行计算，然后打开钢包底吹氩***，控制底吹气体流量控制阀开度为20％～30％。

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量为0.12％、钢水重量为100吨、富锰铁水的碳含量为4％、钢种的目标碳含量为0.45％。

X1＝(100吨×0.45-100吨×0.12)/(4-0.45)

X1＝9.5吨

计算过程为：转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量为0.08％、钢水重量为100吨、富锰铁水的锰含量为20％、钢种的目标锰含量为0.7％。

X2＝(100吨×0.7-100吨×0.08)/(20-0.7)

X2＝3.2吨

富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个，即：富锰铁水的实际兑入量为3.2吨。

经计算，转炉吹炼前，铁水的实际装入量需较标准装入量减少3.2吨，在以后的炉次使用富锰铁水对钢水进行增锰操作来生产65Mn钢种时，铁水的实际装入量需较标准装入量减少3.2吨。

5、转炉出钢过程中钢包底吹氩阀门调到最大，对钢水进行强搅拌，出钢至1/2至3/4向钢水中加入硅合金(FeSi75B)333kg，碳粉360kg。转炉出钢过程中，富锰铁水中的一部分碳和锰参与脱氧反应消耗掉了，剩余的碳和锰起到合金化的作用。

其具体计算公式为：碳粉重量＝(X1-X2)×富锰铁水的碳含量/(碳粉加入过程中碳的回收率)＝(9.5吨-3.2吨)×0.04/0.7＝360kg；

硅铁合金加入量＝(钢水重量×钢水目标成份中的硅含量)/(硅铁合金中的硅含量×硅铁合金加入过程中硅的回收率)＝(100吨×0.002)/(0.75×0.8)＝333kg。

最终制得103吨合格的牌号为45的钢水，其性质数据见表3，钢水符合国标要求，由于富锰铁水起到增加钢水中0.62％的锰的作用，经计算降低锰合金成本40元/吨钢。

表1实施例中转炉钢水的性质数据

表2实施例中所用低硫铁水的性质数据(wt％)

表3实施例中制得的钢水的性质数据(wt％)

Claims

1.一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，包括以下步骤，

2.根据权利要求1所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，步骤(1)中所述低磷富锰矿精粉的制作过程为：低磷富锰矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷锰矿中的磷酸盐颗粒与锰矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Mn≥50％，P≤0.040％，S≤0.3％的所述低磷锰矿精粉。

3.根据权利要求1所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，步骤(1)中所述低磷铁矿精粉的制作过程为：低磷铁精矿在选矿过程中磨至粒度≤0.038mm，使低磷铁精矿中的磷酸盐颗粒与铁矿物颗粒分离，然后经磁选后得到Fe≥62％，P≤0.07％，S≤0.3％的所述低磷铁矿精粉。

4.根据权利要求1所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，所述步骤(4)中富锰铁水兑入量的计算方法为：根据转炉冶炼终点钢水成份中的碳含量、钢水重量、富锰铁水的碳含量、钢种的目标碳含量计算出配至目标碳含量需兑入的富锰铁水量，记为X1；根据转炉冶炼终点钢水成份中的锰含量、钢水重量、富锰铁水的锰含量、钢种的目标锰含量计算出配至目标锰含量需兑入的富锰铁水量，记为X2；富锰铁水的实际兑入量取X1、X2值中较小的一个。

5.根据权利要求4所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，

6.根据权利要求5所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，步骤(5)中补加碳粉或者锰合金的重量如下：

当X1<X2时，需补加锰合金，锰合金加入重量＝(X2-X1)×富锰铁水的锰含量/(锰合金中的锰含量×锰合金加入过程中锰的回收率)；

当X1>X2时，需补加碳粉，碳粉加入重量＝(X1-X2)×富锰铁水的碳含量/(碳粉加入过程中碳的回收率)。

7.根据权利要求4所述的一种控制钢水中锰含量的方法，其特征在于，步骤(3)中，转炉吹炼前，铁水的实际装入量较标准装入量减少上一炉次中X1、X2值中较小的一个。