[发明专利]半钢少渣冶炼转炉锰矿直接合金化工艺

说明书

本发明涉及半钢少渣冶炼转炉锰矿直接合金化工艺，属于炼钢技术领域。本发明采用转炉双渣冶炼的方法，上炉留渣后进行溅渣操作,然后向炉内加入造渣材料控制初渣碱度在1.5‑1.8之间，兑铁后进行第一次造渣吹炼，控制炉内铁水温度在1350‑1500℃时倒炉放渣，然后加入造渣材料进行第二次造渣吹炼，第二次造渣吹炼过程分批次加入锰矿进行合金化，控制终渣碱度在2.5‑3.5之间，控制终点钢水温度1610‑1660℃之间出钢。本发明锰矿直接合金化工艺在保证转炉脱磷效果的同时，提高终点钢水锰含量，且具有较高的锰收率。

技术领域

本发明属于炼钢技术领域，具体涉及半钢少渣冶炼转炉锰矿直接合金化工艺。

背景技术

在炼钢生产中，锰是必须的合金化元素，对提高钢材质量和改善钢材性能具有重要作用。目前多数钢铁企业均通过在出钢过程或者精炼时加入锰铁合金对钢水进行锰的合金化操作。而锰系合金的制造过程主要使用富锰矿，且是个高耗能、高污染的过程，不仅制造成本高，对环境污染也大。因此，锰系合金价格往往较高，炼钢锰合金化成本较高。锰矿直接合金化是指直接用锰合金元素氧化物(锰矿)作为合金化添加剂，加入炼钢转炉内，在一定的工艺条件下，通过钢中元素或配加还原剂还原，使锰矿中的锰在吹炼终点时尽可能进入钢液，从而达到合金化的目的。与传统的使用铁合金方法相比，锰矿直接合金化可省去专门炼制铁合金的设备和能源消耗，降低钢的合金化成本。

在现有的专利技术中已有采用锰矿直接合金化技术报道，如专利文献CN105838843A公开了一种锰矿直接合金化应用于转炉炼钢工艺，转炉炼钢工艺采用一次拉碳法，终渣FeO含量13％～15％，平均冶炼周期12.3min，在转炉炼钢冶炼开始后的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％。该发明对锰矿中TMn要求较高，且未说明转炉渣量、钢水磷含量控制情况，锰矿中锰的收得率较低。专利文献CN104878158A公开了一种提高锰矿直接合金化钢水锰收得率的方法，该方法把锰矿、石灰或轻烧白云石、无烟煤或焦炭经过烘干、破碎、磨细后，按照重量百分比：锰矿50～90％，石灰或轻烧白云石0～20％，无烟煤或焦炭10～30％制成的混合料作为外层粉剂，把按照上述混合料1/3～1/4的铝粉或硅粉作为内部粉剂制成包芯线，并将包芯线在精炼工序钢包进站时进行喂线。该发明虽然能获得较高的锰收得率，但是生产成本较高，且存在温降大、可能喷溅等问题。专利文献CN108411065A公开了一种应用锰矿进行锰合金化的方法及装置，具体为一种熔融电解方法还原锰矿中锰的方法，通过此项技术向熔渣加入锰矿3～10Kg/吨钢，利用电解熔融还原，可以向钢液增加0.1％～0.2％(重量百分比)的锰含量。该方法对锰矿要求较高，且工业生产成本较高。

炼钢转炉承担脱磷任务，为保证脱磷效果要求有较大渣量和较高氧化性，而锰矿转炉直接合金化工艺要求较小渣量和较低的炉渣氧化性，两者存在一定的矛盾关系。国内某钢铁企业采用半钢冶炼，含钒铁水经提钒后得到的半钢中硅、锰等发热成渣元素含量为痕迹，且半钢的碳、温度偏低脱磷效果较差，因此采用半钢冶炼转炉锰矿直接合金化工艺更有难度，且未见采用半钢冶炼进行转炉锰矿直接合金化的文献报道。

发明内容

本发明为解决上述存在的技术问题，提供半钢少渣冶炼转炉锰矿直接合金化工艺，步骤包括：采用转炉双渣冶炼的方法，上炉留渣后进行溅渣操作,然后向炉内加入造渣材料控制初渣碱度在1.5-1.8之间，兑铁后进行第一次造渣吹炼，控制炉内铁水温度在1350-1500℃时倒炉放渣，然后加入造渣材料进行第二次造渣吹炼，第二次造渣吹炼过程分批次加入锰矿进行合金化，控制终渣碱度在2.5-3.5之间，控制终点钢水温度1610-1660℃之间出钢。

其中，所述锰矿的成分含量按照重量百分比计为TMn：26％-40％、TFe：6％-9％、SiO2：12％-19％、CaO：11％-15％、P≤0.050％、S≤0.30％，其余为杂质。