[发明专利]一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法

说明书

本发明涉及一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法，转炉出钢前，在钢包内加入由金属锰和/或锰铁合金、氧化铁皮和/或废钢渣、金属铝制成的混合料球，出钢到钢包后，利用金属铝氧化放热加热熔化固态金属锰和/或锰铁合金，实现钢水的锰合金化。本发明解决了目前转炉冶炼高锰钢存在的锰合金化难题及不足，同时还能起到提高金属收得率的作用。

技术领域

本发明涉及高锰钢冶炼技术领域，尤其涉及一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法。

背景技术

高锰钢根据不同的锰含量，会表现出优异的强度、塑性、低温韧性、加工硬化性、以及抗冲击安全性，因此在机车、汽车、低温容器、高架建筑等领域展示出广阔的应用潜力。但是高锰钢在冶炼过程中，需要加入的金属锰相对比较多，而转炉提供的热量只能用于熔化有限的锰合金，使高锰钢的锰合金化受到制约，成为转炉冶炼高锰钢的技术难点，同时也制约了高锰钢的大规模工业生产。

为了不受合金化过程中热量损失比较大的限制，目前比较成熟的做法是将锰先熔化，然后以金属锰液的形式对钢液进行合金化处理，从而为高锰钢的锰合金化创造了条件。例如，2017年韩国浦项宣布在世界范围内首次成功实现了利用熔融锰铁合金的方式进行高锰钢生产工艺技术的商用化。该技术最大的特点是独立开发了能够保存熔融状态高纯度锰铁合金的特殊保温炉设备，用液态合金液代替了过去的固体铁合金。然而该技术方案更早报道于1989年陈希杰编著的《高锰钢》一书中，其当时已经提到在冶炼高锰钢时，采用双联法，在一种熔炼炉中(如电炉、感应炉或转炉)冶炼出钢水，在另一种熔炼炉中熔化金属锰或锰铁合金，然后将其兑入到钢水当中，完成高猛合金化过程。

公告号为CN106811685B的中国发明专利公开了“一种低碳高锰钢的冶炼方法”。采用转炉-RH-转炉-LF工艺路线，处理的钢水两次进入转炉，并在第二次入转炉后，在转炉内完成锰的合金化，在合金化过程中在转炉内进行吹氧操作。该方法主要是针对低碳高锰钢的合金化，由于钢液在RH处理完之后需要再次重新回到转炉处理，不仅整体生产时间长，降低了转炉的生产效率，而且容易打乱生产节奏，不利于批量生产。此外，在转炉内通过氧枪对炉内的铝、锰合金进行吹氧熔化过程中，由于铝的放热量比较大，温度高，容易导致氧枪烧损。

迄今为止，高锰钢采用转炉生产也没有能够普及的方法，主要是将金属锰或锰铁熔化需要很多辅助设备，而这些辅助设备需要占用一定的空间，对于已经建好的钢铁厂来说改造是十分困难的。

发明内容

本发明提供了一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法，实现在钢包内进行锰合金化，解决了目前转炉冶炼高锰钢存在的锰合金化难题及不足，同时还能起到提高金属收得率的作用。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法，转炉出钢前，在钢包内加入由金属锰和/或锰铁合金、氧化铁皮和/或废钢渣、金属铝制成的混合料球，出钢到钢包后，利用金属铝氧化放热加热熔化固态金属锰和/或锰铁合金，实现钢水的锰合金化。

一种转炉冶炼高锰钢的锰合金化方法，具体包括如下步骤：

1)制备混合料球；

将金属锰和/或锰铁合金破碎成颗粒状，将氧化铁皮和/或废钢渣粉碎成粉末状，将金属铝加工成丝絮状；将各物料混合均匀，压制成混合料球；

2)向钢包内加入混合料球；

待盛装钢水的钢包经预热后，将多个混合料球铺放在钢包底部，混合料球的加入量按如下公式计算：

式中，加入系数为0.95～1.0，锰的收得率取90％～95％，料球金属锰含量根据混合料球中各成分的配比进行折算；

3)出钢前的准备工作；