一種真空感應(yīng)爐加錳礦直接合金化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煉鋼工藝領(lǐng)域，特別涉及一種真空感應(yīng)爐在煉鋼過程中加錳礦代替錳 合金或金屬錳進行直接合金化的煉鋼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 錳是鋼中的五大元素之一，也是鋼鐵材料中的重要合金元素，在鋼中起到重要的 不可替代的作用。目前，真空感應(yīng)爐在煉鋼過程中進行錳合金化的方法是采用含錳的鐵合 金如錳鐵、硅錳鐵或金屬錳在廢鋼原料完全熔化后進行錳合金化。這種采用含錳的鐵合金 或金屬錳進行錳合金化的工藝非常成熟，在感應(yīng)爐煉鋼過程中的操作和控制也較容易，錳 的收得率高且穩(wěn)定。但是，錳合金或金屬錳價格較貴，煉鋼過程中采用錳合金或金屬錳進行 錳合金化的成本較高，而且熔煉錳合金或金屬錳是一個高耗能、高污染的過程，需消耗大量 的能源，并造成環(huán)境污染。
[0003] 近年來，隨著全世界及我國對環(huán)境保護的重視，鋼鐵企業(yè)每年在環(huán)保方面的投入 越來越大，建設(shè)"綠色型鋼鐵企業(yè)"迫在眉睫。另外，由于近幾年鋼鐵行業(yè)市場形勢非常嚴 峻，"降本增效"成了目前鋼鐵行業(yè)的又一重要課題。面對環(huán)保和成本的雙重壓力，有些企業(yè) 嘗試在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中采用錳礦進行直接合金化。因為在轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中通常也是采用含 錳的鐵合金如錳鐵、硅錳鐵或金屬錳在出鋼或精煉過程中進行錳合金化。但由于轉(zhuǎn)爐鋼水 和渣的氧化性較高，錳的收得率較低，通常在50%以下。而且添加錳礦會使鋼渣的氧化性增 加，侵蝕爐襯。另外，轉(zhuǎn)爐采用錳礦直接還原合金化通常還需要配合雙渣或雙聯(lián)工藝，增加 煉鋼成本，降低生產(chǎn)效率。而真空感應(yīng)爐不存在氧化性氣氛，不會增加鋼水的氧含量，非常 適合錳礦的直接還原合金化。
[0004] 專利公開號CN 102168160B公開了一種使錳礦直接還原合金化的轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝， 該方案是基于轉(zhuǎn)爐雙渣法煉鋼工藝，通過減少廢鋼加入量、采用高槍位軟吹操作，倒?fàn)t后投 入錳礦并減少第二批渣料的加入量等工藝調(diào)整方法，實現(xiàn)錳礦在轉(zhuǎn)爐內(nèi)的直接還原合金 化。該專利解決了現(xiàn)有以錳系合金為原料的合金化路線成本高及錳系合金生產(chǎn)過程能耗 高、污染大等問題；但錳合金的收得率較低，最高只有47%。
[0005] "錳礦還原技術(shù)在寶鋼轉(zhuǎn)爐上的應(yīng)用"介紹了寶鋼300t轉(zhuǎn)爐采用雙聯(lián)工藝配合 進行錳礦直接還原合金化的工藝。該工藝是在脫磷爐采用BRP脫磷工藝，終點磷含量小于 目標(biāo)成品磷的基礎(chǔ)上，在脫碳爐內(nèi)加入錳礦進行直接還原合金化，結(jié)果錳的平均收得率為 61 %。該工藝錳的收得率雖然較高，但需要轉(zhuǎn)爐采取雙聯(lián)工藝配合，因而綜合能耗和成本較 商。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明提供一種真空感應(yīng)爐加錳礦直接合金化的方法，旨在以錳礦代替錳合金或 金屬錳進行鋼水的錳合金化，達到降低煉鋼成本、減少環(huán)境污染，實現(xiàn)錳礦在真空感應(yīng)爐內(nèi) 的直接還原合金化。
[0007] 為此，本發(fā)明所采取的解決方案是：
[0008] -種真空感應(yīng)爐加錳礦直接合金化的方法，其特征在于：
[0009] 1、工藝步驟：加廢鋼原料一通電加熱并抽真空一鋼水脫氧及合金化一加錳礦和還 原劑一出鋼。
[0010] 2、真空感應(yīng)爐在加入錳礦和還原劑前，真空度按常規(guī)操作控制，碳含量按所煉鋼 種的中、下限控制，鋼液溫度按高于所煉鋼種上限20°C控制，氧含量按小于0. 0030wt%控 制。
[0011] 鋼水中的碳含量按照所煉鋼種的中、下限控制是為了避免后續(xù)加入錳礦和還原劑 碳后鋼液增碳造成成分不合格。鋼液溫度按照高于所煉鋼種上限20°c控制，是由于鋼液加 入錳礦和還原劑后會導(dǎo)致溫降，而且更高的溫度會使錳礦和還原劑熔化更快、反應(yīng)更加充 分?？刂其撘貉鹾啃∮?. 0030%重量百分比，是使錳礦加入時鋼液有一個良好的還原性 條件，促進錳礦充分還原，提高錳的收得率。
[0012] 3、真空感應(yīng)爐出鋼前5min加入錳礦和還原劑，以保證錳礦和還原劑加入后有足 夠的時間熔化和反應(yīng)。錳礦加入量按鋼水的初始錳含量和溫度、錳礦中的錳含量和鋼種對 錳含量的要求確定，所加入的還原劑為碳，加入量按錳礦中MnO含量、錳礦加入量和能將錳 礦中的氧化錳完全還原確定。
[0013] 4、鋼水加入錳礦和還原劑后，將真空感應(yīng)爐功率調(diào)至最大，并按真空感應(yīng)爐所能 達到的極限真空度控制。在加入錳礦和還原劑后迅速將爐子的真空度提升到所能達到的極 限真空度，是由于高的真空度更有利于鋼液的脫氧，可更大程度地降低鋼液及渣中的氧含 量，為錳礦的直接還原合金化創(chuàng)造更有利的條件。重要的是高的真空度可增大碳氧反應(yīng)的 強度，使鋼中加入的還原劑碳最大程度地還原錳礦使金屬錳進入到鋼液中，提高錳的收得 率。
[0014] 5、真空感應(yīng)爐出鋼方式為真空狀態(tài)下進行。真空狀態(tài)下出鋼可保證鋼水在出鋼過 程中不被氧化，更重要的是真空狀態(tài)下出鋼可保證錳礦中已被還原進入鋼水中的錳不被氧 化，提高錳的收得率。
[0015] 所述錳礦為富錳礦，其中富錳礦成分中按wt % :TMn彡45%、P彡0.010%、 S < 0. 010%。富錳礦中錳含量較高，在鋼種對錳含量要求不變的情況下，爐內(nèi)加入的錳礦 量較少，避免大量的錳礦加入造成爐子溫降太大，也可避免破壞真空度。另外，感應(yīng)爐料倉 較小，不適合加入大量錳礦。更重要的是富錳礦中雜質(zhì)元素含量較少，可減少對鋼液成分的 影響，尤其硫、磷含量較低，避免鋼液硫、磷含量超標(biāo)。
[0016] 本發(fā)明的有益效果為：
[0017] 本發(fā)明可在真空感應(yīng)爐煉鋼過程中采用錳礦代替錳鐵合金或金屬錳對鋼水進行 合金化，解決了現(xiàn)有工藝中以錳鐵合金或金屬錳為原料的合金化導(dǎo)致的煉鋼生產(chǎn)成本增加 和環(huán)境污染的問題，實現(xiàn)了錳礦在真空感應(yīng)爐內(nèi)的直接還原合金化煉鋼工藝。另外，本發(fā)明 是基于傳統(tǒng)真空感應(yīng)爐冶煉工藝和以不對設(shè)備進行改造為前提，因此無需投資便可有效降 低煉鋼成本，減少環(huán)境污染，錳礦中錳的收得率平均達到66. 3%，具有顯著的經(jīng)濟效益和社 會效益。
【具體實施方式】
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