(12)发明专利申请
(10)申请公布号(10)申请公布号 CN 103484593 A(43)申请公布日 2014.01.01
(21)申请号 201310478304.4(22)申请日 2013.10.14
(71)申请人南京钢铁股份有限公司
地址210035 江苏省南京市六合区卸甲甸(72)发明人李明 陶镳 胡道峰 翟卫江(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任
公司 32102
代理人姚姣阳 周海斌(51)Int.Cl.
C21C 5/28(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页权利要求书1页 说明书4页
(54)发明名称
提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法(57)摘要
本发明涉及一种提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，包括：第一步、在小转炉冶炼初期控制成渣条件；第二步、待炉内成渣后控制炉内条件并升温；第三步、在小转炉冶炼中期，分批次加入锰矿，并控制冶炼条件；第四步、在小转炉冶炼中期结束前控制炉内条件；第五步、在小转炉冶炼后期控制冶炼条件；第六步、在小转炉冶炼终点控制炉内条件，并实施拉碳操作；第七步、小转炉冶炼结束。本发明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。
CN 103484593 ACN 103484593 A
权 利 要 求 书
1/1页
1.一种提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，包括以下步骤：第一步、在小转炉冶炼初期，向炉内铁水中加入造渣料；所述造渣料包括石灰和轻烧白云石，加入量分别为石灰20-30kg/t铁水，轻烧白云石5-10kg/t铁水；同时保持氧气压力为0.8-0.9Mpa，保持氧枪枪位高度为800-900mm；
第二步、待炉内成渣后，立即向炉内铁水中加入石灰10-15kg/t铁水，并控制铁水温度逐渐上升；
第三步、在小转炉冶炼中期，于硅锰反应期完成后碳开始剧烈氧化、铁水温度迅速上升的阶段，分至少2批次加入锰矿，锰矿的加入总量为6-8kg/t铁水；同时保持氧枪枪位高度为1000-1400mm，调整氧枪枪位高度时逐渐调整；
第四步、在距离小转炉冶炼中期结束至少8min之前，向炉内加入石灰10-15kg/t铁水，以及轻烧白云石5-20kg/t铁水；
第五步、在小转炉冶炼后期，将氧气压力逐渐提高到至少0.9Mpa，同时将氧枪枪位高度逐渐降至最低限位；
第六步、在小转炉冶炼终点，氧枪深吹时间为至少15s；实施拉碳操作，使终点钢水中碳含量≥重量百分数0.1%，使氧含量降低50-100ppm，锰含量达到重量百分数0.11-0.13%；同时使终渣MnO含量升高，FeO含量降低，并使终渣碱度为3-5；控制终点温度为1640℃-1680℃；
第七步、小转炉冶炼结束。
2.根据权利要求1所述提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，第三步中，锰矿含锰量为重量百分数15-30%。
3.根据权利要求2所述提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，锰矿含Fe量为重量百分数5-20%，含SiO2量为重量百分数5-20%，含P量≤重量百分数0.035%，含S量≤重量百分数0.02%，含水量≤重量百分数1.0%；锰矿石的粒度为20-40mm。
4.根据权利要求1或2或3所述提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，第一步中，石灰加入量为20kg/t铁水，轻烧白云石加入量为8kg/t铁水，氧气压力为0.8Mpa，氧枪枪位高度为800mm；
第二步中，石灰加入量为15kg/t铁水；第三步中，在小转炉冶炼中期开始3min后，分至少2批次加入总量为8kg/t铁水的锰矿；
第四步中，在距离小转炉冶炼中期结束8min之前，向炉内加入石灰15kg/t铁水，以及轻烧白云石20kg/t铁水；
第五步中，氧气压力逐步提高至0.9Mpa；第六步中，氧枪深吹时间为15s。
5.根据权利要求1或2或3所述提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，在小转炉冶炼初期控制温度为1400℃-1450℃，在小转炉冶炼中期控制温度为1560℃-1600℃，在小转炉冶炼后期控制温度为1640℃-1680℃。
2
CN 103484593 A
说 明 书
提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法
1/4页
技术领域
本发明涉及一种钢水冶炼方法，尤其是一种提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方
法，专门适用于小转炉。
[0001]
背景技术
目前在业内将锰元素合金化的方法通常有两种，第一种是先利用锰矿石生产含锰铁合金，再把含锰铁合金投入钢包中，以提高终点钢水锰含量；第二种是直接将锰矿石加入转炉中进行合金化。实践证明，第二种方法优于第一种方法，不仅能降低铁合金消耗量，降低成本，缩短流程，节能减排，还能以锰矿石代替铁矿石作为氧化剂，也可作为冷却剂用以调温。
[0003] 锰元素在转炉内初期被大量氧化，但在冶炼后期氧化趋于平衡，随着碳元素的氧化，炉渣中FeO含量降低，MnO被还原，金属Mn进入钢水中；提高转炉终点钢水锰含量可降低锰铁用量，有利于降低炼钢生产成本；随着终点钢水锰含量的提高，钢水氧化性下降，炉渣脱硫率提高，从而提高钢水纯净度。[0004] 据申请人所知，我国95%的锰矿石为含锰量较低的贫锰矿，严重制约了直接投加锰矿石的效果，目前大都通过改进工艺来改善效果，使直接投加锰矿石的方法可以实施推广。
[0005] 例如，宝钢炼钢厂采用“三脱”（即脱硫、脱磷、脱硅）铁水进行少渣吹炼，同时配加锰矿，锰矿含锰量为34%～36%；生石灰单耗11.3kg/t·s，轻烧白云石单耗6.3kg/t·s，转炉渣量30kg/t·s，为常规渣量的1/3；添加锰矿大于8kg/t·s，在转炉吹止碳含量大于0.08%的情况下，锰的收得率大于50%。[0006] 再如，莱钢炼钢厂曾于其1号转炉进行了加锰矿试验，锰矿含锰量为27%，每炉200kg，在开吹时一次加入炉内，由于加入量少、终点碳低、渣量大，Mn回收率只有28%，需要做进一步改进。之后将铁水“三脱”，转炉少渣炼钢，提高终点碳含量，最终锰矿合金化后Mn的回收率达到75%以上。[0007] 又如，申请号201010183481.6申请公告号CN101880743A的中国发明专利申请（名称：一种转炉少渣冶炼进行锰矿合金化的工艺），通过转炉中途倒渣减少渣量，冶炼初期加入锰矿1kg/t-2.5kg/t，减少转炉冶炼过程渣量，中途倒出炉渣50%以上，出钢时采用高拉碳的工艺，碳含量控制在0.08%以上，供气强度在0.03-0.3Nm3/min·t，贫锰矿收得率达到40%以上。
[0008] 然而，由于小转炉不具备铁水“三脱”、双渣冶炼、顶底复合吹炼的条件，上述工艺均无法直接适用于小转炉，而且申请人也未发现专门针对小转炉的直接投加锰矿石工艺。
[0002]
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术存在的问题，提出一种提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，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
[0009]
3
CN 103484593 A
说 明 书
2/4页
石的工艺。
[0010] 本发明解决其技术问题的技术方案如下：[0011] 一种提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法，其特征是，包括以下步骤：[0012] 第一步、在小转炉冶炼初期，向炉内铁水中加入造渣料；所述造渣料包括石灰和轻烧白云石，加入量分别为石灰20-30kg/t铁水，轻烧白云石5-10kg/t铁水；同时保持氧气压力为0.8-0.9Mpa，保持氧枪枪位高度为800-900mm；[0013] 第二步、待炉内成渣后，立即向炉内铁水中加入石灰10-15kg/t铁水，并控制铁水温度逐渐上升；[0014] 第三步、在小转炉冶炼中期，于硅锰反应期完成后碳开始剧烈氧化、铁水温度迅速上升的阶段，分至少2批次加入锰矿，锰矿的加入总量为6-8kg/t铁水；同时保持氧枪枪位高度为1000-1400mm，调整氧枪枪位高度时逐渐调整；[0015] 第四步、在距离小转炉冶炼中期结束至少8min之前，向炉内加入石灰10-15kg/t铁水，以及轻烧白云石5-20kg/t铁水；[0016] 第五步、在小转炉冶炼后期，将氧气压力逐渐提高到至少0.9Mpa，同时将氧枪枪位高度逐渐降至最低限位；[0017] 第六步、在小转炉冶炼终点，氧枪深吹时间为至少15s；实施拉碳操作，使终点钢水中碳含量≥重量百分数0.1%，使氧含量降低50-100ppm，锰含量达到重量百分数0.11-0.13%；同时使终渣MnO含量升高，FeO含量降低，并使终渣碱度为3-5；控制终点温度为1640℃-1680℃；[0018] 第七步、小转炉冶炼结束。本发明进一步完善的技术方案如下：[0020] 优选地，第三步中，锰矿含锰量为重量百分数15-30%。[0021] 更优选地，锰矿含Fe量为重量百分数5-20%，含SiO2量为重量百分数5-20%，含P量≤重量百分数0.035%，含S量≤重量百分数0.02%，含水量≤重量百分数1.0%；锰矿石的粒度为20-40mm。[0022] 优选地，第一步中，石灰加入量为20kg/t铁水，轻烧白云石加入量为8kg/t铁水，氧气压力为0.8Mpa，氧枪枪位高度为800mm；[0023] 第二步中，石灰加入量为15kg/t铁水；[0024] 第三步中，在小转炉冶炼中期开始3min后，分至少2批次加入总量为8kg/t铁水的锰矿；
[0025] 第四步中，在距离小转炉冶炼中期结束8min之前，向炉内加入石灰15kg/t铁水，以及轻烧白云石20kg/t铁水；[0026] 第五步中，氧气压力逐步提高至0.9Mpa；[0027] 第六步中，氧枪深吹时间为15s。[0028] 优选地，在小转炉冶炼初期控制温度为1400℃-1450℃，在小转炉冶炼中期控制温度为1560℃-1600℃，在小转炉冶炼后期控制温度为1640℃-1680℃。[0029] 本发明的关键点在于：（1）在小转炉冶炼中期的上述特定阶段加入锰矿，可以充分利用炉渣开始容易返干的时机，使贫锰矿中的锰元素更易进入铁水中，最终使终点钢水锰含量增加；（2）在小转炉冶炼的各个时期分别控制炉内冶炼条件，尤其是在终点实施拉
[0019]
4
CN 103484593 A
说 明 书
3/4页
碳操作，可有效促进锰矿中的锰元素进入铁水中，取得良好效果。[0030] 本发明的有益效果为：[0031] （1）专门针对小转炉特点，使直接投加锰矿石工艺可在小转炉上予以实现。[0032] （2）在小转炉冶炼中期加入锰矿可替代铁矿石化渣剂，化渣效果更好，不会产生金属喷溅，终渣流动性好，可减少脱氧合金用量，降低冶炼成本；此外，锰矿还可替代铁矿石作为冷却剂来调整出钢温度。[0033] （3）在小转炉冶炼中期加入锰矿可有效提高终渣MnO含量，从而增加可还原的锰元素量，有利于增加终点钢水锰含量，降低终点钢水氧含量，提高钢水质量；同时可进一步降低终渣中FeO含量和氧含量，减缓炉渣对炉衬的侵蚀，降低钢铁料消耗，提高钢水纯净度。
具体实施方式
[0034] 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。[0035] 实施例
[0036] 本实施例提高小转炉终点钢水锰含量的冶炼方法包括以下步骤：[0037] 第一步、在小转炉冶炼初期，向炉内铁水中加入造渣料；所述造渣料包括石灰和轻烧白云石，加入量分别为石灰20-30kg/t铁水（优选20kg/t铁水），轻烧白云石5-10kg/t铁水（优选8kg/t铁水）；同时保持氧气压力为0.8-0.9Mpa（优选0.8Mpa），保持氧枪枪位高度为800-900mm（优选800mm）；[0038] 第二步、待炉内成渣后，立即向炉内铁水中加入石灰10-15kg/t铁水（优选15kg/t铁水），并控制铁水温度逐渐上升；[0039] 第三步、在小转炉冶炼中期，于硅锰反应期完成后碳开始剧烈氧化、铁水温度迅速上升的阶段（优选小转炉冶炼中期开始3min后），分至少2批次加入锰矿，锰矿的加入总量为6-8kg/t铁水（优选8kg/t铁水）；同时保持氧枪枪位高度为1000-1400mm，调整氧枪枪位高度时逐渐调整（严禁枪位大起大落）；
[0040] 锰矿石含锰量为重量百分数15-30%，含Fe量为重量百分数5-20%，含SiO2量为重量百分数5-20%，含P量≤重量百分数0.035%，含S量≤重量百分数0.02%，含水量≤重量百分数1.0%；锰矿石的粒度为20-40mm；[0041] 第四步、在距离小转炉冶炼中期结束至少8min（优选8min）之前，向炉内加入石灰10-15kg/t铁水（优选15kg/t铁水），以及轻烧白云石5-20kg/t铁水（优选20kg/t铁水）；[0042] 第五步、在小转炉冶炼后期，将氧气压力逐渐提高到至少0.9Mpa（优选0.9Mpa），同时将氧枪枪位高度逐渐降至最低限位；[0043] 第六步、在小转炉冶炼终点，氧枪深吹时间为至少15s（优选15s）（同时应加强熔池搅拌）；实施拉碳操作，使终点钢水中碳含量≥重量百分数0.1%，使氧含量降低50-100ppm，锰含量达到重量百分数0.11-0.13%；同时使终渣MnO含量升高，FeO含量降低，并使终渣碱度为3-5；控制终点温度为1640℃-1680℃；[0044] 第七步、小转炉冶炼结束。[0045] 此外，在小转炉冶炼初期控制温度为1400℃-1450℃，在小转炉冶炼中期控制温度为1560℃-1600℃，在小转炉冶炼后期控制温度为1640℃-1680℃。
5
CN 103484593 A[0046]
说 明 书
4/4页
应用案例：
[0047] 氧气顶吹小转炉3座，出钢量40t，冶炼周期25min，纯吹氧时间13min。造渣料为石灰、轻烧白云石、返矿/锰矿石、氧化铁皮等。脱氧合金采用硅铁、锰铁、铝锰、电石等。[0048] 初生的炉渣主要用FeO、SiO2、和少量MnO组成，块状石灰与初生炉渣接触时，由于炉渣与石灰是浸润的，炉渣将进入石灰表面的气孔和裂纹。在石灰块表面形成高熔点化合物2CaO·SiO2(C2S相区)和3CaO·SiO2(C3S相区)覆盖层，它们将石灰块与熔渣隔开，使石灰溶解速度减慢。提高MnO含量，有利于CaO饱和溶解度提高，（C2S+L）两相区缩小，覆盖层变薄，石灰溶解速度加快。增加渣中MnO具有良好的持续化渣作用。[0049] 使用锰矿，渣中FeO较大幅度降低，有助于提高合金料吸收率和减缓炉衬侵蚀，改善终渣流动性，使溅渣扶炉效果有所改善。
[0050] 在该应用案例中采用本实施例方法后，在第六步中，终点钢水锰含量达到重量百分数0.126%；锰矿合金化Mn的回收率可达到37%以上，效果良好；且终点钢水中锰含量提高0.1%，则终点钢水中氧含量降低18ppm。[0051] 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
6
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容