CN103074543A - 含钼钢生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含钼钢生产工艺，包括在高炉中制备温度为1400℃～1520℃的铁水，转移铁水到转炉或者电炉中，向转炉或者电炉中加入含钼矿物,使其与铁水接触；加热含钼矿物与铁水至1400℃～1600℃进行冶炼。本发明充分优化了传统的含钼钢生产工艺，节约了钼铁的冶炼和生产过程，以含钼矿石取代钼铁合金，保障钼收得率的同时，大幅降低了生产成本，使生产效率得到提高，减少经济投入，节约了大量原料，适于在相关含钼钢冶炼领域推广应用。

Description

含钼钢生产工艺
技术领域
本发明涉及一种合金钢冶炼方法，尤其涉及一种含钼钢生产工艺。 
背景技术
目前，含钼的钢即含钼钢因其在强度及韧性等方面的机械性能突出而得到大量应用，如集装箱板等，其冶炼的工艺主要通过在炼钢（铁矿石→烧结→高炉炼铁→铁水脱硫→转炉（或电炉）→加入合金→到LF炉或RH或其它精炼设备微调成份→连铸→轧制→成品钢材）的转炉或电炉阶段进行加入合金处理，即在转炉或电炉中加入钼铁合金来达到钢种所需成份，在此工艺中，耗费了大量钼金属，而且钼铁合金的生产成本高，相应地，需要大量经济投入，尤其是对于冶炼高含量钼的钢投入成本更高，并伴随大量资源浪费。 
现有技术中，发明专利ZL200910155196.0公开了一种不锈钢冶炼中提高钼收得率方法，以电炉加氩氧炉二步法冶炼，主要技术特征为：(1)控制粗钢水含碳量，通过配碳操作使粗钢水含碳量在1.2％～1.6％；(2)将需加钼铁总量的70～80％在氩氧炉冶炼的脱碳期初期加入；(3)将需加钼铁总量的20～30％在氩氧炉冶炼的还原期与还原剂一起加入，还原时保持碱度在1.8以上。该发明的方法能将钼的收得率能提高到97％以上，但是，其仍需通过加入钼铁合金来进行，使工艺复杂并且不可避免地浪费大量原料，需要大量经济投入。 
发明专利ZL200910082520.0一种稳定并精确控制钢中钼含量的合金化工艺,主要为：出钢量达到1/5～1/4时先加入脱氧剂后加入钼铁；钼铁粒度为20mm-50mm块状钼铁，其中＜20mm的不大于5％；钼铁加入量按目标或低于目标含量控制，钼铁收得率按95％～100％计算，但以钢中钼含量不超过目标含量为准；出钢过程全程控制钢包底吹氩流量在6-8NL/(min·t)；出钢温度为1680℃-1740°C；精炼要求采用5mm～30mm块状钼铁；取精炼初始钢样检验，按目标钼含量要求补加钼铁；底吹氩气量为6-8Nl/(min·t钢)，搅拌时间为3min-60min，结束温度为1550℃-1640℃。该发明在一定程度上能够对精炼完毕钼含量的精准控制，较有效地防止了精炼加入大量钼铁造成温降过大，增强了生产的稳定性，但是，其冶炼工艺复杂，不仅需要大量钼铁合金而且还需要精准地调控各种条件，以致在实际生产中推广应用比较困难。 
发明内容
本发明的目的是，针对现有技术存在的问题，提供一种含钼钢生产工艺，以优化的生产 工艺节约大量原材料，大幅降低经济投入，并保证含钼钢的生产质量，特别是使其中的钼含量得到充分保障。 
本发明解决问题的技术方案是：一种含钼钢生产工艺，包括如下步骤： 
（1）制备铁水 
在高炉中制备温度为1400℃～1520℃的铁水； 
（2）转移铁水 
将步骤（1）得到的铁水加入到转炉或者电炉中； 
（3）加入含钼矿物 
向步骤（2）所述的转炉或者电炉中加入含钼矿物,使其与铁水接触； 
（4）冶炼 
将步骤（3）的铁水与含钼矿物进行加热，升温至1400℃～1600℃。 
进一步地，在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：2.0%~3.4%的Si，3.6%~4.6%的C，余量为Fe，对于不可避免的杂质如S、P，其含量范围为S≤0.3%、P≤0.13%；在高温下，铁水中的C、Si组分活性优于钼，能够使氧化钼充分还原为金属钼。 
进一步地，在所述步骤（3）中，所述含钼矿物为钼精矿等含氧化钼的钼矿石；优选地，所述含钼矿物的钼含量为0.5%~55%；较佳地，所述含钼矿物的粒径为20mm~150mm。 
进一步地，在所述步骤（3）中，加入的含钼矿物为经过预还原处理的含钼矿物；所述对含钼矿物进行预还原处理的步骤为：（3.1）将含钼矿物与还原剂混合，所得混合物的粒径为20mm～150mm；（3.2）将所得混合物在550℃～750℃下焙烧；在步骤（3.1）中所述还原剂为含碳的物质。在此预还原处理步骤中，能够使含钼矿物所含的氧化钼部分被还原、部分化学键处于不同程度的活化状态，从而使其在步骤（4）中与高温铁水接触后被碳等还原剂快速还原。 
优选地，在所述步骤（3.1）中，所述还原剂为碳粉、石墨和煤中的一种或者几种。 
优选地，在所述步骤（3.1）中，所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼的质量的3%～15%。 
优选地，在所述步骤（3.2）中，所述含钼矿物与还原剂的混合物在600℃～700℃焙烧1~4h，其中，加热混合物时的升温速率以5~25°C/min为佳；具体焙烧保持的时间及升温速率根据含钼矿物与还原剂的混合物的粒度进行确定，例如，粒径为80mm～150mm以4h为佳，粒径为20mm～40mm以1h为佳，粒径为60mm～100mm以3.5h为佳，粒径为40mm～60mm，以2h为佳。 
进一步地，在所述步骤（4）中，对含钼矿物与铁水混合物加热的升温速率为10~20℃/min。 
进一步地，在所述步骤（4）中，含钼矿物与铁水的混合物在1400℃～1600℃保持8～15min，具体温度和时间根据铁水及待还原的钼的量进行确定，以确保含钼矿物中钼被彻底还原同时避免反应时间过长影响含钼钢品质。 
优选地，在所述步骤（1）中，经电极加热块状生铁制得铁水。优选地，在上述冶炼工艺结束后，能够对产品进行深入加工处理，能够对冶炼残渣进行回收处理，例如，根据所练钢种的需要，加入所需石灰和/或溶渣剂对渣子成分进行调整，使其得到回收再利用。 
与现有技术相比，本发明的有益效果是：充分优化了传统的含钼钢生产工艺，节约了钼铁的冶炼和生产过程，以含钼矿石取代钼铁合金，保障钼收得率的同时，大幅降低了生产成本，使生产效率得到提高，减少经济投入，节约了大量原料，适于在相关含钼钢冶炼领域推广应用。 
具体实施方式
实施例1 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺包括如下步骤： 
（1）制备铁水 
在高炉中取得4t温度为1470℃的铁水； 
（2）转移铁水 
将步骤（1）得到的铁水用铁水包加入到电炉中； 
（3）加入钼精矿石 
向步骤（2）所述的电炉中加入氧化钼含量为50%的钼精矿石400kg，使其与铁水充分接触； 
（4）冶炼 
将步骤（3）的铁水与钼精矿石进行加热，升温至1550℃，并在1550℃保持10min。 
上述实施例中： 
在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：2.7%的Si，4.1%的C，余量为Fe； 
在所述步骤（3）中，所述钼精矿石粒径为20mm～150mm； 
在所述步骤（4）中，对含钼矿物与铁水混合物加热的升温速率为15°C/min。 
在上述含钼钢生产工艺，充分利用炉中高温使其钼精矿石溶化，并充分利用铁水中的C、Si组分活性优于钼的性质，使氧化钼在高温下被充分还原为金属钼。在上述冶炼工艺结束后，能够对产品进行深入加工处理，能够对冶炼残渣进行回收处理，例如，根据所练钢种的需要， 加入所需石灰和/或溶渣剂对渣子成分进行调整，使其得到回收再利用。 
上述含钼钢生产工艺与传统的含钼钢生产工艺相比较，进行了大幅度的优化，节约了钼铁的冶炼和生产过程，以含钼矿石取代钼铁合金，保障钼收得率的同时，大幅降低了生产成本，使生产效率得到充分提高，并相应地降低了大量经济投入，节约了大量原料，而且，氧化钼矿石原料的选取，更利于保护环境，避免含硫等污染物的排放。 
表1含钼钢生产中相关物料数据 
Figure BDA00002641040700041
由表1可知，上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.7%，钼收得率为98.6%。 
实施例2 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例1，不同的是，在所述步骤（3）中，加入的钼精矿石为经过预还原处理的含钼矿物；所述对钼精矿石进行预还原处理的步骤为： 
（3.1）将钼精矿石粉碎后与还原剂混合，制得混合物的粒径为20mm-150mm； 
（3.2）将所得混合物在600℃下焙烧3h； 
其中，所述还原剂为碳粉，所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼的质量的5%。 
在上述实施例中，通过对钼精矿石的预还原处理，使其所含的氧化钼部分被还原、部分化学键处于不同程度的活化状态，从而使其在步骤（4）中与高温铁水接触后被碳等还原剂快速还原，进而利于大幅提高生产效率。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.73%，钼收得率为99.5%。 
实施例3 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例1，不同的是： 
在步骤（1）中，在高炉中取得4t温度为1400℃的铁水； 
在步骤（4）中，将步骤（3）的铁水与钼精矿石进行加热，升温至1400℃，并在1400℃保持8min。 
上述实施例中： 
在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：2.0%的Si，3.6%的C，余量为Fe； 
在所述步骤（3）中，所述钼精矿石粒径为40mm～60mm； 
在所述步骤（4）中，对含钼矿物与铁水混合物加热的升温速率为10°C/min。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.68%，钼收得率为98.1%。 
实施例4 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例3，不同的是，在所述步骤（3）中，加入的钼精矿石为经过预还原处理的含钼矿物；所述对钼精矿石进行预还原处理的步骤为： 
（3.1）将钼精矿石粉碎后与还原剂混合，制得混合物的粒径为40mm-60mm； 
（3.2）将所得混合物在550℃下焙烧2h； 
其中，所述还原剂为优质煤。所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼的质量的3%。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.71%，钼收得率为98.9%。 
实施例5 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例1，不同的是， 
在步骤（1）中，在高炉中取得4t温度为1520℃的铁水； 
在步骤（4）中，将步骤（3）的铁水与钼精矿石进行加热，升温至1600℃，并在1600℃保持15min。 
上述实施例中： 
在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：3.4%的Si，4.6%的C，余量为Fe； 
在所述步骤（3）中，所述钼精矿石粒径为60mm～100mm； 
在所述步骤（4）中，对含钼矿物与铁水混合物加热的升温速率为20°C/min。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.72%，钼收得率为99.2%。 
实施例6 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例5，不同的是，在所述步骤（3）中，加入的钼精矿石为经过预还原处理的含钼矿物；所述对钼精矿石进行预还原处理的步骤为： 
（3.1）将钼精矿石粉碎后与还原剂混合，制得混合物的粒径为60mm-100mm； 
（3.2）将所得混合物在700℃下焙烧3.5h； 
其中，所述还原剂为碳粉，所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼的质量的15%。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.74%，钼收得率为99.7%。 
实施例7 
以制备钼含量为3.75%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺步骤同实施例6，不同的是，在所述步骤（3）中，加入的钼精矿石为经过预还原处理的含钼矿物；所述对钼精矿石进行预还原处理的步骤为： 
（3.1）将钼精矿石粉碎后与还原剂混合，制得混合物的粒径为80mm-150mm； 
（3.2）将所得混合物在750℃下焙烧4h； 
其中，所述还原剂为含碳的物质，所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼的质量的12%。 
上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为3.73%，钼收得率为99.5%。 
实施例8 
以制备钼含量为7.5%的含钼钢为例，此种含钼钢生产工艺包括如下步骤： 
（1）制备铁水 
在高炉中取得4t温度为1470℃的铁水； 
（2）转移铁水 
将步骤（1）得到的铁水用铁水包加入到电炉中； 
（3）加入钼精矿石 
向步骤（2）所述的电炉中加入粒径为30mm～110mm及氧化钼含量为50%的钼精矿石800kg，使其与铁水充分接触； 
（4）冶炼 
将步骤（3）的铁水与钼精矿石进行加热，以16°C/min的升温速率升温至1550℃，并在1550°C保持10min。 
上述实施例中： 
在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：3.4%的Si，4.6%的C，余量为Fe；在所述步骤（3）中，加入的钼精矿石为经过预还原处理的含钼矿物；所述对钼精矿石进行预还原处理的步骤为： 
（3.1）将钼精矿石粉碎后与碳粉还原剂混合，制得混合物的粒径为30mm-110mm； 
（3.2）将所得混合物在600℃下焙烧2.5h； 
其中，所述碳粉的质量为含钼矿物中钼的质量的8%。 
表2含钼钢生产中相关物料数据 
由表2可知，上述含钼钢生产工艺所得含钼钢中钼含量为7.4%，钼收得率为98.6%。 
本发明不限于上述实施方式，本领域技术人员所做出的对上述实施方式任何显而易见的改进或变更，都不会超出本发明的构思和所附权利要求的保护范围。 

Claims (9)

1.一种含钼钢生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）制备铁水
在高炉中制备温度为1400℃～1520℃的铁水；
（2）转移铁水
将步骤（1）得到的铁水加入到转炉或者电炉中；
（3）加入含钼矿物
向步骤（2）所述的转炉或者电炉中加入含钼矿物；
（4）冶炼
将步骤（3）的铁水与含钼矿物进行加热升温至1400℃～1600℃。
2.根据权利要求1所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（1）中，所得铁水的组分的质量百分含量为：2.0%~3.4%的Si，3.6%~4.6%的C，余量为Fe。
3.根据权利要求1所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述含钼矿物为钼精矿。
4.根据权利要求1所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（3）中，加入的含钼矿物为经过预还原处理的含钼矿物；
所述对含钼矿物进行预还原处理的步骤为：（3.1）将含钼矿物与还原剂混合，所得混合物的粒径为20mm～150mm；（3.2）将所得混合物在550℃～750℃下焙烧；
在所述步骤（3.1）中，所述还原剂为含碳的物质。
5.根据权利要求4所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（3.1）中，所述还原剂为碳粉、石墨和煤中的一种或者几种。
6.根据权利要求4所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（3.1）中，所述还原剂中含碳的质量为含钼矿物中钼质量的3%～15%。
7.根据权利要求4所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（3.2）中，所述含钼矿物与还原剂的混合物在600℃～700℃焙烧1~4h。
8.根据权利要求1所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（4）中，对含钼矿物与铁水混合物加热的升温速率为10~20℃/min。
9.根据权利要求1所述的含钼钢生产工艺，其特征在于，在所述步骤（4）中，含钼矿物与铁水的混合物在1400℃～1600℃保持8～15min。
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