CN104004878B - 一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法，所述方法包括在转炉中兑入半钢后加入造渣材料进行转炉冶炼，然后进行转炉冶炼终点控制并出钢，在出钢过程中，加入中碳锰铁合金来对所述半钢进行增锰，其中，所述造渣材料包括硅铁、活性石灰和高镁石灰，所述造渣材料的加入量使得炉渣碱度为3-4，所述硅铁的加入量为4-6kg/吨钢。采用本发明提供的方法，能够实现高拉碳出钢、有效降低终点氧活度，从而有效提高Mn合金收得率。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体地，涉及一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法。
背景技术
我国攀西地区由于具有独特的钒钛磁铁矿资源，高炉冶炼时采用钒钛磁铁矿，采用钒钛矿资源进行冶炼需要在炼钢之前进行提钒和脱硫，铁水经提钒和脱硫后碳质量百分数较一般铁水低(3.0％-3.8％)，硅、锰发热成渣元素含量为痕迹，因此半钢冶炼具有吹炼过程中酸性成渣物质少、渣系组元单一、初期渣形成时间晚、并且热量不足等特点，这使得半钢炼钢比铁水炼钢更加困难，同时脱磷率较低，半钢炼钢普通方法是在炼钢过程中加入含有SiO2、FeO等的造渣材料，且含有大量的P、S等杂质，对于冶炼P、S较低的钢种不利影响，而且由于造渣剂的加入会降低半钢温度，使得冶炼过程中热源严重不足，为保证终点出钢温度，现有工艺只有采用低拉碳出钢，只能依靠碳氧化放热来提高终点温度，进而导致终点碳含量在0.02-0.10重量％，终点钢水氧活度达400-1000ppm，终点钢水氧活度较高，导致出钢配Mn合金收得率降低。
因此，本领域急需一种转炉高拉碳保证钢水质量的情况下，有效降低终点氧活度，从而提高出钢配Mn合金收得率的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服了现有的半钢冶炼方法中终点氧活度高而导致出钢配Mn合金收得率较低的缺陷，提供一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法。
本发明的发明人在研究中发现，在半钢中加入硅铁合金后可以快速融化，吹氧后可以快速氧化为SiO2，氧化生成的SiO2可快速参与造渣，从而实现快速造渣。另外，硅铁氧化过程为放热过程，可补偿半钢温度，从而实现高拉碳出钢，使得终点氧活度降低，Mn合金收得率提高。
为了实现上述目的，本发明提供一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法，所述方法包括在转炉中兑入半钢后加入造渣材料进行转炉冶炼，然后进行转炉冶炼终点控制并出钢，在出钢过程中，加入中碳锰铁合金来对所述半钢进行增锰，其中，所述造渣材料包括硅铁、活性石灰和高镁石灰，所述造渣材料的加入量使得炉渣碱度为3-4，所述硅铁的加入量为4-6kg/吨钢。
根据本发明提供的方法，能够实现高拉碳出钢，使得终点氧活度降低，并且合金收得率大大提高。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法，所述方法包括在转炉中兑入半钢后加入造渣材料进行转炉冶炼，然后进行转炉冶炼终点控制并出钢，在出钢过程中，加入中碳锰铁合金来对所述半钢进行增锰，其中，所述造渣材料包括硅铁、活性石灰和高镁石灰，所述造渣材料的加入量使得炉渣碱度为3-4，所述硅铁的加入量为4-6kg/吨钢。
本发明提供的方法特别适合于半钢冶炼含锰钢种。
根据本发明的方法，对于造渣材料中硅铁、活性石灰和高镁石灰的加入顺序并没有特别的限定，例如可以为先加入硅铁，再依次加入活性石灰和高镁石灰。
根据本发明提供的方法，在出钢过程中，对于加入中碳锰铁合金来对所述半钢进行增锰并没有特别的要求，为了达到更好的Mn合金收得率，优选情况下，出钢1/3-2/3时，加入中碳锰铁合金。所述中碳锰铁合金按照含锰钢成分要求进行配置加入量，例如，当含锰钢成品Mn含量要求1-1.5重量％，出钢量为100t时，则需要Mn的量为1000-1500kg，如果中碳锰铁合金中含有80重量％的Mn，则所述中碳锰铁合金的加入量为1250-1875kg。基于半钢冶炼成本的考虑，所述中碳锰铁合金按照含锰钢成分要求的下限进行配置加入量。
根据本发明提供的方法，转炉冶炼过程中还包括氧枪吹氧，对于氧枪吹氧并没有特别的限定，所述氧枪吹氧可以为本领域常规使用的氧枪吹氧方法，所述氧枪吹氧可以根据实际冶炼操作，使得冶炼过程快速化渣、冶炼过程不返干、不喷溅即可。
根据本发明提供的方法，优选情况下，所述方法还包括：加入中碳锰铁合金后，进行小平台软吹氩。所述小平台软吹氩包括：吹氩的时间为5-8min，吹氩强度为4.8-5.0m3/h。所述小平台软吹氩是指钢包内的底部吹氩量使钢液内部产生从鸡蛋大到脸盆大的鼓起的一个阶段。根据本发明提供的方法，对于所述活性石灰和高镁石灰的加入量并没有特别的限定，所述活性石灰和高镁石灰的加入量配合4-6kg/吨钢的硅铁使得炉渣碱度为3-4即可。考虑到石灰的熔化速度和脱磷效果以及熔池温度下降幅度，优选情况下，所述活性石灰的加入量为10-18kg/吨钢，所述高镁石灰的加入量为10-20kg/吨钢。
根据本发明，对于所述活性石灰、高镁石灰、硅铁和中碳锰铁合金并没有特别的限定，可以分别为本领域常用的各种活性石灰、高镁石灰、硅铁和中碳锰铁合金，优选情况下，所述活性石灰为含有85-90重量％的CaO的活性石灰；所述高镁石灰为含有48-55重量％的CaO和30-40重量％的MgO的高镁石灰；所述硅铁为含有70-80重量％的Si和20-30重量％的Fe的硅铁；所述中碳锰铁合金为含有78-85重量％的Mn和小于等于1.5重量％的C的中碳锰铁合金，优选情况下，所述中碳锰铁合金为含有78-85重量％的Mn和0-1.5重量％的C的中碳锰铁合金。
根据本发明提供的方法，该所述转炉终点控制包括：出钢钢水为1630-1660℃、钢水中碳含量为0.2-0.3重量％、氧活度为200-400ppm和磷含量为0.006-0.015重量％。控制转炉冶炼终点的方法没有特别的限定，可以采用本领域常规的方法。例如可以为通过供氧操作控制冶炼终点时的钢水碳含量和钢水温度的方法。
根据本发明提供的方法，所述半钢为脱硫和提钒后的铁水。以所述半钢的总重量为基准，所述脱硫和提钒后的铁水可以含有：大于等于3.2重量％的C，0-0.03重量％的Si，0-0.04重量％的Mn，0.05-0.09重量％的P，小于等于0.015重量％的S和余量的Fe；优选情况下，以所述半钢的总重量为基准，所述半钢含有：3.2-4.1重量％的C、0.015-0.03重量％的Si、0.02-0.04重量％的Mn、0.06-0.08重量％的P、0-0.015重量％的S和95.9-96.7重量％的Fe。所述脱硫和提钒后的半钢的温度可以大于等于1300℃，优选为1300-1360℃。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
以脱硫和提钒后的铁水为原料冶炼37Mn2钢，该成品钢种Mn要求1.3-1.55重量％。
在本实施例中，活性石灰为含有90重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有30重量％的MgO和55重量％的CaO的高镁石灰；所述硅铁为含有75重量％的Si和25重量％的Fe的硅铁；所述中碳锰铁合金为含有80重量％的Mn和1.2重量％的C的中碳锰铁合金。
炼钢转炉公称容量为120t。入炉半钢铁水成分及温度如表1所示。
表1
在转炉中兑入半钢后加入5kg/吨钢的硅铁，再依次加入活性石灰、高镁石灰然后氧枪吹氧进行转炉冶炼，其中，活性石灰加入量为13kg/吨钢，高镁石灰加入量控制在16kg/吨钢，吹炼11min后进行终点控制得到温度为1645℃，碳含量为0.2重量％，氧活度为260ppm，Mn含量为0.02重量％和磷含量为0.01重量％的终点钢水，然后进行出钢，出钢1/2时加入中碳锰铁合金2112.5kg对所述半钢进行增锰并进行小平台软吹氩6min，所述小平台软吹氩强度为4.8m3/h，出钢量为130t。
出钢并进行小平台软吹氩处理后，取样并分析钢水中的锰含量，计算Mn合金收得率。
实施例2
以脱硫和提钒后的铁水为原料冶炼37Mn2钢，该成品钢种Mn要求1.3-1.55重量％。
在本实施例中，活性石灰为含有85重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有40重量％的MgO和48重量％的CaO的高镁石灰；所述硅铁为含有75重量％的Si和25重量％的Fe的硅铁；所述中碳锰铁合金为含有80重量％的Mn和1.2重量％的C的中碳锰铁合金。
炼钢转炉公称容量为120t。入炉半钢铁水成分及温度如表2所示。
表2
在转炉中兑入半钢后加入4kg/吨钢硅铁，再依次加入活性石灰、高镁石灰然后氧枪吹氧进行转炉冶炼，其中，活性石灰加入量为15kg/吨钢，高镁石灰加入量控制在17kg/吨钢，吹炼10min后进行终点控制得到温度为1650℃，碳含量为0.21重量％，氧活度为300ppm，Mn含量为0.03重量％和磷含量为0.009重量％的终点钢水，然后进行出钢，出钢2/3时加入中碳锰铁合金2194kg对所述半钢进行增锰并进行小平台软吹氩5min，，所述小平台软吹氩强度为4.9m3/h，出钢量为135t。
出钢并进行小平台软吹氩处理后，取样并分析钢水中的锰含量，计算Mn合金收得率。
实施例3
以脱硫和提钒后的铁水为原料冶炼37Mn2钢，该成品钢种Mn要求1.3-1.55重量％。
在本实施例中，活性石灰为含有87重量％的CaO的活性石灰；高镁石灰为含有35重量％的MgO和50重量％的CaO的高镁石灰；所述硅铁为含有75重量％的Si和25重量％的Fe的硅铁；所述中碳锰铁合金为含有80重量％的Mn和1.2重量％的C的中碳锰铁合金。
炼钢转炉公称容量为120t。入炉半钢铁水成分及温度如表3所示。
表3
在转炉中兑入半钢后加入6kg/吨钢硅铁，再依次加入活性石灰、高镁石灰然后氧枪吹氧进行转炉冶炼，其中，活性石灰加入量为14kg/吨钢，高镁石灰加入量控制在16.5kg/吨钢，吹炼12min后进行终点控制得到温度为1660℃，碳含量为0.22重量％，氧活度为340ppm，Mn含量为0.03重量％和磷含量为0.011重量％的终点钢水，然后进行出钢，出钢1/3时加入中碳锰铁合金2161kg对所述半钢进行增锰并进行小平台软吹氩8min，所述小平台软吹氩强度为5.0m3/h，出钢量为133t。
出钢并进行小平台软吹氩处理后，取样并分析钢水中的锰含量，计算Mn合金收得率。
对比例1
根据实施例3的方法进行转炉炼钢，不同的是，用普通造渣剂(普通造渣剂成分为：52-60重量％的SiO2、5-8重量％的CaO、15％的TFe、5-8重量％的MnO、0.06重量％的P和0.08重量％的S，0.5重量％的H2O)代替硅铁，并且将高镁石灰的加入量变为18Kg/吨钢，吹炼12min后进行终点控制得到温度为1650℃，碳含量为0.05重量％，氧活度为600ppm，Mn含量为0.03重量％和磷含量为0.011重量％的终点钢水。
出钢并进行小平台软吹氩处理后，取样并分析钢水中的锰含量，计算Mn合金收得率。
实施例1-3和对比例1的终点钢水碳含量、氧活度以及增锰前后的锰含量和Mn合金收得率如表4所示。
表4
从表4中，通过实施例1-3与对比例1的对比可以看出，采用本发明提供的方法，能够实现高拉碳出钢、有效降低终点氧活度和有效提高Mn合金收得率，具体地，终点碳含量由0.05％提高到0.21％，终点氧活度由600ppm降低到300ppm，锰合金收得率由90.2％提高到97.5％，Mn合金收得率大大提高。此外本发明的方法，操作简单，具有很好的推广应用前景。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种提高半钢炼钢Mn合金收得率的方法，所述方法包括在转炉中兑入半钢后加入造渣材料进行转炉冶炼，然后进行转炉冶炼终点控制并出钢，在出钢过程中，加入中碳锰铁合金来对所述半钢进行增锰，其特征在于，所述造渣材料包括硅铁、活性石灰和高镁石灰，所述造渣材料的加入量使得炉渣碱度为3-4，所述硅铁的加入量为4-6kg/吨钢；其中，所述转炉终点控制包括：出钢钢水为1630-1660℃、钢水中碳含量为0.2-0.3重量％、氧活度为200-400ppm和磷含量为0.006-0.015重量％。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在出钢过程中，出钢1/3-2/3时，加入中碳锰铁合金。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括：加入中碳锰铁合金后，进行小平台软吹氩。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述小平台软吹氩包括：吹氩的时间为5-8min，吹氩强度为4.8-5.0m3/h。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活性石灰的加入量为10-18kg/吨钢，所述高镁石灰的加入量为10-20kg/吨钢。
6.根据权利要求1-3和5中任意一项所述的方法，其中，所述活性石灰含有85-90重量％的CaO；
所述高镁石灰含有48-55重量％的CaO和30-40重量％的MgO；
所述硅铁含有70-80重量％的Si和20-30重量％的Fe；
所述中碳锰铁合金含有78-85重量％的Mn和0-1.5重量％的C。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述半钢为脱硫和提钒后的铁水。
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