CN1057134C - 中、低碳锰铁的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种中、低碳锰铁的生产方法，属于铁合金精炼领域。该方法首先将液态碳素锰铁倒入转炉内后吹入氧气，进行脱碳反应，供氧强度为2.5～3.5Nm³/min.T，熔池温度为1530℃～1800℃，在吹炼过程中向炉内加入造渣剂、冷却剂，当碳的含量为2%以下时，停止供氧，再加惰性气体N₂或Ar搅拌，同时加还原剂硅锰合金，还原吹氧时部分被氧化的锰。该方法生产周期短，节省能源，以氧代电适合大规模连续生产。

Description

中、低碳锰铁的生产方法

本发明涉及一种使用转炉生产中、低碳锰铁的工艺方法，属于铁合金精炼领域。

中、低碳锰铁是炼钢的重要原料，目前的电硅热法，使用的原料为锰矿、锰硅合金、石灰，使用的热源主要来自于电能，生产成本比较高，虽然工艺稳定、成熟，但无潜力可挖。为降低生产成本、节约能源、急需开发制造中、低碳锰铁的新工艺。现在许多国家都对这类工艺进行了大量的研究，其中转炉法生产铁合金的工艺以其成本低，等优点尤为引人注目。美国专利US 5047081公开一种熔融Cr金属的脱碳方法，欧洲专利EP446860公开一种在备有顶、底吹的转炉中熔化原料金属和合金。但转炉吹氧法生产中、低碳锰铁，普遍存在以下问题：

1、挥发现象，因为锰的熔点1246℃和沸点2120℃都很低，在吹氧脱碳过程中，温度达到1600℃以上，致使锰挥发严重，影响锰的回收率。

2、喷溅现象，由于吹氧脱碳逐渐进行的过程中，随着熔池温度的升高，CO气体的形成，会发生溶液从炉口喷出的现象，损失严重，影响操作及锰回收率。

3、炉衬腐蚀现象，由于在吹氧脱碳过程中，碳素锰铁水中的硅首先氧化，形成SIO₂熔体，浸蚀炉墙，造成炉体寿命短，影响生产成本。

本发明的发明目的是，为克服上述转炉生产中、低碳锰铁工艺所带来的挥发、喷溅及腐蚀现象，提供一种操作简单、锰回收率高，能减少炉衬腐蚀，节省能源的生产中、低碳锰铁的新方法。

为实现上述发明的目的，本发明采取了如下方案：

本发明其特征在于：它是将液态碳素锰铁在转炉内吹氧脱碳得到中、低碳锰铁，其工艺步骤依次如下：

A、吹氧脱碳，将温度为1220～1300℃的液态碳素锰铁倒入转炉内，向转炉内吹入氧气，进行脱碳反应，供氧强度控制在2.5～3.5Nm³/min.T，吹炼过程脱碳温度控制在1530℃～1800℃，吹炼时间每5吨为30～45分钟；由于在吹氧脱碳过程中，碳素锰铁水中的硅首先氧化，形成SIO₂熔体，为保护炉衬，使炉渣成为碱性，吹氧的过程中向炉内加入造渣剂石灰50～200Kg/T，为保证炉渣的流动性，防止喷溅损失，向炉内加造渣剂萤石0～200Kg/T；为控制熔池温度，防止锰的挥发，向炉内加入冷却剂锰矿0～200Kg/T和碎中锰0～200Kg/T，当碳的含量为2％以下时，脱碳结束，停止供氧；

B、搅拌、还原，向炉内加入还原剂硅锰合金50～200Kg/T，还原上述吹氧时部分被氧化的锰，同时在转炉底侧吹入惰性气体，形成动力学条件，加速还原反应，吹入强度为0.09～0.12Nm³/min.T，反应完毕出炉得到中、低碳锰铁。

本发明在脱碳过程中所加入的造渣剂石灰、萤石以使炉渣碱度控制在1.2～1.3，炉渣碱度为CaO与SIO₂之比；所述的硅锰合金、锰矿、碎中锰、萤石等原料粒度控制在5～20mm左右；向转炉吹氧的氧枪喉口直径控制在10～20mm；所述的惰性气体为氮气N₂或氩气Ar或二氧化碳CO₂。

本发明与现有技术相比有如下优点：

本发明改变了传统的电硅热法，采用转炉对液态的碳素锰铁进行吹氧脱碳，通过对吹氧量、炉地温度的严格控制，使产品质量符合要求，锰的回收率达到90％以上，又能在不增加成本的基础上提高工业生产的稳定性。该方法具有操作简单、原料要求范围宽，生产周期短，节省能源，以氧代电，适合中、低碳锰铁的大规模连续生产。

本发明的附图说明：

图1为本发明的工艺流程示意图。

1碳素锰铁；2石灰；3萤石；4还原剂硅锰合金；5氧气；

6氮气N₂、氩气Ar或；

7冷却剂锰矿及碎中锰；8氧枪喉口；

本发明的具体实施方式如下：

实施例1

参见附图1，将液态碳素锰铁5T，其成分(按重量百分比计，锰Mn74.5、硅Si0.2、磷P0.19、碳C6.7、硫S0.004)装入转炉内，向炉内吹氧，供氧强度2.7Nm³/min.T，吹炼时间32分钟，同时加入100Kg碎中锰，500Kg石灰，脱碳结束后，底枪切换为惰性气体N₂或Ar进行搅拌，同时加入600Kg硅锰合金，还原渣中的氧化锰。反应完毕出炉，出炉温度1500℃，得到中碳锰铁5.0吨(成分为：锰Mn75.5、硅Si0.5、磷P0.2、碳C1.8、硫S0.006)，炉渣碱度R＝1.24。

实施例2

将液态碳素锰铁5T，其成分(按重量百分比计：锰Mn74.6、硅Si0.5、磷P0.19、碳C6.7、硫S0.004)装入转炉内，向炉内吹氧，供氧强度3Nm³/min.T，吹炼时间40分钟，同时加入200Kg锰矿，450Kg石灰，脱碳结束后，底枪切换为惰形气体氮气N₂进行搅拌，后加入650Kg硅锰合金，还原渣中的氧化锰，反应完毕出炉，出炉温度1570℃，得到低碳锰铁4.9吨(成分为：锰Mn75.5、硅SI0.5、磷P0.2、碳C0.60硫S0.006)，炉渣碱度R＝1.2。

Claims (5)

1、中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：它是将液态碳素锰铁(1)在转炉内吹氧脱碳得到中、低碳锰铁，其工艺步骤依次如下：

A、吹氧脱碳，将温度为1220～1300℃的液态碳素锰铁(1)倒入转炉内，向转炉内吹入氧气(5)，进行脱碳反应，供氧强度控制在2.5～3.5Nm³/min.T，吹炼过程脱碳温度控制在1530℃～1800℃，吹炼时间每5吨为30～45分钟；为保护炉衬，使炉渣成为碱性和保证炉渣的流动性，防止喷溅损失，吹氧的过程中向炉内加入造渣剂(2)石灰50～200Kg/T，萤石0～200Kg/T，为控制熔池温度，防止锰的挥发，向炉内加入冷却剂(7)锰矿0～200Kg/T及碎中锰0～200Kg/T，当碳的含量为2％以下时，脱碳结束，停止供氧；

B、搅拌、还原，向炉内加入还原剂(4)硅锰合金50～200Kg/T，还原上述吹氧时部分被氧化的锰，同时在转炉底侧吹入惰性气体(6)进行搅拌，吹入强度为0.09～0.12Nm³/min.T，来加速还原反应，反应完毕出炉得到中、低碳锰铁。

2、根据权利要求1所述的中、低碳锰铁的生产方法，特征在于：向炉内加入的造渣剂(2、3)石灰和萤石以使炉渣碱度控制在1.2～1.3，炉渣碱度为C_aO与SiO₂之比。

3、根据权利要求1所述的中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：所述的硅锰合金、锰矿、碎中锰及萤石原料粒度均控制在5～20mm左右。

4、根据权利要求1所述的中、低碳锰铁的生产方法，其特征在于：氧枪喉口(8)直径控制在10～20mm。

5、根据权利要求1或2所述的中、低碳锰铁的生产方法，特征在于：所述的惰性气体(6)为氮气N₂或氩气Ar或二氧化碳CO₂。

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