CN111455169B - 锰矿直接合金化球及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锰矿直接合金化球及其制备方法，属于钢铁冶炼技术领域。具体的，所述锰矿直接合金化球由以下重量百分含量的成分组成：MnO：15‑45％，C：3‑10％，CaO：2‑8％，SiO2：10‑25％，铁及铁的氧化物：10‑20％，Al2O3：3‑6％，CaF2：1‑3％，其余为不可避免的杂质。本发明的锰矿直接合金化球制备简单，使用方便，能显著提高锰矿中锰收得率。

Description

锰矿直接合金化球及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种锰矿直接合金化球及其制备方法。
背景技术
在炼钢生产中，锰是必须的合金化元素，对提高钢材质量和改善钢材性能具有重要作用。目前多数钢铁企业均通过在出钢过程或者精炼时加入锰铁合金对钢水进行锰的合金化操作。而锰系合金的制造过程主要使用富锰矿，是个高耗能、高污染的过程，不仅制造成本高，对环境污染也大。为此，不少钢铁企业探索采用锰矿直接合金化工艺，以降低转炉合金化成本。
CN105838843A公开了一种锰矿直接合金化应用于转炉炼钢工艺，转炉炼钢工艺采用一次拉碳法，终渣FeO含量13％～15％，平均冶炼周期12.3min，在转炉炼钢冶炼开始后的4min～10min内分批次将锰合金矿加入炉内，每炉锰合金矿的加入量：10～14公斤/吨钢，终点碳含量：C≥0.08％；终点温度1650℃～1680℃，终点余锰含量增加0.16％～0.20％,其中所述的锰合金矿中锰元素含量重量百分比至少为44.2％。该申请与通用的锰矿合金化工艺一样，对锰矿中TMn要求较高，且通常要求终点钢水碳含量C≥0.08％，终点温度尽可能低，这是因为终点碳过低或者温度过高均会显著降低锰矿中锰的回收率，当终点钢水碳含量降低后，受制于钢水中碳[C]活度以及其传质速率的影响，锰矿炉内还原反应[C]+(MnO)＝[Mn]+CO反应速率显著降低，导致锰回收率偏低。
CN110527786A公开了一种转炉锰矿直接合金化炼钢的方法，采用转炉双渣冶炼的方法，加入造渣材料进行第一次造渣吹炼，前期脱磷后拉碳放渣，然后进行二次造渣吹炼，二次造渣吹炼过程加入造渣材料、提温剂和锰矿进行合金化，吹炼直至终点钢水温度1640-1670℃，出钢。该申请通过添加提温剂以提高终点钢水锰含量，但是其直接将提温剂加入转炉内会损耗部分提温剂；同时该申请为了保证终点钢水锰含量，也需要要求终点钢水碳含量C≥0.08％，如若其终点钢水碳含量太低，同样会导致锰回收率偏低。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种锰矿直接合金化球，该合金化球制备简单，使用方便，能显著提高锰矿中锰收得率。
具体的，本发明的技术方案为：锰矿直接合金化球，由以下重量百分含量的成分组成：MnO：15-45％，C：3-10％，CaO：2-8％，SiO2：10-25％，铁及铁的氧化物：10-20％，Al2O3：3-6％，CaF2：1-3％，其余为不可避免的杂质。
其中，上述锰矿直接合金化球，所述锰矿直接合金化球的粒径为5-14mm。
其中，上述锰矿直接合金化球的制备方法，将锰矿粉、还原剂、助熔剂以及粘接剂按照6-7：1.5-2：0.15-0.2：0.1-0.15的重量配比混合、压球并烘干即可。
其中，上述的制备方法，所述锰矿粉的粒径≤200目。
其中，上述的制备方法，所述还原剂选自无烟煤或焦炭。
其中，上述的制备方法，所述助熔剂选自萤石粉和/或氧化铝，粘接剂为水玻璃；优选的，所述助熔剂选自萤石粉。
本发明还提供了精炼炉锰矿直接合金化的方法，包括以下任一步骤：
步骤一：转炉钢水出钢后，脱氧，加入锰矿直接合金化球，随钢水加入钢包再进行精炼即可；
步骤二：LF精炼炉钢水脱氧后，将锰矿直接合金化球加入钢包中进行精炼即可。
其中，上述的方法，所述锰矿直接合金化球的加入量为5～10kg/t钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的锰矿直接合金化球制备简单，使用方便，能显著提高锰矿中锰收得率。锰矿直接合金化球在进行精炼炉锰矿直接合金化时，锰收得率达到了97％以上，并且不影响精炼的效果。
具体实施方式
具体的，一种锰矿直接合金化球，由以下重量百分含量的成分组成：MnO：15-45％，C：3-10％，CaO：2-8％，SiO2：10-25％，铁及铁的氧化物：10-20％，Al2O3：3-6％，CaF2：1-3％，其余为不可避免的杂质。
本发明所用锰矿直接合金化球的粒径为5-14mm，在该粒径下能保证合金化球加入LF精炼炉后处于钢水与钢渣之间，有利于促进锰还原反应的进行。小于该粒径会使合金化球浮在钢渣表面，达不到很好的熔化及反应效果，进而降低锰还原率；大于该粒径后从料仓加入会使合金化球穿破钢渣进入钢水中，使合金球中的碳进入钢水，达不到还原锰的作用，从而降低锰还原率。
锰矿直接合金化球的制备：将粒度小于200目的锰矿粉和还原剂、助熔剂与粘接剂按照6-7：1.5-2：0.15-0.2：0.1-0.15的比例混合、压球并烘干即可。
常用的还原剂、助熔剂、粘接剂均适用于锰矿直接合金化球，但是从经济和还原效果考虑，采用无烟煤作为还原剂最合适。以下实施例中使用的还原剂均为无烟煤，无烟煤中C含量≥90wt％；助熔剂均为萤石粉；粘接剂均为水玻璃。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
以下实施例中使用的锰矿直接合金化球的粒径均为5-14mm。
实施例1
某厂120t转炉出钢脱氧后，随钢液加入锰矿直接合金化球(MnO：45％，C：10％，CaO：2％，SiO2：10％，铁及铁的氧化物：10％，Al2O3：3％，CaF2：1％，其余为少量杂质)，加入量为5kg/t钢，出钢后到LF精炼，精炼渣熔化较好，精炼效果并未受影响，正常精炼结束后得到锰收得率为98％。
实施例2
某厂120t LF精炼炉钢水脱氧后，加入锰矿直接合金化球(MnO：15％，C：3％，CaO：8％，SiO2：25％，铁及铁的氧化物：20％，Al2O3：6％，CaF2：3％，其余为少量杂质)，加入量为10kg/t钢，LF精炼过程精炼渣熔化较好，精炼效果并未受影响，正常精炼结束后得到锰收得率为97％。
实施例3
某厂120t LF精炼炉钢水脱氧后，加入锰矿直接合金化球(MnO：30％，C：8％，CaO：6％，SiO2：15％，铁及铁的氧化物：15％，Al2O3：5％，CaF2：2％，其余为少量杂质)，加入量为8kg/t钢，LF精炼过程精炼渣熔化较好，精炼效果并未受影响，正常精炼结束后得到锰收得率为98％。

Claims (7)

1.锰矿直接合金化球的制备方法，其特征在于，将锰矿粉、还原剂、助熔剂以及粘接剂按照6-7：1.5-2：0.15-0.2：0.1-0.15的重量比混合、压球并烘干即可；所得锰矿直接合金化球，由以下重量百分含量的成分组成：MnO：15-45％，C：3-10％，CaO：2-8％，SiO2：10-25％，铁及铁的氧化物：10-20％，Al2O3：3-6％，CaF2：1-3％，其余为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述锰矿直接合金化球，其特征在于，所述锰矿直接合金化球的粒径为5-14mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述锰矿粉的粒径≤200目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原剂选自无烟煤或焦炭。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂选自萤石粉和/或氧化铝，粘接剂为水玻璃。
6.精炼炉锰矿直接合金化的方法，其特征在于，包括以下任一步骤：
步骤一：转炉钢水出钢后，脱氧，加入权利要求1所述锰矿直接合金化球，随钢水加入钢包再进行精炼即可；
步骤二：LF精炼炉钢水脱氧后，将权利要求1所述锰矿直接合金化球加入钢包中进行精炼即可。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述锰矿直接合金化球的加入量为5～10kg/t钢。
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