CN112609121A - 一种降低炼钢Mn合金化成本的方法 - Google Patents

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张威
卓钧
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Abstract

本发明提供了一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。该降低炼钢Mn合金化成本的方法，通过对各类锰铁合金的成分及价格进行综合分析，在不增加新的投资基础上，最大程度地降低炼钢Mn合金化成本，可广泛使用于各钢铁企业。

Description

一种降低炼钢Mn合金化成本的方法
技术领域
本发明涉及炼钢技术领域，更具体地说，是涉及一种降低炼钢Mn合金化成本的方法。
背景技术
在炼钢过程中，锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，一般钢中含锰0.30-0.50％，在碳素钢中加入0.70％以上时就算“锰钢”。采用锰合金化的钢不但具有足够的韧性，且具有较高的强度和硬度，锰还能提高钢的淬性，改善钢的热加工性。
合金化的成本是炼钢生产成本的重要组成部分，降低炼钢过程中的合金化成本是降低炼钢生产成本的重要途径。在炼钢生产中，锰是应用最多的合金化元素，降低炼钢生产过程的Mn合金化成本是降低炼钢合金化成本和生产成本的关键技术之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，通过对各类锰铁合金的成分及价格进行综合分析，在不增加新的投资基础上，最大程度地降低炼钢Mn合金化成本。
本发明提供了一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：
a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；
b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。
优选的，步骤a)中所述不同含锰合金包括金属锰、低碳锰铁、中碳锰铁、高碳锰铁和锰硅合金中的两种以上。
优选的，所述锰硅合金在计算个锰成本时需考虑Si元素对个锰成本的影响。
优选的，步骤a)中所述个锰成本为在1吨钢水中配加0.01wt％的Mn的合金成本。
优选的，步骤a)中所述吨合金C元素增量为加入每吨含锰合金造成的C元素的增加量；
所述吨合金P元素增量为加入每吨含锰合金造成的P元素的增加量。
优选的，步骤a)中所述各种类含锰合金的计算项目还包括：
吨合金Si元素增量和吨合金Cr元素增量。
优选的，步骤b)中所述加入含锰合金后，首先控制Si元素和Cr元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，再控制C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标。
优选的，步骤b)中所述计算的过程通过人工计算实现或通过预先编写的计算机程序实现。
优选的，步骤b)中所述计算得到的最低的炼钢Mn合金化成本包括含锰合金的种类及各种类含锰合金的加入量。
本发明提供了一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。与现有技术相比，本发明提供的降低炼钢Mn合金化成本的方法，通过对各类锰铁合金的成分及价格进行综合分析，在不增加新的投资基础上，最大程度地降低炼钢Mn合金化成本，可广泛使用于各钢铁企业。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：
a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；
b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。
本发明首先根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量。在本发明中，所述不同含锰合金优选包括金属锰、低碳锰铁、中碳锰铁、高碳锰铁和锰硅合金中的两种以上，更优选为金属锰、中碳锰铁、高碳锰铁和锰硅合金四种。本发明对所述不同含锰合金的来源没有特殊限制，采用本领域技术人员熟知的市售商品或自制品均可。在本发明中，上述各种类的含锰合金的成分和价格差异较大，在炼钢过程中Mn合金化的成本也差异较大。
在本发明优选的实施例中，所述不同含锰合金为金属锰、中碳锰铁、高碳锰铁和锰硅合金四种；其中，金属锰的单价为12615元/吨，Mn含量为97wt％，收得率为95％；中碳锰铁的单价为8189元/吨，Mn含量为78wt％，收得率为95％；高碳锰铁的单价为5840元/吨，Mn含量为74wt％，收得率为95％；锰硅合金的单价为6816元/吨，Mn含量为66wt％，Si含量为18wt％，收得率为95％。
在本发明中，所述锰硅合金在计算个锰成本时优选需考虑Si元素对个锰成本的影响；所述Si元素对个锰成本的影响主要是降低个锰单价。
在本发明中，所述个锰成本优选为在1吨钢水中配加0.01wt％的Mn的合金成本。在本发明中，所述个锰成本的单位为：元/吨钢。
本发明通过上述含锰合金的单价、合金成分、合金收得率能够计算出个锰成本；以金属锰为例，以12615元/吨的单价、97wt％的Mn含量和95％的收得率可计算出个锰成本为1.37元/吨钢。
在本发明中，所述吨合金C元素增量优选为加入每吨含锰合金造成的C元素的增加量；所述吨合金P元素增量优选为加入每吨含锰合金造成的P元素的增加量。在本发明中，所述吨合金C元素增量和吨合金P元素增量也可通过上述不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率计算得到；以加入高碳锰铁为例，高碳锰铁中C含量为7wt％，P含量为0.4wt％，钢水量以200吨计，加入1吨高碳锰铁C元素增量为0.035％，P元素增量为0.002wt％。
在本发明中，上述吨合金C元素增量和吨合金P元素增量为后续炼钢过程中主要考虑的因素；同时，所述各种类含锰合金的计算项目优选还包括：
吨合金Si元素增量和吨合金Cr元素增量。
在本发明中，所述吨合金Si元素增量优选为加入每吨含锰合金造成的Si元素的增加量；所述吨合金Cr元素增量优选为加入每吨含锰合金造成的Cr元素的增加量。在本发明中，所述吨合金Si元素增量和吨合金Cr元素增量的计算方法与上述吨合金C元素增量和吨合金P元素增量的计算方法类似，在此不再赘述。
分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量后，本发明对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。
在本发明中，所述按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类前，优选还包括：
加入配加Si元素和/或Cr元素的合金使相应元素满足待炼钢种的成分配加目标。
在本发明一个优选的实施例中，所述配加Si元素和/或Cr元素的合金为各种类含锰合金；在此基础上，所述加入含锰合金后，优选首先控制Si元素和Cr元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，再控制C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标。
在本发明另一个优选的实施例中，所述配加Si元素和/或Cr元素的合金不为各种类含锰合金；在此基础上，加入上述合金后，优选首先控制Si元素和Cr元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，再控制C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标。
在本发明中，所述计算的过程优选通过人工计算实现或通过预先编写的计算机程序实现；对于合金的计算较为精细、复杂的情况，操作工无法采用人工计算的方法直接计算，工程技术人员可将上述计算方法编写为程序，设定好合金成分、计算逻辑和合金元素配加目标等，操作工设定好初始条件就可计算出合金化成本最优的合金加入的种类和数量。
在本发明中，所述计算得到的最低的炼钢Mn合金化成本优选包括含锰合金的种类及各种类含锰合金的加入量。
在本发明中，所述降低炼钢Mn合金化成本的方法主要过程包括：计算出个锰成本，在计算锰铁合金时优先选择个锰单价低的锰铁合金进行锰配加计算；同时考虑合金元素中含有的C元素、P元素增量，保证计算得出的成本最低的锰铁合金的种类和数量，能够满足钢水的C元素、P元素成分受控；在实际炼钢生产过程中，还需要配加Si元素和/或Cr元素的合金，因此上述计算过程还需要考虑上述配加Si元素和/或Cr元素的合金的加入量下造成的C元素、P元素的增量；在此基础上，根据终点实际C元素、P元素的情况、其它合金加入造成的C元素、P元素的增量和C元素、P元素的控制目标，计算出C元素、P元素的余量，再根据各种类锰铁的个锰成本及其C元素、P元素的增量和配加其他合金后C元素、P元素的余量，综合计算出C元素、P元素在控制目标范围内且Mn合金化成本最低的锰铁合金使用的种类和数量。
本发明提供的降低炼钢Mn合金化成本的方法，通过对各类锰铁合金的成分及价格进行综合分析，在不增加新的投资基础上，最大程度地降低炼钢Mn合金化成本，可广泛使用于各钢铁企业。
本发明提供了一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。与现有技术相比，本发明提供的降低炼钢Mn合金化成本的方法，通过对各类锰铁合金的成分及价格进行综合分析，在不增加新的投资基础上，最大程度地降低炼钢Mn合金化成本，可广泛使用于各钢铁企业。
为了进一步说明本发明，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例
(1)钢厂现有含锰合金种类为锰硅合金、高碳锰铁、中碳锰铁和金属锰，根据合金成分、合金收得率，可计算出各种类锰铁的个锰成本和C、P元素的增量如下表所示：
含锰合金种类 单价/元 Mn含量 收得率 个锰单价/元 吨合金C增量 吨合金P增量
锰硅合金 6,816 66wt％ 95％ 1.09 0.0082wt％ 0.0011wt％
高碳锰铁 5,840 74wt％ 95％ 0.83 0.0350wt％ 0.0200wt％
中碳锰铁 8,189 78wt％ 95％ 1.11 0.0091wt％ 0.0018wt％
金属锰 12,615 97wt％ 95％ 1.37 0.0002wt％ 0.0001wt％
注：锰硅合金中还含有18wt％的Si，虽其个锰单价高于高碳锰铁，但综合考虑Si的影响后，认为其合金单价低于高碳锰铁，计算锰合金时优先考虑配加锰硅合金。
(2)待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分如下表所示：
成分 C Si Mn P
配加目标/wt％ 0.070 0.2 0.97 0.017
初始钢水成分/wt％ 0.043 0 0.03 0.013
(3)以220吨钢水量计算，在C、P不超配加目标的前提下，可计算出成本最低合金加入量为：锰硅合金2573Kg、中碳锰铁615Kg；加入合金后的钢水成分如下：
成分 C Si Mn P
配加目标/wt％ 0.07 0.2 0.97 ≤0.017
加合金后钢水成分/wt％ 0.0697 0.2 0.97 0.0169
所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种降低炼钢Mn合金化成本的方法，包括以下步骤：
a)根据不同含锰合金的单价、合金成分、合金收得率，分别计算出各种类含锰合金的个锰成本、吨合金C元素增量和吨合金P元素增量；
b)对待炼钢种的成分配加目标和初始钢水成分进行分析后，按照个锰成本由低到高的顺序选择加入的含锰合金种类，并控制加入含锰合金后，C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，直至Mn元素符合上述待炼钢种的成分配加目标的要求，最终计算得到最低的炼钢Mn合金化成本。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述不同含锰合金包括金属锰、低碳锰铁、中碳锰铁、高碳锰铁和锰硅合金中的两种以上。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述锰硅合金在计算个锰成本时需考虑Si元素对个锰成本的影响。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述个锰成本为在1吨钢水中配加0.01wt％的Mn的合金成本。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述吨合金C元素增量为加入每吨含锰合金造成的C元素的增加量；
所述吨合金P元素增量为加入每吨含锰合金造成的P元素的增加量。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤a)中所述各种类含锰合金的计算项目还包括：
吨合金Si元素增量和吨合金Cr元素增量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述加入含锰合金后，首先控制Si元素和Cr元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标，再控制C元素和P元素不超过上述待炼钢种的成分配加目标。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述计算的过程通过人工计算实现或通过预先编写的计算机程序实现。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤b)中所述计算得到的最低的炼钢Mn合金化成本包括含锰合金的种类及各种类含锰合金的加入量。
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