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、低碳锰铁地新方法。
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;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及碎中锰0~200K/T,当碳的含量为2%以下时,脱碳结束,停止供氧;
搅拌、还原,向炉内加入还原剂硅锰合金50~200Kg/T,还原上速吹氧时部分被氧化的锰,同时在转炉底侧吹入惰性气体氮气N2或氩气Ar或二氧化碳CO2,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。
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、炉池温度的严格控制,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或二氧化碳CO2;
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(按百分比含量计,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50T,其成分(按百分比含量计: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,底枪切换为惰性气体氮气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。