用高炉富锰铁水生产富锰渣的冶炼方法

摘要

本发明提供一种用高炉富锰铁水生产富锰渣的冶炼方法，将高炉富锰铁水加入氧气顶底复吹转炉中，按50-80kg/t钢的量加入生铁，按40-60kg/t钢的量加入废钢，在氧气纯度≥99.5%、压力0.72-0.94MPa、供氧强度2.1-3.2m3/min.t条件下，供氧吹炼时间5～8分钟，使铁水中Mn、Si迅速氧化，渣中锰含量进一步提高，形成品位较高的富锰渣，；得半钢及富锰渣。实现了在用转炉冶炼高炉富锰铁水过程中，高效回收锰资源于炉渣中，以用于生产硅锰合金、锰铁、金属锰，不仅生产工艺简单，而且显著降低生产成本，提高经济效益，同时本发明方法生产富锰渣后的半钢化学成分和温度稳定，可继续对半钢吹炼脱碳、脱磷，满足正常的炼钢生产需要。

说明书

 

技术领域

   本发明涉及一种冶炼方法，尤其是一种用高炉富锰铁水生产富锰渣的冶炼方法，属于钢铁冶金技术领域。

背景技术

富锰渣为一种生产硅锰合金、锰铁、金属锰的原料，通常以富锰矿为原料通过高炉、电炉冶炼铁水获得富锰渣，其生产成本较高。随着高炉入炉铁矿石来源的多元化，高炉往往会使用一些锰含量较高的铁矿，冶炼出来的铁水大多含有较高的锰(Mn 1.75-2.95 wt%)。用转炉对高炉富锰铁水进行常规冶炼时，铁水中绝大部分的锰会氧化进入炉渣，一方面使铁水中的锰资源损失大，另一方面造成转炉冶炼终渣残锰含量高且波动大，增大了出钢脱氧合金化和化学成分准确控制的难度，不利于炼钢生产的稳定顺行。因此，用转炉冶炼高炉富锰铁水时，锰资源的高效综合利用就成为一个亟需解决的问题。

发明内容

为实现高炉富锰铁水中锰资源的高效综合利用，降低生产成本，使生产富锰渣后的半钢化学成分和温度稳定，满足后续炼钢工序的正常操作要求，本发明提供一种用高炉富锰铁水生产富锰渣的冶炼方法。

   本发明所述用高炉富锰铁水生产富锰渣的冶炼方法，经过下列工艺步骤：

A、将温度为1214-1265℃，化学成分为C 4.10-5.10 wt%、Si 0.65-1.02 wt%、Mn 1.75-2.95 wt%、S 0.025-0.046wt%、P 0.105-0.155 wt%的高炉富锰铁水进行常规扒渣后，加入氧气顶底复吹转炉中，按50-80kg/t钢的量加入生铁，按40-60kg/t钢的量加入废钢，进行吹炼；

 B、吹炼时，先降氧枪进行低枪位吹炼1.0-2.0分钟，之后提枪进行中枪位吹炼2.0分钟，再提枪进行高枪位吹炼2.0-3.5分钟，最后降枪进行低枪位吹炼20-30秒；吹炼过程中所用氧气纯度≥99.5%、压力0.72-0.94MPa、供氧强度2.1-3.2m3/min.t，供氧吹炼时间5～8分钟；

C、步骤B吹炼结束后，出半钢至钢包，再出渣至渣盆，即获得化学成分如下的富锰渣：MnO：27.5-34.5 wt%，SiO₂：26.5-29.5 wt%，Al₂O₃：1.9-2.5 wt%，TiO₂：3.9-4.4wt%，MgO：4.2-4.8 wt%，CaO：4.7-5.2wt%，FeO 13.5-16.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

所述步骤A的生铁为Si<0.40wt%的低硅生铁，冶炼过程不加入石灰、白云石等常规造渣料。

所述步骤B中，低枪位是氧枪枪口距炉底700-850mm；中枪位是氧枪枪口距炉底850-950mm；所述高枪位是氧枪枪口距炉底950-1100mm。

所述步骤C所得半钢化学成分如下：化学成分：C 3.55-3.95 wt%，Si 0.09-0.17 wt%，Mn 0.14-0.28 wt%，S 0.019-0.027 wt%，P 0.105-0.135 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；半钢温度为：1350-1398℃。

本发明具有以下优点和效果：采用上述方案，使铁水中Mn、Si迅速氧化，渣中锰含量进一步提高，形成品位较高的富锰渣，实现了在用转炉冶炼高炉富锰铁水过程中，高效回收锰资源于炉渣中，以便用该富锰渣生产硅锰合金、锰铁、金属锰，不仅生产工艺简单，而且显著降低生产成本，提高经济效益，同时本发明方法生产富锰渣后的半钢化学成分和温度稳定，可继续对半钢吹炼脱碳、脱磷，满足正常的炼钢生产需要。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

实施例1

A、将温度为1214℃，化学成分为：C 4.10wt%、Si 0.65wt%、Mn 1.75 wt%、S 0.034 wt%、P 0.105 wt%的高炉富锰铁水进行常规扒渣处理后，放入公称容量50吨的氧气顶底复吹转炉，之后在转炉内配加Si<0.40wt%的低硅生铁和废钢，生铁加入量控制为80kg/t钢，废钢加入量控制为40kg/t钢，进行吹炼；

B、吹炼时，先降氧枪进行低枪位吹炼1.0分钟，氧枪枪位控制在枪口距炉底750mm处；之后提枪进行中枪位吹炼2.0分钟，枪位控制在枪口距炉底850mm处；之后再提枪进行高枪位吹炼2.0分钟，枪位控制在枪口距炉底950mm处；最后降枪进行低枪位吹炼20秒，枪位控制在枪口距炉底700mm处，冶炼过程所用氧气纯度≥99.5%、压力0.72MPa、供氧强度2.1m3/min.t，供氧吹炼时间5分；

C、步骤B的吹炼结束后，转炉倒炉出半钢至钢包，出渣至渣盆，即获得化学成分如下的富锰渣：MnO：27.5 wt%，SiO₂：26.5 wt%，Al₂O₃：1.9 wt%，TiO₂：3.9 wt%，MgO：4.2 wt%，CaO：4.7 wt%，FeO：13.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；以及化学成分为：C 3.55 wt%，Si 0.12 wt%，Mn 0.20 wt%，S 0.023 wt%，P 0.118 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，温度为1369℃的半钢。

实施例2

A、将温度为1236℃，化学成分为：C 4.70 wt%、Si 0.84 wt%、Mn 2.36 wt%、S 0.025 wt%、P 0.135 wt%的高炉富锰铁水进行常规扒渣处理，之后兑入公称容量50吨的氧气顶底复吹转炉，之后在转炉内配加低硅(Si<0.40wt%)生铁和废钢，生铁加入量控制为70kg/t钢，废钢加入量控制为50kg/t钢，进行吹炼；

B、吹炼时，先降氧枪进行低枪位吹炼1.5分钟，氧枪枪位控制在枪口距炉底850mm处；之后提枪进行中枪位吹炼2.0分钟，枪位控制在枪口距炉底950mm处；之后再提枪进行高枪位吹炼3.0分钟，枪位控制在枪口距炉底1100mm处；最后降枪进行低枪位吹炼25秒，枪位控制在枪口距炉底800mm处，冶炼过程所用氧气纯度≥99.5%、压力0.94MPa、供氧强度3.2m3/min.t，供氧吹炼时间6分55秒；

C、步骤B的吹炼结束后，转炉倒炉出半钢至钢包，出渣至渣盆，即获得化学成分如下的富锰渣：MnO：31.5 wt%，SiO₂：27.5 wt%，Al₂O₃：2.3 wt%，TiO₂：4.2wt%，MgO：4.6 wt%，CaO：4.9 wt%，FeO 15.2 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；以及化学成分为：C 3.85 wt%，Si 0.09 wt%，Mn 0.14 wt%，S 0.019 wt%，P 0.105 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，温度为1350℃的半钢。

实施例3

A、将温度为1265℃，化学成分(质量分数)为C 5.10 wt%、Si 1.02 wt%、Mn 2.95 wt%、S 0.046wt%、P 0.155 wt%的高炉富锰铁水进行常规扒渣处理，之后兑入公称容量50吨的氧气顶底复吹转炉，之后在转炉内配加低硅(Si<0.40wt%)生铁和废钢，生铁加入量控制为50kg/t钢，废钢加入量控制为60kg/t钢，进行吹炼；

B、吹炼时，先降氧枪进行低枪位吹炼2.0分钟，氧枪枪位控制在枪口距炉底800mm处；之后提枪进行中枪位吹炼2.0分钟，枪位控制在枪口距炉底900mm处；之后再提枪进行高枪位吹炼3.5分钟，枪位控制在枪口距炉底1000mm处；最后降枪进行低枪位吹炼30秒，枪位控制在枪口距炉底750mm处，冶炼过程所用氧气纯度≥99.5%、压力0.83MPa、供氧强度2.8m3/min.t，供氧吹炼时间8分钟；

C、步骤B的吹炼结束后，转炉倒炉出半钢至钢包，出渣至渣盆，即获得化学成分如下的富锰渣：MnO：34.5 wt%，SiO₂：29.5 wt%，Al₂O₃：2.5 wt%，TiO₂：4.4wt%，MgO：4.8 wt%，CaO：5.2 wt%，FeO：16.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；以及化学成分为：C 3.95 wt%，Si 0.17 wt%，Mn 0.28 wt%，S 0.027 wt%，P 0.135 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；温度为1398℃的半钢。