一种通过炉外精炼生产中低碳锰铁的方法

摘要

本发明涉及一种优质锰系铁合金产品的生产，通过炉外精炼将碳素锰铁精炼为中低碳锰铁的方法。本发明的方法包括如下步骤：(1)将高碳、中碳锰铁倒入精炼炉内，同时添加渣料和占渣料质量比20％-40％的含锰氧化物，造新渣；(2)造新渣后底吹或侧吹纯氧，并通过加入锰氧化物或铁氧化物来控制熔池温度不超过1450℃，精炼至碳含量达到中低碳的标准；(3)加入精炼剂进一步精炼进行深脱硫、磷，并调整炉渣中氧化锰含量使其小于8.0％；(4)最后加入补锰剂进行补锰操作至锰含量达到低碳锰铁的要求时精炼结束。本发明避免了硅锰合金的使用，大大降低了生产成本。

说明书

技术领域

本发明涉及一种优质锰系铁合金产品的生产，通过炉外精炼将碳素锰铁精炼为中低碳锰铁的方法。

背景技术

传统的生产中低碳锰铁的方法主要有电硅热法、摇包法和吹氧法三种。这些方法都是利用硅锰合金去还原锰铁中的锰，而后进行脱硅处理，以生产出中低碳锰铁。由于硅锰合金的价格昂贵，导致这些传统工艺生产中低碳锰铁的成本居高不下。除此之外，传统工艺还具有设备投资大、电耗高、杂质含量高，锰回收率偏低、冶炼周期长、产生的污染较大的缺点。吹氧法也可将高碳锰铁倒入转炉中吹氧脱碳生产中低碳锰铁，但必须使用锰含量≥73％的碳素锰铁。

发明内容

针对传统的生产中低碳锰铁工艺的不足，本发明提供了一种通过炉外精炼生产中低碳锰铁的方法。

所述方法包括如下步骤：

(1)将高碳、中碳锰铁倒入精炼炉内，同时添加渣料和占渣料质量比20％-40％的含锰氧化物，造新渣；

(2)造新渣后底吹或侧吹纯氧，并通过加入锰氧化物或铁氧化物来控制熔池温度不超过1450℃，精炼至碳含量达到中低碳的标准；纯氧量由脱碳量来决定，锰氧化物、铁氧化物的量是由供氧量和带入的锰量综合决定，精炼前期以喷吹纯氧为主，以喷吹锰氧化物、铁氧化物为辅，而精炼后期以喷吹锰氧化物、铁氧化物为主，以喷吹纯氧为辅。

(3)加入精炼剂进一步精炼进行深脱硫、磷，并调整炉渣中氧化锰含量使其小于8.0％；

(4)最后加入补锰剂进行补锰操作至锰含量达到低碳锰铁的要求时精炼结束。

上述步骤中采用的精炼设备可以是炼钢精炼使用的LF炉，或大型的工频感应炉、中频感应炉。

进一步的，所述步骤(1)中，添加渣料渣料的渣型为CaO-CaF₂，碱度R≥2.0，渣料加入量至覆盖住液面。

进一步的，所述步骤(1)中，含锰氧化物为富锰矿或富锰渣。

进一步的，所述步骤(2)中，还包括：当熔池温度超过1450℃，停止喷吹纯氧，喷入锰氧化物或铁氧化物进行净沸腾使温度回落至不超过1450℃的步骤。

进一步的，所述步骤(3)中，所述精炼剂硅钙钡合金或硅钙钡锰合金。

进一步的，所述步骤(4)中，补锰剂为低碳锰铁或硅锰合金。

与传统方法比，本发明有以下优点：避免了硅锰合金的使用，大大降低了生产成本；采用吹氧的方式，综合电耗低；采取侧吹(底吹)氧方式，并通过造新渣，减少锰的挥发损失；采取吹氧和加锰氧化物搭配的供氧方式，不但可以更好的控制反应温度，还可以保锰补锰；后期加入精炼剂精炼，更好的去除杂质，提高锰的回收率.本发明开创了从碳素锰铁通过炉外精炼脱C、Si、P，再精炼深脱S、P，同时保Mn提Mn的生产模式.

具体实施方式

实施例1：

使用的精炼炉为LF炉，大小以每次精炼2.0吨左右为好。将电炉中生产的碳素锰铁(成分见表1)倒入LF炉内，同时添加渣料和富锰矿，其中渣料的渣型为CaO-CaF₂，碱度R≥2.0，渣料加入量以覆盖住液面为宜，富锰矿添加量占渣料质量比的20％，而后供电加热并底吹氧气(吹氧强度不可冲破液面)，当炉内火苗从蓝色变为由弱变强的黄色时，降低吹氧强度，并加入锰氧化物以控制熔池温度，使其不超过1450℃，如果超过1450℃，则停止喷吹纯氧，喷入锰氧化物进行净沸腾使温度回落至1450℃以下。继续精炼使碳含量达到中低碳锰铁的标准；当锰铁中碳含量达标后，加入精炼剂硅钙钡合金，强化对锰的还原和深脱磷、硫，并加入一定量的低碳锰铁进行补锰操作，至锰含量达到低碳锰铁的要求时精炼结束。最后放渣出铁。生产出的中低碳锰铁成分见表1。

实施例2：

使用的精炼炉为中频感应炉，大小以每次精炼2.0吨左右为宜。采用的高炉碳素锰铁成分见表2。将高炉碳素锰铁倒入中频感应炉中，同时添加渣料和质量比占碳素锰铁40％的富锰渣，其中渣料的渣型为CaO-CaF₂，碱度R≥2.0，渣料加入量以覆盖住液面为宜，而后供电加热并底吹氧气(吹氧强度不可冲破液面)，当炉内火苗从蓝色变为由弱变强的黄色时，降低吹氧强度，并加入适量的铁氧化物以控制熔池温度，使其不超过1450℃，使碳含量达到中低碳锰铁的标准；而后加入精炼剂硅钙钡锰合金，对未被还原的锰氧化物进行直接还原，并深脱S、P，并调整渣中MnO含量，使渣中氧化锰含量低于5％。最后加入补锰剂硅锰合金进行调锰，当锰含量达到低碳锰铁的要求时精炼结束，放渣、出铁、浇注。生产出来的低碳锰铁成分见表2。

表1实施例1精炼前后锰铁成分(质量分数/％)

  名称  C  Si  Mn  P  S  电炉锰铁  7.03  2.34  70.13  0.24  0.03  精炼后低碳  锰铁  0.43  0.62  83.35  0.11  0.01

表2实施例2精炼前后锰铁成分(质量分数/％)

  名称  C  Si  Mn  P  S  高炉锰铁  7.02  2.01  68.54  0.21  0.03

  名称  C  Si  Mn  P  S  精炼后低碳  锰铁  0.36  0.67  83.51  0.11  0.01