专利名称：炼钢用复合锰铁矿球的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种炼钢用造渣矿球，特别是涉及含有锰、铁矿物原料的炼钢用复合锰铁矿球，可广泛用于电炉炼钢、转炉炼钢的造渣过程中作为冷却剂、化渣剂以及部分替代硅锰合金使用。
背景技术：
电炉冶炼氧化期的主要任务是尽快造渣、化渣；转炉吹炼前期的主要任务是脱〔P〕，脱〔P〕的前提条件是要有良好的炉渣。最理想的促进化渣的原料是萤石，由于环保的要求，萤石在炼钢中已经被禁止使用。
目前钢厂普遍采用氧化铁皮、矿石做为促进化渣的原料，但由于氧化铁皮活性较大，加入量不容易控制，过大则容易造成前期喷溅，过小则炉渣熔化不好；而矿石熔化速度慢，化渣时间长，化渣效果不明显。因此，钢厂迫切需要寻找一种成本低、性能好、利于环保且添加工艺简单的炼钢用造渣剂，在造渣过程中尽快化渣并在炉渣“返干”时及时调整炉渣成分。
此外，在炼钢过程中，需要加入适量的锰铁合金，而锰铁合金的价格高，因此寻找能够减少锰铁合金加入量的替代廉价原料，对于降低冶炼成本就显得很有意义。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的上述问题，而提供一种生产成本低、产品性能好、化渣速度快、易于环保、能够提高炼钢终点残锰含量、降低冶炼成本，并有利于钢中〔P〕、〔S〕、〔Si〕的脱除的炼钢用复合锰铁矿球。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案本发明炼钢用复合锰铁矿球是由氧化锰矿粉、铁粉矿、白云石粉、硅粉、粘结剂按照以下的组份含量经混匀、压制成型制备而成氧化锰矿粉50％-60％(重量)；铁粉矿20％-25％(重量)；白云石粉10％-20％(重量)；硅粉4％-6％(重量)。
粘结剂4％-6％(重量)。
所述氧化锰矿粉的Mn品位≥20％为宜，在25％-30％之间为佳；所述的铁粉矿的铁品位在TFe45％-50％之间；所述粘结剂为湖精与石膏、泡花碱等的复合产品为佳。
本发明炼钢用复合锰铁矿球的各组分按照一般方法混匀混合后，加入适量的水搅拌均匀，使之成为湿性粉状，将此湿性混合粉输入压球机进行压制，成为一定形状和尺寸的实球，并通过干燥系统烘干、筛分设备筛分后成为制品。其最终产品的粒径为40-60mm。
为保证物料的混合均匀，并使成型后的实球具有较好的强度和造渣性能，本发明炼钢用复合锰铁矿球的几种组分的粒度按照下列要求为佳氧化锰矿粉0-2mm，铁粉矿0-3mm，白云石粉0-2mm，硅粉0-2mm。
本发明炼钢用复合锰铁矿球的工业应用结果表明，本发明采用上述技术方案后，具有以下优点对于电炉炼钢①在熔化期结束后，随造渣料一起加入吨钢10Kg-20Kg复合锰铁矿球，复合锰铁矿球中的〔MnO〕可以降低炉渣的熔化温度，充分缩小Ca2SiO4、Ca3SiO4的相区，使炉渣在很宽的温度范围内保持均匀液态，因为渣中形成低熔点的锰橄榄石。根据研究，对含有1％〔MnO〕的炉渣，开吹后3.5分钟就出现大量的C2S、C3S，而初渣中〔MnO〕达15％时，则在6-7分钟才出现C2S、C3S，所以高的〔MnO〕炉渣能够延缓C2S、C3S的产生，使化渣速度明显加快，加入后迅速成渣。②在冶炼过程中可以有效防止炉渣“返干”，在冶炼中后期适当往电炉内加入一些复合锰铁矿球可以控制炉渣的粘度和〔FeO〕含量，使炉渣始终具有一定的活性，处于低熔点范围。即使炉渣已经“返干”，这是适当加入一些复合锰铁矿球，炉渣会迅速成渣，而且该造渣剂活性较低，也不会造成炉渣突然发泡引起喷溅。③在吹炼低磷钢时，前期加入复合锰铁矿球可以有效提高脱磷率，稳定并提高了低磷钢的脱氧剂和合金收得率。④由于加入了复合锰铁矿球促进化渣，喷溅减少，从而降低了钢铁料消耗。⑤加入复合锰铁矿球，使渣中[MnO]含量提高，在吹炼终点时由于〔MnO〕的还原使钢中残锰含量升高，可以减少锰铁合金的加入量，降低消耗，节约成本。⑥钢中[Mn]含量增加，使钢中[O]降低，促进脱硫；渣中MnO含量提高，使炉渣流动性变好，有利于脱硫。
同样原因，对于转炉炼钢①在吹炼开始2分钟内加入吨钢10Kg-20Kg复合锰铁矿球，化渣速度明显加快，加入后迅速成渣；在吹炼前期加入复合锰铁矿球可以提高转炉脱[P]率，转炉脱[P]率可以提高约2％，转炉终点[P]可降低约5％；同是，由于〔FeO〕、〔CaO〕也是转炉脱〔Si〕的必要条件，因而，复合锰铁矿球的加入也有利于钢中〔Si〕的脱除。②在吹炼过程中可以有效防止炉渣“返干”，在吹炼中后期适当往转炉内加入一些复合锰铁矿球可以控制炉渣的粘度和〔FeO〕含量，使炉渣始终具有一定的活性，处于低熔点范围。即使炉渣已经“返干”，这是适当加入一些复合锰铁矿球，炉渣会迅速成渣，而且该造渣剂活性较低，也不会造成炉渣突然发泡引起喷溅。③在吹炼低磷钢时，前期加入复合锰铁矿球可以有效提高脱磷率，明显减少了钢水过氧化的发生，出钢钢中活度氧平均可降低50ppm左右，同时由于活度氧的降低，稳定并提高了低磷钢的脱氧剂和合金收得率。④由于加入了复合锰铁矿球促进化渣和脱磷，转炉喷溅减少，从而有效减少了转炉的吹损，转炉吹损可降低约0.2％，从而降低了钢铁料消耗。⑤吹炼前期加入复合锰铁矿球，可以减少吹炼过程中〔Mn〕的氧化，提高终点钢中残〔Mn〕量，终点钢中残锰含量使渣中〔MnO〕含量提高，在吹炼终点时由于〔MnO〕的还原使钢中残〔Mn〕含量可增加约10％，降低锰铁合金的消耗。⑥钢中〔Mn〕含量增加，使钢中〔O〕降低，促进脱硫；渣中〔MnO〕含量提高，使炉渣流动性变好，有利于脱硫。
本发明炼钢用复合锰铁矿球中氧化锰矿粉的加入量直接影响炼钢中的锰铁合金代替量。过小则炼钢中的锰铁合金代替量减少；过大又影响到其它组分的加入量。
本发明炼钢用复合锰铁矿球中铁粉矿的加入量高低影响到炼钢过程中的化渣效果。加入量过小则化渣速效果差，也不利于钢中〔P〕的脱除；过大又影响到其它组分的加入量。而氧化锰矿粉中的锰品位、铁粉矿的铁品位的高低，也影响到其本身的加入量以及本发明的加工成本与应用效果。
具体实施例方式
为进一步描述本发明，下面结合实施例和比较例对本发明作更详细说明，但本发明不仅限于这些例子，如氧化锰矿粉的锰品位、铁粉矿的铁品位可以低于或高于实施例。
将粒径为0-2mm的Mn20％-30％的氧化锰矿粉、粒径为0-3mm的TFe45％-50％的铁粉矿、粒径为0-2mm的白云石粉、粒径为0-2mm的硅粉、粘结剂按照表1示出的品位(Mn％、TFe％)、各组分含量(重量％)制备本发明炼钢用复合锰铁矿球表1 本发明炼钢用复合锰铁矿球的各组分按照一般方法混匀后，加入适量的水搅拌均匀，使之成为湿性粉状，将此湿性混合粉输入压球机进行压制，成为一定形状和尺寸的实球，并通过干燥系统烘干、筛分后成为制品。其具体的制备工艺为将氧化锰矿粉磨细后置于混匀机中；按照上述实施例的配比将氧化锰矿粉、铁粉矿、白云石粉、硅粉在混匀机中充分搅拌均匀，成为一种混合粉状；将粘结剂加入混合粉状料中，再加入适量的水继续搅拌均匀，使之成为湿性粉状；将此湿性粉状料输入压球机进行压制，成为一定现状和尺寸的实球，并通过干燥系统烘干、筛分设备筛分成为成品。其最终产品的粒径Φ50mm≥90％，含水率5-9％，强度≥800牛顿/个。将最终产品按照15Kg/袋-30Kg/袋包装出售。
用表1配比以及上述工艺制备的炼钢用复合锰铁矿球(球)，按照20Kg/吨钢的量加入的实际使用效果见表2。
表2
表2中Q-强度(牛顿/个)；α-终点钢中残〔Mn〕增加率％；W-吨钢节约的锰铁合金量(Kg)；T-化渣速度加快缩短的出钢时间(分钟)；P-脱〔P〕率提高(概率值％)。
本发明制备的复合锰铁矿球，在某钢铁股份有限公司50吨电炉中应用，以20Kg/吨钢的加入量加入，复合锰铁矿球按照1200元/吨来核算，其直接和间接经济效益如下(1)终点钢中残〔Mn〕可增加12％左右，达0.40-0.50％，可以完全取代出钢合金中的锰的加入，出钢时无需调锰，按70％中碳锰铁合金为10000元/吨计算，可以节约约39元/吨钢的吨钢成本；(2)化渣迅速，缩短了出钢时间4-7分钟；(3)降低了钢铁消耗概率值为120-150Kg/炉；(4)稳定并提高了低磷钢的脱氧剂和合金收得率；(5)脱〔P〕率提高概率值3-8％；
(6)粉尘少利于保护环保，加料工艺简单，减轻了工人的劳动强度。
对于转炉炼钢，某钢铁股份有限公司技术中心工艺技术研究所的测算结果表明，转炉炼钢加入20Kg/吨钢的复合锰铁矿球，可以将吹炼终点的残锰提高，终点残锰含量可以增加0.15-0.2％，从而降低锰铁合金的的用量。锰铁合金按照锰含量70％计，收得率按80％计算，吨钢可以节约3-4Kg锰铁合金，复合锰铁矿球(球)按照980-1200元/吨计算，锰铁合金按照8000元/吨计算，可节约成本10-12元/吨钢。
权利要求
1.一种炼钢用复合锰铁矿球，其特征在于它是由氧化锰矿粉、铁粉矿、白云石粉、硅粉、粘结剂按照以下的组份含量经混匀、压制成型制备而成氧化锰矿粉50％-60％(重量)；铁粉矿20％-25％(重量)；白云石粉10％-20％(重量)；硅粉4％-6％(重量)。粘结剂4％-6％(重量)。
2.如权利要求1所述的炼钢用复合锰铁矿球，其特征在于所述的氧化锰矿粉的Mn品位≥20％。
3.如权利要求2所述的炼钢用复合锰铁矿球，其特征在于所述的氧化锰矿粉的Mn品位在25％-30％之间。
4.如权利要求1所述的炼钢用复合锰铁矿球，其特征在于所述的铁粉矿的铁品位在TFe45％-50％之间。
5.如权利要求1、2、3或4所述的炼钢用复合锰铁矿球，其特征在于所述的各组分的粒度范围为氧化锰矿粉0-2mm，铁粉矿0-3mm，白云石粉0-2mm，硅粉0-2mm。
全文摘要
本发明公布了一种炼钢用复合锰铁复合矿球，它是以氧化锰矿粉50％－60％、铁粉矿20％－25％、白云石粉10％－20％、硅粉4％－6％、粘结剂4％－6％的组分含量(重量)经混匀、压制成型制备而成，具有生产成本低、产品性能好、化渣速度快、能够提高炼钢终点残锰含量、降低冶炼成本的优点，且易于环保，加料工艺简单，并有利于钢中(P)、(S)、(Si)的脱除，可广泛用于电炉炼钢、转炉炼钢的造渣过程中作为冷却剂、化渣剂和终点提高锰使用。
文档编号C21C7/064GK1778973SQ20041006559
公开日2006年5月31日 申请日期2004年11月25日 优先权日2004年11月25日
发明者黄志勇 申请人:马鞍山中冶钢铁冶金科技实业开发有限公司