[发明专利]一种应用锰矿进行锰合金化的方法及装置

权利要求书

1.一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，该方法是将锰矿加入熔渣中，通过在置于熔渣中的惰性阳极与置于钢液熔池中的阴极之间施加直流电场，进行电化学反应，将熔渣中的锰氧化物电解熔融还原，还原后的锰进入钢液，而锰氧化物中的氧则通过和惰性阳极发生阳极反应以氧气的形式排出进入大气。

2.根据权利要求1所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)转炉终点控制：转炉冶炼终点C含量≥0.05wt％，冶炼终点钢液温度≥1600℃；

2)出钢过程控制：转炉挡渣出钢，出钢过程中向钢液加入控氧剂、白灰以及锰矿；

3)电解还原反应控制：将钢包运至电解处理工位，利用电解反应控制装置对熔渣钢液系统施加电场进行电解反应控制，具体控制过程如下：首先将阳极置于钢包内熔渣中，控制阳极在熔渣中位置，避免和钢液接触；将阴极置于钢液中；阳极通过导线与直流电源的正极连接，阴极通过导线与直流电源的负极连接，然后由直流电源向阳极与阴极施加直流电场进行电解反应。

3.根据权利要求2所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，所述直流电源电压控制在1.5～5V，输出电流I为100A～2000A，在熔渣与阳极反应界面产生200A/m²～4000A/m²电流密度。

4.根据权利要求2所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，所述锰矿的加入量为3～10Kg/吨钢。

5.根据权利要求2所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，所述白灰加入量为5～10Kg/吨钢。

6.根据权利要求2所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，步骤2)中的控氧剂、白灰以及锰矿的加入顺序为：先加入控氧剂，然后加入白灰，最后在出钢结束前加入锰矿，所述的控氧剂为脱氧合金。

7.根据权利要求1、2、4其中任意一项所述的一种应用锰矿进行锰合金化的方法，其特征在于，所述的锰矿为MnO含量大于50wt％的锰矿，其粒度在5～50mm。

8.一种如权利要求1-7其中任意一项所述的应用锰矿进行锰合金化的方法采用的电解反应控制装置，其特征在于，包括直流电源控制装置、阳极升降装置、阳极、阴极升降装置、阴极、钢包；所述钢包的一侧设置有阳极升降装置，在阳极升降装置上安装有阳极，阳极升降装置将阳极插入在钢包内的熔渣中；钢包的另一侧设置有阴极升降装置，阴极升降装置上安装有阴极，阴极升降装置将阴极插入在钢包内钢液中；阳极和阴极通过导线连接直流电源控制装置。

9.根据权利要求8所述的电解反应控制装置，其特征在于，所述的阴极为内外两层的复合结构，外层为耐高温、耐熔渣侵蚀的绝缘材料，内部为耐高温导电材料，所述阴极的形状为圆柱体。

10.根据权利要求8所述的电解反应控制装置，其特征在于，所述的阳极为耐高温金属陶瓷或耐高温金属，形状为圆柱或平板，阳极数量为一个以上。