[发明专利]一种利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法

说明书

本发明公开了一种利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法，属于钢铁冶金领域。本发明提供的利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法在转炉过程中采用双渣的冶炼工艺去除大部分铁水中的锰等元素，并采用转炉低温出钢、LF精炼炉深脱锰的工艺进一步脱锰，可在入炉铁水为锰含量高于0.40％的高锰铁水的条件下，将钢水中的锰含量稳定控制在0.02％以下，满足超低锰钢的冶炼需要。

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法，尤其涉及一种利用含量大于0.40％的高锰铁水冶炼超低锰钢的方法。

背景技术

为满足当今市场需求，高附加值的特种钢材的钢种对钢水中Mn元素的要求很低，而转炉本身的脱锰能力有限，并且多数钢厂由于矿石原料条件限制，入炉铁水的锰含量在0.40％左右，用此铁水进行冶炼超低锰钢种(Mn≤0.02％)时转炉终点达到最低的锰含量为0.06％左右，无法达到此类钢种的要求。在上述背景下，利用高锰铁水冶炼超低锰钢种这一技术难题也就变得日益突出起来。直接制约着以工业纯铁为代表的超低锰钢的开发及生产。

锰作为一种金属元素只能通过氧化造渣的方式，从铁水或钢水中分离出来；其氧化-还原反应的关键是向冶金体系提供氧以及氧向反应区的传递，实现铁水中杂质元素的直接或间接的氧化。铁水脱锰方式的选择，通常受限于现场设备、环境、脱锰所用原料的条件等。

受限于现场设备、环境、脱锰所用原料的条件等因素影响，从现有工艺角度出发，铁水脱锰任务主要在转炉环节完成，总结前期冶炼超低锰钢的情况是：入炉铁水锰含量集中在0.39％-0.41％(平均为0.40％)，转炉终点残锰含量为0.050％-0.057％(平均为0.054％)，难以达到0.05％甚至更低，无法进行超低锰钢的冶炼。

综上所述，目前需要一种能够使用高锰铁水冶炼超低锰钢的新方法，以保证在铁水条件相对较差的情况下冶炼对锰含量控制比较严格的高附加值特种钢。

发明内容

为了克服现有冶炼工艺无法使用锰含量高于0.40％的高锰铁水冶炼超低锰钢种的不足，本发明提供了一种利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法，独创性地开发出LF炉深脱锰工艺，该工艺可以以高锰铁水为原料冶炼锰含量低于0.02％的钢水。

在传统工艺路线中，在入炉铁水为锰含量高于0.40％的高锰铁水的条件下，只能将钢水中的锰含量稳定控制在0.06％以下。

本发明通过对传统的LF精炼炉的生产工艺进行创新性的优化，使得锰元素在LF炉内得到进一步的脱除。最终稳定的将钢水中锰含量稳定降低到0.02％以下。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种利用高锰铁水冶炼超低锰钢的方法，包括以下步骤：

S1、转炉采用双渣的冶炼工艺

在转炉处理过程中采用双渣法操作，倒渣时机选择在钢中锰、硅氧化基本结束、碳的氧化从受到抑制逐渐转变到要开始激烈氧化期的时候进行倒渣；在造渣过程中加入渣料及铁皮球，通过造渣过程中的大渣量、终点温度和终点氧的控制方法，有效抑制转炉吹炼后期的“回锰”现象；

S2、采用转炉低温出钢、LF精炼炉深脱锰的工艺

其中转炉低温出钢的温度为：1560～1690℃；

LF精炼炉深脱锰包括两次造渣过程：第一次造渣和第二次造渣。

上述步骤S1中在开始吹炼4min时进行倒渣；和/或

在造渣过程中渣料的加入量为15-20t和铁皮球的加入量为5-20t。

在造渣过程中，终点温度控制在1560～1690℃、终点氧控制在950ppm～1050ppm，有效抑制转炉吹炼后期的“回锰”现象，转炉出钢时钢水中锰含量降低至0.06％以下。