專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用ebt電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高錳回收率的高錳鋼生產(chǎn)工藝，特別是一種利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高錳鋼是一種具有高耐磨性、高強(qiáng)度、高韌性的特殊鋼，其生產(chǎn)的耐磨件廣泛用于冶金、礦山、電力、建材、鐵路、煤礦、軍工、能源等領(lǐng)域，高錳鋼中80Mn14還是中空釬具生產(chǎn)過(guò)程中重要中間產(chǎn)品，其抽芯后的芯材將全部作為返回料以廢鋼的形式返回?zé)掍?。高錳鋼含錳量通常在11% 15%。由 于其錳含量很高，其返回法冶煉工藝在生產(chǎn)過(guò)程中具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著煉鋼技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)的老三期電爐冶煉設(shè)備和冶煉工藝已經(jīng)被淘汰。而現(xiàn)有技術(shù)采用新型的EBT電爐在返回法的冶煉上存在著以下問(wèn)題:爐膛直徑較大，并且冶煉過(guò)程中采用平爐操作，不能進(jìn)行扒渣還原，還原操作困難；爐內(nèi)難以保持良好的還原氣氛；錳的回收率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，該工藝能較大地提高錳的回收率，且操作簡(jiǎn)單易行，具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案:
一種利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，包括配料工藝、裝料工藝、供電工藝、吹氧工藝、還原工藝和出鋼工藝，所述配料工藝中，全部配入高錳鋼的返回料，不配入其他壓塊和切頭以及廢鋼鐵料，小塊廢鋼填充在大塊廢鋼之間；所述裝料工藝中，直接使用全新?tīng)t體裝料，冶煉過(guò)程連續(xù)生產(chǎn)；對(duì)非全新?tīng)t體，在返回法冶煉前一爐鋼時(shí)，氧化末期造泡沫渣將渣流盡，再造新渣流渣，出鋼后，用SiC粉對(duì)余水進(jìn)行送電還原，用量為30kg/噸余水，將余水和爐壁及爐蓋上殘留的鋼渣還原，還原時(shí)間> 10分鐘后二次出鋼，并將爐內(nèi)的鋼渣除盡；在爐底加入800kg石灰后再裝料進(jìn)行冶煉；所述吹氧工藝中，熔化前期不吹氧，當(dāng)溫度彡1580°C，爐料基本全熔后進(jìn)行吹氧，控制氧壓為10 12Mpa，時(shí)間為6 10分鐘，碳含量控制在規(guī)格下線-0.10 -0.15% ;所述還原工藝中,包括還原劑的加入、還原操作和還原分析:當(dāng)碳含量彡規(guī)格下線-0.10%時(shí)，用行車(chē)將預(yù)先準(zhǔn)備好的電石7 8kg/噸鋼、復(fù)合精煉渣3 4kg/噸鋼，加入爐膛中部，位于三相電極的周?chē)?級(jí)小電壓供電，并用碳槍從EBT 口上方噴入SiC粉，用量為2kg/噸鋼，送電2 3分鐘后，用扒子推渣加快渣子的轉(zhuǎn)動(dòng)還原，送電還原5 6分鐘后，從爐門(mén)口陸續(xù)加入SiC粉，用量為2 3kg /噸鋼，送電還原10分鐘后再次推渣，取樣分析，出鋼；控制整個(gè)還原過(guò)程至出鋼時(shí)間為15 18分鐘。上述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，供電工藝中，先用小電壓(8 7級(jí)310V 320V，25 28KA)送電，電極穿井后，改用大電壓(4 3級(jí)360V 370V，20 28KA)供電，使?fàn)t料加速熔化，在低溫時(shí)即溫度小于1540°C時(shí)噴入發(fā)泡劑碳粉，當(dāng)溫度^ 1580°C，爐料基本全熔后，停止供電；還原期用小電壓供電。前述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，所述爐膛中部為三相電極周?chē)?。前述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，出鋼工藝中，采用EBT爐返回法冶煉高錳鋼，每冶煉兩爐鋼后二次出渣一次，在二次出渣的過(guò)程中，將渣出盡，鋼水預(yù)留于爐中。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、還原效果好，錳回收率高，可達(dá)85%，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。2、操作簡(jiǎn)單。3、還原時(shí)間短。4、鋼中雜質(zhì)含量低，鋼液質(zhì)量良好。配料工藝中，全部配入高錳鋼的返回料，不配入其他壓塊和切頭以及廢鋼鐵料，既保證熔清鋼液的純凈度，又能使鋼液熔清碳含量比還原要求碳含量高0.25% 0.30%，滿(mǎn)足有效脫碳量的要求。小塊廢鋼填充在大塊廢鋼之間，以提高堆料的密度，解決了高錳鋼導(dǎo)熱差的困難，提高了爐料的導(dǎo)電性，從而加速熔化，縮短冶煉時(shí)間，降低送電過(guò)程錳的燒損。裝料工藝中，采用新?tīng)t體裝料冶煉，并連續(xù)組織生產(chǎn)，可以避免因爐體(包括爐壁、爐蓋、爐底)的污染而造成對(duì)鋼渣的污染，有利于還原過(guò)程的進(jìn)行，提高錳的回收率，并且能預(yù)防因爐體污染造成冶煉過(guò)程增磷的現(xiàn)象。所以對(duì)非全新?tīng)t體，冶煉前一爐鋼氧化末期盡量造泡沫渣將渣流盡，再造 新渣流渣，出鋼后，送電用SiC粉對(duì)余水進(jìn)行還原，將余水和爐壁及爐蓋上殘留的鋼渣還原，還原> 10分鐘后二次出鋼，并將爐內(nèi)的鋼渣除盡，從而最大限度地保證了爐體的清潔。供電工藝中，先用小電壓送電穿井能有效防止電弧光對(duì)爐蓋和水冷爐壁的損傷，穿井后大功率熔化能縮短冶煉時(shí)間，降低送電過(guò)程錳的燒損。在低溫時(shí)(溫度小于1540°C)錳的氧化反應(yīng)優(yōu)先于碳進(jìn)行，氧化后在渣中的氧化物不穩(wěn)定，這時(shí)噴入發(fā)泡劑碳粉，會(huì)有一部分錳還原進(jìn)入鋼液中，減少了錳的氧化，在當(dāng)溫度> 1580°C，爐料基本全熔后停止供電，避免因后期吹氧脫碳造成爐內(nèi)溫度過(guò)高；在還原過(guò)程中小電流送電能加速還原反應(yīng)的進(jìn)行和強(qiáng)化還原效果，縮短還原時(shí)間和提高了錳的回收率。吹氧工藝中，本發(fā)明要求熔化過(guò)程不得提前吹氧，只有當(dāng)溫度> 1580°C，爐料基本全熔后方能吹氧，有如下作用:①滿(mǎn)足了鋼液的有效脫碳量，保證了鋼液的純凈度。本發(fā)明要求配料全部配入高錳鋼返回料，鐵料熔清碳含量比還原要求碳含量高0.25% 0.30%o溫度> 1580°C，爐料基本全熔后吹氧既能保證還原對(duì)碳的要求，也保證了鋼液的有效脫碳量，提高了鋼液的純凈度。②提前吹氧既不能滿(mǎn)足后期的有效脫碳量又使錳大量氧化，降低了錳的回收率。在煉鋼的反應(yīng)過(guò)程中錳的氧化分直接氧化和間接氧化，反應(yīng)式為:[Mn]+1/2 {02} = (MnO)、[Mn]+ (FeO) = (MnO) + [Fe]、[Mn] +
= (MnO)，并且，溫度小于 1540°C時(shí)，錳的氧化反應(yīng)優(yōu)先于碳進(jìn)行，所以，在返回法冶煉過(guò)程中，提前吹氧，將使錳被大量氧化，降低了錳的回收率。所以，當(dāng)溫度> 1580°C后，才能吹氧，氧壓l(Tl2MPa時(shí)，35噸鋼水每分鐘脫碳量為0.03 0.04%，吹氧時(shí)間控制為6分鐘取樣分析，待分析結(jié)果出來(lái)后再量化吹氧時(shí)間。③當(dāng)溫度> 1580°C時(shí)，在有效脫碳過(guò)程中，每吹氧脫碳0.1%，錳被氧化約1.00%,所以量化吹氧時(shí)間，避免過(guò)吹氧降低錳的回收率，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。還原工藝中，傳統(tǒng)返回法工藝還原過(guò)程復(fù)雜，要求還原劑全從爐門(mén)口加入，操作強(qiáng)度大，在還原過(guò)程中，由于還原反應(yīng)的進(jìn)行，爐門(mén)口火焰大，溫度高，操作難度大。本發(fā)明將還原劑用行車(chē)直接加入爐膛中部，極大降低了人工操作難度，使操作更簡(jiǎn)單易行。錳在還原反應(yīng)過(guò)程中主要是通過(guò)以下反應(yīng)來(lái)完成:
(Mn0.SiO2) + 2 (CaO) = (2 Ca0.SiO2) + (MnO)、(Mn0) + [C] = [Mn ] + {CO}、(MnO)+ [Fe] = [Mn] +(FeO)，EBT爐爐膛直徑較大，用傳統(tǒng)的從爐門(mén)口加入還原劑的還原工藝，無(wú)法將還原劑加入爐膛中后部，爐內(nèi)難以形成強(qiáng)還原氣氛，爐膛中后部的爐渣難以被還原，降低了錳的回收率。而本發(fā)明①將還原劑(電石:7 8kg/噸鋼)、復(fù)合精煉渣:3 4kg/噸鋼)加入爐膛中部即三相電極的周?chē)?，送電還原，在電流的作用下還原劑在渣面直接發(fā)生強(qiáng)烈的還原反應(yīng)，使得反應(yīng)徹底迅速；②用碳槍從EBT 口上方噴入2kg/噸鋼SiC粉，能保證爐膛中后部位的還原氣氛，③從爐門(mén)口加入2kg/噸鋼SiC粉，能保證爐門(mén)口后部的還原氣氛。從爐門(mén)口推渣，讓渣轉(zhuǎn)動(dòng)均勻還原，整個(gè)爐膛內(nèi)部還原氣氛強(qiáng)烈，還原效果良好。還原前爐渣主要成分如下:FeO:4.56% ；CaO:1.86% ；MgO:2.14% ；Si02:8.15% ；A1203:1.56% ；MnO:81.51%。還原后爐渣主要成分如下:FeO:1.63% ；CaO:20.55% ；MgO:4.12% ；Si02:11.98% ；Al2O3:2.35%；Mn0:59.17%。在傳統(tǒng)的老三期電爐的返回法工藝中，還原后需要扒出大部分還原渣，重造新渣再次還原，操作難度大，并且還原時(shí)間長(zhǎng)(>30分鐘)，在EBT爐中，由于難以從爐內(nèi)將還原渣扒出，所以本發(fā)明根據(jù)EBT出鋼不出渣的特點(diǎn)采用還原后直接出鋼，每冶煉兩爐鋼再二次出渣的操作， 整個(gè)還原過(guò)程僅需時(shí)間約15 18分鐘，極大地縮短了還原時(shí)間，在保證了錳的回收的同時(shí)大大地降低了還原渣對(duì)爐襯的侵蝕，提高了爐體的壽命，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。出鋼工藝中，要求每冶煉2爐鋼后，二次出渣一次。在高錳鋼的返回法冶煉中鋼鐵料收得率約為90%，本發(fā)明由于冶煉周期短，晚吹氧和吹氧時(shí)間短，所以鋼鐵料收得率約為92%，在高錳鋼的返回法冶煉中，鋼渣比>4%后，爐渣的還原將變得更加困難，此發(fā)明因不采用扒出還原渣的操作，所以每生產(chǎn)2爐鋼后二次出渣一次，在出渣的過(guò)程中，將渣出盡，利于下?tīng)t鋼的還原，保證錳的回收，余水留于爐中，能加速下?tīng)t鋼鐵料的熔化，縮短冶煉時(shí)間。下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1。配料全部配入高錳鋼的返回料，小塊廢鋼填充在大塊廢鋼之間，回收率按92%計(jì)算。電爐采用非全新?tīng)t體冶煉，前一爐鋼氧化末期磷< 0.010%時(shí)，噴入碳粉造泡沫渣，流出大部分氧化渣，加入石灰重造新渣，再次流渣，出鋼。出鋼后堵EBT 口，送電，用SiC粉對(duì)余水進(jìn)行送電還原，用量為30kg/噸余水，還原時(shí)間10分鐘后二次出鋼，將鋼渣出盡。爐底墊入石灰800kg后裝料。用小電壓即8 7級(jí)310V 320V，25 28KA送電穿井，電極穿井后，改用大電壓供電即電壓4 3級(jí)360V 370V，電流20 28KA)，當(dāng)爐料基本熔清后測(cè)溫，溫度> 1580°C后停電，吹氧6分鐘，氧壓10 12MPa，取樣分析，如果碳含量偏高，再按每分鐘脫碳0.03 0.04%的值量化吹氧時(shí)間，將終點(diǎn)碳控制在規(guī)格下線-0.10 -0.15%。控碳完畢，用行車(chē)將預(yù)先準(zhǔn)備好的電石7 8kg/噸鋼、復(fù)合精煉渣3 4kg/噸鋼加入爐膛中部，位于三相電極的周?chē)?，小電壓供?6級(jí))，并用碳槍從EBT 口上方噴入2kg/噸鋼SiC粉，送電3分鐘后，用扒子推渣加快渣子的轉(zhuǎn)動(dòng)還原，送電還原6分鐘后，從爐門(mén)口陸續(xù)加入SiC粉2 3kg /噸鋼，送電還原10分鐘后再次推渣，取樣分析。分析結(jié)果報(bào)出后出鋼。出鋼過(guò)程中跟據(jù)分析結(jié)果隨鋼流在包中補(bǔ)加錳鐵至規(guī)格下限轉(zhuǎn)爐外精煉。每冶煉兩爐鋼后再二次出渣一次，出渣過(guò)程中將渣出盡，余鋼預(yù)留爐中。爐底加入800kg石灰，裝料進(jìn)行下一爐冶煉。本發(fā)明的實(shí)施方式不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出的各種變化均屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，包括配料工藝、裝料工藝、供電工藝、吹氧工藝、還原工藝和出鋼工藝，其特征在于:所述配料工藝中，全部配入高錳鋼的返回料，不配入其他壓塊和切頭以及廢鋼鐵料，小塊廢鋼填充在大塊廢鋼之間；所述裝料工藝中，直接使用全新?tīng)t體裝料，冶煉過(guò)程連續(xù)生產(chǎn)；對(duì)非全新?tīng)t體，在返回法冶煉前一爐鋼時(shí)，氧化末期造泡沫渣將渣流盡，再造新渣流渣，出鋼后，用SiC粉對(duì)余水進(jìn)行送電還原，用量為30kg/噸余水，將余水和爐壁及爐蓋上殘留的鋼渣還原，還原時(shí)間> 10分鐘后二次出鋼，并將爐內(nèi)的鋼渣除盡；在爐底加入800kg石灰后再裝料進(jìn)行冶煉；所述吹氧工藝中，熔化前期不吹氧，當(dāng)溫度> 1580°C，爐料基本全熔后進(jìn)行吹氧，控制氧壓為10 12Mpa，時(shí)間為6 10分鐘，碳含量控制在規(guī)格下線-0.10 -0.15% ;所述還原工藝中，包括還原劑的加入、還原操作和還原分析:當(dāng)碳含量<規(guī)格下線-0.10%時(shí)，用行車(chē)將預(yù)先準(zhǔn)備好的電石7 8kg/噸鋼、復(fù)合精煉渣3 4kg/噸鋼，加入爐膛中部，位于三相電極的周?chē)?級(jí)小電壓供電，并用碳槍從EBT 口上方噴入SiC粉，用量為2kg/噸鋼，送電2 3分鐘后，用扒子推渣加快渣子的轉(zhuǎn)動(dòng)還原，送電還原5 6分鐘后，從爐門(mén)口陸續(xù)加入SiC粉，用量為2 3kg /噸鋼，送電還原10分鐘后再次推渣，取樣分析，出鋼；控制整個(gè)還原過(guò)程至出鋼時(shí)間為15 18分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述供電工藝中，先用8 7級(jí)310V 320V，25 28KA的小電壓送電，電極穿井后，改用電壓4 3級(jí)360V 370V，20 28KA的大電壓供電，使?fàn)t料加速熔化，在溫度小于1540°C時(shí)噴入發(fā)泡劑碳粉，當(dāng)溫度> 1580°C、爐料基本全熔后，停止供電；還原期用小電壓供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述爐膛中部為三相電極周?chē)?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于:所述出鋼工藝中，采用EBT爐返回法冶煉高錳鋼，每冶煉兩爐鋼后二次出渣一次，在二次出渣的過(guò)程中，將渣出盡 ,鋼水預(yù)留于爐中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種利用EBT電爐返回法生產(chǎn)高錳鋼的生產(chǎn)工藝，它通過(guò)對(duì)配料工藝、裝料工藝、供電工藝、吹氧工藝、還原工藝和出鋼工藝的優(yōu)化控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)操作復(fù)雜、錳回收率較低的技術(shù)難題。本發(fā)明操作簡(jiǎn)單、錳回收率高，適用于不同成分要求的高錳鋼在EBT電弧爐返回法生產(chǎn)中提高錳回收率的冶煉，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C21C5/52GK103146979SQ20131007369
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月8日
發(fā)明者文哲, 蔣仕軍, 李玉全, 潘江, 何開(kāi)銀, 尤紅, 徐驥 申請(qǐng)人:首鋼貴陽(yáng)特殊鋼有限責(zé)任公司