用于制備含錳的鐵合金的方法
【專利摘要】為了制備用于鋼生產(chǎn)的含錳的鐵合金，制備了造塊混合物，該造塊混合物包含具有小于6?9mm的晶粒尺寸的錳礦石粉和鉻鐵礦礦石精礦。將該混合物造塊以制備生造塊產(chǎn)物，例如球團(tuán)或其它類型的團(tuán)塊。在鋼帶燒結(jié)爐中燒結(jié)該生造塊產(chǎn)物以制備燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)。在埋弧爐中熔煉該燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)以制備含錳和鉻的鐵合金。通過該方法制備的鐵合金包含6.0?35w?％的錳和31?54w?％的鉻。
【專利說明】用于制備含錳的鐵合金的方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及制備用于鋼生產(chǎn)的含錳的鐵合金的方法。本發(fā)明還涉及通過所述方法制備的鐵合金。
[0002]發(fā)明背景
[0003]鉻鐵、鎳鐵和其它含鎳合金廣泛用于生產(chǎn)精煉鋼的鋼工業(yè)中。歸因于鎳的高價(jià)格和低可獲得性，在煉鋼中嘗試了用錳至少部分替代鎳。
[0004]通常向煉鋼工藝添加錳以用于鋼的錳含量的最終控制。例如可以以金屬性錳物體(其通過電解來制備)的形式進(jìn)行到氬氧脫碳(AOD)轉(zhuǎn)爐中的添加。電解錳制造工藝的操作成本非常高。
[0005]關(guān)于錳礦石的采礦、粉碎、運(yùn)輸和處置，產(chǎn)生了大量的細(xì)散錳礦石顆粒。具有6-9_以下的晶粒尺寸的錳礦石粉不能直接用于錳礦石熔煉。礦石粉傾向于在電爐中的裝料頂部形成覆蓋物和渣殼。渣殼形成可引起氣體噴出，在熔煉操作中的裝料的沉降和大量的擾動(dòng)中的問題。
[0006]可使用含錳的精煉鋼作為在不如含鎳的精煉鋼那么嚴(yán)峻的條件下的耐腐蝕金屬。含錳的精煉鋼例如可用于廚房設(shè)備尤其例如洗滌架、食品供應(yīng)裝置、餐具的制造。以這種方式，可以使產(chǎn)品的成本低于相應(yīng)的含鎳產(chǎn)品的成本。
[0007]在本領(lǐng)域需要產(chǎn)品和方法，通過該產(chǎn)品和方法可使錳作為煉鋼中的原材的使用更容易并且更加成本有效。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的方法由在權(quán)利要求1中所呈現(xiàn)的內(nèi)容來表征。
[0009 ]根據(jù)本發(fā)明的鐵合金由在權(quán)利要求11中所呈現(xiàn)的內(nèi)容來表征。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法包括以下步驟:
[0011 ]-制備包含具有小于6-9mm的晶粒尺寸的錳礦石粉和鉻鐵礦礦石精礦的造塊混合物，
[0012]-將該造塊混合物造塊以制備生造塊產(chǎn)物，
[0013]-在鋼帶燒結(jié)爐中燒結(jié)該生造塊產(chǎn)物以制備燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)，和
[0014]-在埋弧爐中熔煉該燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)以制備含錳和鉻的鐵合金。
[0015]為了制作適合用于供給到高爐中的礦石粉，必須將細(xì)礦石顆粒造塊。目前使用兩種商業(yè)化造塊工藝:燒結(jié)和造球。燒結(jié)適用于較大顆粒尺寸的礦石粉，而造球僅用于小顆粒尺寸的礦石粉。
[0016]在本發(fā)明中，將錳礦石粉與鉻鐵礦礦石精礦混合以制備造塊混合物。如果合適的話，將添加劑例如焦炭和粘合劑添加至混合物。如果造塊工藝包括造球，則減小造塊混合物中的顆粒尺寸可為必要的。加工該造塊混合物以制備生球團(tuán)或其它類型的生造塊產(chǎn)物，例如小球團(tuán)、粒料、球粒等。將生造塊產(chǎn)物燒結(jié)以制備燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)。在進(jìn)一步加工之前需要粉碎燒結(jié)體。最后將燒結(jié)的造塊產(chǎn)物-燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)-供應(yīng)到高爐中以制備鐵合金。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，以鉻鐵礦礦石精礦的10-40w_%的量將錳礦石粉添加至該造塊混合物。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，該猛礦石粉的猛含量為35-50%。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，該錳礦石粉包含氧化和/或碳化的(MnCO3)和/或含方解石的錳礦石。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，以5.0-7.0w-%的量將含碳材料例如冶金焦炭、無(wú)煙煤或另外類型的焦炭添加至該造塊混合物。當(dāng)制備燒結(jié)體時(shí)，這是特別合適的。
[0021 ]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，該方法包括將該錳礦石粉粉碎和磨碎以產(chǎn)生細(xì)散的錳礦石，將其與鉻鐵礦礦石精礦混合以制備造球進(jìn)料，并且將該造球進(jìn)料造球以制備直徑介于6_16mm之間的生球團(tuán)。
[0022]當(dāng)制備球團(tuán)時(shí)，可以以0.5-1.0w-%的量將膨潤(rùn)土作為粘合劑添加至該造球進(jìn)料?？商娲兀墒褂萌魏纹渌线m的粘合劑。
[0023]當(dāng)制備球團(tuán)時(shí)，向該造球進(jìn)料添加的含碳材料的量?jī)?yōu)選在0.1-2.0w-%的范圍內(nèi)。
[0024]在鋼帶燒結(jié)爐中燒結(jié)如此形成的生球團(tuán)或其它造塊產(chǎn)物。最后，在埋弧爐中熔煉該燒結(jié)球團(tuán)或造塊產(chǎn)物以制備適用于精煉鋼生產(chǎn)的含錳和鉻的鐵合金。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，通過從電爐接收的一氧化碳、天然氣、油、或任何其它可獲得的熱源來調(diào)節(jié)燒結(jié)爐中的工藝溫度。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，燒結(jié)爐中的最大床層溫度為1350_1450°C。優(yōu)化的床層溫度取決于礦石的品質(zhì)。
[0027]通過根據(jù)本發(fā)明的方法制備的鐵合金包含6.0-35w_%的錳和31-5?-%的鉻。
[0028]制備用于鋼生產(chǎn)的含錳的鐵合金的新方法提供了將錳引入煉鋼工藝中的容易且成本有效的方式。使用錳礦石粉替代電解錳作為錳源顯著地降低了煉鋼的原材料成本。還可以向鋼設(shè)備中添加熔融狀態(tài)的含錳的鐵合金，這節(jié)省了能量。
[0029]發(fā)明詳細(xì)描述
[0030]例如在錳礦石的挖掘、粉碎、篩選和洗滌中產(chǎn)生了錳礦石粉。該礦石典型地包含錳氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽和水合組分。錳礦石粉的揮發(fā)物含量可為至多20.0%。一些錳礦石還可包含方解石。
[0031]根據(jù)本發(fā)明，將錳礦石粉與鉻鐵礦礦石精礦混合以制備包含具有小于6_9mm的晶粒尺寸的錳礦石粉和鉻鐵礦礦石精礦的造塊混合物。如果有必要的話，則可通過磨碎和篩選來加工該錳礦石粉和鉻鐵礦礦石精礦(要么單獨(dú)，要么一起)，以產(chǎn)生所需顆粒尺寸的造球進(jìn)料。
[0032]錳-鉻鐵礦混合物的造塊包括燒結(jié)或造球。當(dāng)制備燒結(jié)體時(shí)，原材料可比造球工藝中的更粗。通常地，燒結(jié)體是多孔且易碎的，而球團(tuán)硬且緊湊并且經(jīng)得住處置。
[0033]取決于錳礦石的品質(zhì)，可以以10-40%的鉻鐵礦的量將錳礦石與鉻鐵礦精礦混合。細(xì)碎的錳礦石的錳含量可在35 %和50 %之間變化。
[0034]可將含碳材料例如冶金焦炭、無(wú)煙煤或另外類型的焦炭添加至該造塊混合物。含碳材料在燒結(jié)床中充當(dāng)能量源。當(dāng)制備燒結(jié)體時(shí)，含碳材料的添加可為該造塊混合物的
5.0-7.0w-%。當(dāng)制備球團(tuán)時(shí)，向該造球進(jìn)料添加的含碳材料的量較小，通常在0.1-2.0w-%的范圍內(nèi)。
[0035]當(dāng)制備球團(tuán)時(shí)，可以以球團(tuán)重量的0.5-1.0%的量將粘合劑例如膨潤(rùn)土添加至該造球進(jìn)料。另外，可將少量的細(xì)碎的焦炭或任何其它的含碳材料添加至該造球進(jìn)料中，以用作燒結(jié)期間的熱源。
[0036]可以在旋轉(zhuǎn)造球筒中或在造球盤上進(jìn)行造球?？稍谖挥谠烨蜓b置的排放端下方的輥篩中篩選來自該造球裝置的排出物。通常，將過大塊粉碎并且與篩下部分(screenundersize)作為再循環(huán)載料一起返回到造球裝置中。所需尺寸的生球團(tuán)可下落在供給到燒結(jié)爐的梭式裝料器的帶式傳送器上。生球團(tuán)的尺寸可為6-18_，優(yōu)選8-16_。
[0037]生球團(tuán)的燒結(jié)優(yōu)選在鋼帶燒結(jié)爐中進(jìn)行。優(yōu)選將燒結(jié)設(shè)備的球團(tuán)塵和脫塵再循環(huán)回到造球步驟。鋼帶型燒結(jié)爐包含環(huán)形傳送帶以輸送燒結(jié)進(jìn)料經(jīng)過燒結(jié)爐隨后的階段。燒結(jié)爐中的熱處理包括球團(tuán)的干燥、加熱、燒結(jié)和冷卻的步驟。該燒結(jié)爐是多隔室烘箱，在多孔鋼傳送帶上攜帶生球團(tuán)經(jīng)過該烘箱。布置冷卻氣體的逆流以將來自燒結(jié)球團(tuán)的廢熱攜帶至進(jìn)入前端隔室的那些。典型地，抽吸氣體并且通過位于傳送帶下方的風(fēng)箱鼓吹冷卻空氣。優(yōu)選地，使用燒結(jié)球團(tuán)作為鋼帶上的底層以保護(hù)其免受過高的溫度。
[0038]在制備燒結(jié)體的情況下，在鋼帶燒結(jié)機(jī)中燒結(jié)所形成的造塊產(chǎn)物。在這種情況下，在造塊產(chǎn)物通過該鋼帶燒結(jié)爐之后該造塊產(chǎn)物稱作燒結(jié)體。將這種燒結(jié)體粉碎并篩選至不同的晶粒尺寸。6-75mm的部分通常用于熔煉爐并且6-15mm的部分用作燒結(jié)爐中的鋼帶的保護(hù)層。將低于6mm的部分再循環(huán)回到造塊步驟。
[0039]根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，可通過從電爐獲得的一氧化碳、天然氣、油、或任何其它可獲得的熱源來調(diào)節(jié)燒結(jié)爐中的工藝溫度。在燒結(jié)爐中，可將球團(tuán)床或團(tuán)塊床的最大溫度保持在1350-1450 °C的范圍內(nèi)，這取決于礦石的品質(zhì)。
[0040]最后，在埋弧爐中熔煉該燒結(jié)球團(tuán)或燒結(jié)體以制備適用于精煉鋼生產(chǎn)的含錳和鉻的鐵合金。
[0041]燒結(jié)球團(tuán)和燒結(jié)體強(qiáng)得足以忍受它們的船運(yùn)或從它們的生產(chǎn)地到最終的使用地的其它類型的運(yùn)輸。
[0042]可將如此制備的鐵合金球團(tuán)在封閉的埋弧電爐中還原和熔煉，以制備適合于用作精煉鋼生產(chǎn)中的原材料的含鉻和錳的鐵合金?？稍谝苯鸾固俊o(wú)煙煤或任何其它合適等級(jí)的焦炭的幫助下進(jìn)行還原?？赏ㄟ^從電爐獲得的一氧化碳?xì)怏w將熔煉裝料預(yù)熱至600°C。熔融金屬的出爐溫度低于1550 0C，而熔融熔渣的出爐溫度低于1620 0C。
[0043]含錳和鉻的鐵合金的錳含量在6.0-35%的范圍內(nèi)。該鐵合金的鉻含量是54-31%。該鐵合金還包含鐵、碳和娃。
[0044]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，隨著技術(shù)的進(jìn)步，可以以各種不同的方式來實(shí)施本發(fā)明的基本構(gòu)思。本發(fā)明及其實(shí)施方案因此不限于上述的實(shí)施例;反而，它們可在權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.制備用于鋼生產(chǎn)的含錳的鐵合金的方法，包括以下步驟: -制備包含具有小于6-9mm的晶粒尺寸的錳礦石粉和鉻鐵礦礦石精礦的造塊混合物， -將該造塊混合物造塊以制備生造塊產(chǎn)物， -在鋼帶燒結(jié)爐中燒結(jié)該生造塊產(chǎn)物以制備燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)，和 -在埋弧爐中熔煉該燒結(jié)體或燒結(jié)球團(tuán)以制備含錳和鉻的鐵合金。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中以鉻鐵礦礦石精礦的10-40w-%的量將錳礦石粉添加至該造塊混合物。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中該錳礦石粉的錳含量為35-50%。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其中該錳礦石粉包含氧化和/或碳化的(MnCO3)和/或含方解石的錳礦石。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，其中以5.0-7.0w- %的量將含碳材料例如冶金焦炭、無(wú)煙煤或另外類型的焦炭添加至該造塊混合物。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)的方法，進(jìn)一步包括將該錳礦石粉粉碎和磨碎以產(chǎn)生細(xì)散的錳礦石，將該細(xì)散的錳礦石與鉻鐵礦礦石精礦混合以產(chǎn)生造球進(jìn)料，并且將該造球進(jìn)料造球以制備直徑介于6_16mm之間的生球團(tuán)。7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中以0.5-1.0w-%的量將膨潤(rùn)土作為粘合劑添加至該造球進(jìn)料。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7的方法，其中以0.1-2.0w- %的量將含碳材料例如冶金焦炭、無(wú)煙煤或另外類型的焦炭添加至該造球進(jìn)料。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)的方法，其中通過從電爐接收的一氧化碳、天然氣、油、或任何其它可獲得的熱源來調(diào)節(jié)燒結(jié)爐中的工藝溫度。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)的方法，其中取決于礦石品質(zhì)，燒結(jié)爐中的最大床層溫度為 1350-1450°C。11.鐵合金，其通過根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項(xiàng)的方法制備，包含6.0-35w-%的錳和31-54w-% 的鉻。
【文檔編號(hào)】C22B1/20GK105899690SQ201480068464
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日
【發(fā)明人】H·克羅格魯斯, P·梅克拉, V·基維嫩
【申請(qǐng)人】奧圖泰(芬蘭)公司