一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，它通过对配料工艺、装料工艺、供电工艺、吹氧工艺、还原工艺和出钢工艺的优化控制，解决了现有技术操作复杂、锰回收率较低的技术难题。本发明专利技术操作简单、锰回收率高，适用于不同成分要求的高锰钢在EBT电弧炉返回法生产中提高锰回收率的冶炼，具有很高的经济效益和实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高锰回收率的高锰钢生产工艺，特别是一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，属于冶金

技术介绍
高锰钢是一种具有高耐磨性、高强度、高韧性的特殊钢，其生产的耐磨件广泛用于冶金、矿山、电力、建材、铁路、煤矿、军工、能源等领域，高锰钢中80Mn14还是中空钎具生产过程中重要中间产品，其抽芯后的芯材将全部作为返回料以废钢的形式返回炼钢。高锰钢含锰量通常在11% 15%。由 于其锰含量很高，其返回法冶炼工艺在生产过程中具有良好的经济效益。随着炼钢技术的进步，传统的老三期电炉冶炼设备和冶炼工艺已经被淘汰。而现有技术采用新型的EBT电炉在返回法的冶炼上存在着以下问题:炉膛直径较大，并且冶炼过程中采用平炉操作，不能进行扒渣还原，还原操作困难；炉内难以保持良好的还原气氛；锰的回收率较低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，该工艺能较大地提高锰的回收率，且操作简单易行，具有很高的实际应用价值。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案: 一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，包括配料工艺、装料工艺、供电工艺、吹氧工艺、还原工艺和出钢工艺，所述配料工艺中，全部配入高锰钢的返回料，不配入其他压块和切头以及废钢铁料，小块废钢填充在大块废钢之间；所述装料工艺中，直接使用全新炉体装料，冶炼过程连续生产；对非全新炉体，在返回法冶炼前一炉钢时，氧化末期造泡沫渣将渣流尽，再造新渣流渣，出钢后，用SiC粉对余水进行送电还原，用量为30kg/吨余水，将余水和炉壁及炉盖上残留的钢渣还原，还原时间> 10分钟后二次出钢，并将炉内的钢渣除尽；在炉底加入800kg石灰后再装料进行冶炼；所述吹氧工艺中，熔化前期不吹氧，当温度彡1580°C，炉料基本全熔后进行吹氧，控制氧压为10 12Mpa，时间为6 10分钟，碳含量控制在规格下线-0.10 -0.15% ;所述还原工艺中,包括还原剂的加入、还原操作和还原分析:当碳含量彡规格下线-0.10%时，用行车将预先准备好的电石7 8kg/吨钢、复合精炼渣3 4kg/吨钢，加入炉膛中部，位于三相电极的周围，6级小电压供电，并用碳枪从EBT 口上方喷入SiC粉，用量为2kg/吨钢，送电2 3分钟后，用扒子推渣加快渣子的转动还原，送电还原5 6分钟后，从炉门口陆续加入SiC粉，用量为2 3kg /吨钢，送电还原10分钟后再次推渣，取样分析，出钢；控制整个还原过程至出钢时间为15 18分钟。上述的利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，供电工艺中，先用小电压(8 7级310V 320V，25 28KA)送电，电极穿井后，改用大电压(4 3级360V 370V，20 28KA)供电，使炉料加速熔化，在低温时即温度小于1540°C时喷入发泡剂碳粉，当温度^ 1580°C，炉料基本全熔后，停止供电；还原期用小电压供电。前述的利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，所述炉膛中部为三相电极周围。前述的利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，出钢工艺中，采用EBT炉返回法冶炼高锰钢，每冶炼两炉钢后二次出渣一次，在二次出渣的过程中，将渣出尽，钢水预留于炉中。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:1、还原效果好，锰回收率高，可达85%，具有很高的经济效益和实际应用价值。2、操作简单。3、还原时间短。4、钢中杂质含量低，钢液质量良好。配料工艺中，全部配入高锰钢的返回料，不配入其他压块和切头以及废钢铁料，既保证熔清钢液的纯净度，又能使钢液熔清碳含量比还原要求碳含量高0.25% 0.30%，满足有效脱碳量的要求。小块废钢填充在大块废钢之间，以提高堆料的密度，解决了高锰钢导热差的困难，提高了炉料的导电性，从而加速熔化，缩短冶炼时间，降低送电过程锰的烧损。装料工艺中，采用新炉体装料冶炼，并连续组织生产，可以避免因炉体(包括炉壁、炉盖、炉底)的污染而造成对钢渣的污染，有利于还原过程的进行，提高锰的回收率，并且能预防因炉体污染造成冶炼过程增磷的现象。所以对非全新炉体，冶炼前一炉钢氧化末期尽量造泡沫渣将渣流尽，再造 新渣流渣，出钢后，送电用SiC粉对余水进行还原，将余水和炉壁及炉盖上残留的钢渣还原，还原> 10分钟后二次出钢，并将炉内的钢渣除尽，从而最大限度地保证了炉体的清洁。供电工艺中，先用小电压送电穿井能有效防止电弧光对炉盖和水冷炉壁的损伤，穿井后大功率熔化能缩短冶炼时间，降低送电过程锰的烧损。在低温时(温度小于1540°C)锰的氧化反应优先于碳进行，氧化后在渣中的氧化物不稳定，这时喷入发泡剂碳粉，会有一部分锰还原进入钢液中，减少了锰的氧化，在当温度> 1580°C，炉料基本全熔后停止供电，避免因后期吹氧脱碳造成炉内温度过高；在还原过程中小电流送电能加速还原反应的进行和强化还原效果，缩短还原时间和提高了锰的回收率。吹氧工艺中，本专利技术要求熔化过程不得提前吹氧，只有当温度> 1580°C，炉料基本全熔后方能吹氧，有如下作用:①满足了钢液的有效脱碳量，保证了钢液的纯净度。本专利技术要求配料全部配入高锰钢返回料，铁料熔清碳含量比还原要求碳含量高0.25% 0.30%o温度> 1580°C，炉料基本全熔后吹氧既能保证还原对碳的要求，也保证了钢液的有效脱碳量，提高了钢液的纯净度。②提前吹氧既不能满足后期的有效脱碳量又使锰大量氧化，降低了锰的回收率。在炼钢的反应过程中锰的氧化分直接氧化和间接氧化，反应式为:+1/2 {02} = (MnO)、+ (FeO) = (MnO) + 、 + = (MnO)，并且，温度小于 1540°C时，锰的氧化反应优先于碳进行，所以，在返回法冶炼过程中，提前吹氧，将使锰被大量氧化，降低了锰的回收率。所以，当温度> 1580°C后，才能吹氧，氧压l(Tl2MPa时，35吨钢水每分钟脱碳量为0.03 0.04%，吹氧时间控制为6分钟取样分析，待分析结果出来后再量化吹氧时间。③当温度> 1580°C时，在有效脱碳过程中，每吹氧脱碳0.1%，锰被氧化约1.00%,所以量化吹氧时间，避免过吹氧降低锰的回收率，具有较大的经济效益。还原工艺中，传统返回法工艺还原过程复杂，要求还原剂全从炉门口加入，操作强度大，在还原过程中，由于还原反应的进行，炉门口火焰大，温度高，操作难度大。本专利技术将还原剂用行车直接加入炉膛中部，极大降低了人工操作难度，使操作更简单易行。锰在还原反应过程中主要是通过以下反应来完成:(Mn0.SiO2) + 2 (CaO) = (2 Ca0.SiO2) + (MnO)、(Mn0) + = + {CO}、(MnO)+ = +(FeO)，EBT炉炉膛直径较大，用传统的从炉门口加入还原剂的还原工艺，无法将还原剂加入炉膛中后部，炉内难以形成强还原气氛，炉膛中后部的炉渣难以被还原，降低了锰的回收率。而本专利技术①将还原剂(电石:7 8kg/吨钢)、复合精炼渣:3 4kg/吨钢)加入炉膛中部即三相电极的周围，送电还原，在电流的作用下还原剂在渣面直接发生强烈的还原反应，使得反应彻底迅速；②用碳枪从EBT 口上方喷入2kg/吨钢SiC粉，能保证炉膛中后部位的还原气氛，③从炉门口加入2kg/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用EBT电炉返回法生产高锰钢的生产工艺，包括配料工艺、装料工艺、供电工艺、吹氧工艺、还原工艺和出钢工艺，其特征在于：所述配料工艺中，全部配入高锰钢的返回料，不配入其他压块和切头以及废钢铁料，小块废钢填充在大块废钢之间；所述装料工艺中，直接使用全新炉体装料，冶炼过程连续生产；对非全新炉体，在返回法冶炼前一炉钢时，氧化末期造泡沫渣将渣流尽，再造新渣流渣，出钢后，用SiC粉对余水进行送电还原，用量为30kg/吨余水，将余水和炉壁及炉盖上残留的钢渣还原，还原时间≥10分钟后二次出钢，并将炉内的钢渣除尽；在炉底加入800kg石灰后再装料进行冶炼；所述吹氧工艺中，熔化前期不吹氧，当温度≥1580℃，炉料基本全熔后进行吹氧，控制氧压为10～12Mpa，时间为6～10分钟，碳含量控制在规格下线?0.10～?0.15％；所述还原工艺中，包括还原剂的加入、还原操作和还原分析：当碳含量≤规格下线?0.10％时，用行车将预先准备好的电石7～8kg/吨钢、复合精炼渣3～4kg/吨钢，加入炉膛中部，位于三相电极的周围，6级小电压供电，并用碳枪从EBT口上方喷入SiC粉，用量为2kg/吨钢，送电2～3分钟后，用扒子推渣加快渣子的转动还原，送电还原5～6分钟后，从炉门口陆续加入SiC粉，用量为2～3kg?/吨钢，送电还原10分钟后再次推渣，取样分析，出钢；控制整个还原过程至出钢时间为15～18分钟。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：文哲，蒋仕军，李玉全，潘江，何开银，尤红，徐骥，
申请(专利权)人：首钢贵阳特殊钢有限责任公司，
类型：发明
国别省市：