[發(fā)明專利]一種應(yīng)用錳礦進行錳合金化的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810147755.2
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108411065A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈吉祥;郭慶濤;彭春霖;李曉偉;劉祥;黃玉平;廖相巍
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C21C7/00
• 分類號: C21C7/00;C21C5/28;C25C3/30;C25C7/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

本發(fā)明一種應(yīng)用錳礦進行錳合金化的方法及裝置，應(yīng)用本發(fā)明開展錳礦熔融電解還原完成錳合金化，通過置于熔渣中的惰性陽極與置于鋼液中的陰極間施加一直流電場，進行電化學(xué)反應(yīng)，將錳氧化物中的錳還原進入鋼液完成合金化的目的，而錳氧化物中的氧則通過和惰性陽極發(fā)生陽極反應(yīng)以氧氣的形式排出進入大氣。通過此項技術(shù)向熔渣加入錳礦3～10Kg/噸鋼，利用電解熔融還原，可以向鋼液增加0.1％～0.2％(重量百分比)的錳含量。與其他錳合金化技術(shù)及裝備相比，本發(fā)明裝置構(gòu)成簡單，操作方便，利用錳礦即完成了低成本高效的錳合金化目的，是一種全新的低成本綠色錳合金化技術(shù)，可以實現(xiàn)CO₂零排放，達(dá)到低碳環(huán)保的目的，社會、經(jīng)濟效益巨大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼鐵冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用錳礦進行錳合金化的方法及裝置。

背景技術(shù)

現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展對金屬材料的使用性能和經(jīng)濟性提出了越來越高的要求。多品種、高性能的工業(yè)用鋼已成為現(xiàn)代文明的物質(zhì)基礎(chǔ)。為了進一步改善鋼的性能，冶煉時有目的地在碳鋼的基礎(chǔ)上加入某些特殊的元素，使之成為具有各種特殊性能的合金鋼。目前，合金鋼已廣泛應(yīng)用于我國國防和現(xiàn)代化建設(shè)中，是一種重要的材料基石。

合金鋼按照用途可分為合金結(jié)構(gòu)鋼、合金工具鋼、特殊性能鋼、合金專用鋼等。經(jīng)常加入的合金元素包括錳、硅、鉻、鎳、鋁、鉬等，磷、硫等特殊情況下也可以作為合金元素加入。無錳不成鋼—絕大多數(shù)品種的鋼材都含有一定數(shù)量的錳元素，以滿足鋼材具有良好的綜合性能。錳硅合金、高碳錳鐵與中碳錳鐵通常是生產(chǎn)普碳鋼不可缺少的脫氧劑與錳合金劑。但合金冶煉過程具有能耗高、對環(huán)境污染嚴(yán)重的特點，開發(fā)不使用鐵合金或者少用鐵合金的合金鋼冶煉工藝具有重大的戰(zhàn)略意義。

目前國內(nèi)鋼產(chǎn)量嚴(yán)重過剩，各鋼鐵企業(yè)都旨在降低生產(chǎn)成本，冶金工作者開發(fā)了利用礦物直接合金化煉鋼的工藝，即在煉鋼過程中直接將礦物加入到鋼液中發(fā)生還原反應(yīng)，生成的合金元素進入鋼液而達(dá)到鋼液合金化的目的，如鉻礦的熔態(tài)還原與直接合金化、鈮渣的微合金化、錳礦的直接合金化和釩渣的微合金化。礦物直接合金化煉鋼工藝可以明顯降低能耗、減輕環(huán)境負(fù)荷，還可以顯著降低生產(chǎn)成本，具有良好的社會與經(jīng)濟效益。

公開號為CN103031482A的中國發(fā)明專利“一種雙相不銹鋼的錳合金化方法”，它包括AOD兌鋼、AOD脫碳、鉻合金化與還原、錳合金化；它的錳合金化材料是在還原期全部加入，錳合金化材料是不含碳的錳含量≥99％的電解錳或不含碳的含錳量≥95％的金屬錳鐵合金。還原、錳合金化加入低碳硅鐵、電解錳、鉬鐵、石灰與螢石合金化，先側(cè)吹氮氣然后切換氬氣進行還原，鋼水成分的質(zhì)量百分比達(dá)要求出鋼。此錳合金法屬于常規(guī)的利用金屬錳或錳鐵合金，利用率高，但沒有技術(shù)附加值，經(jīng)濟性不佳。

公開號為CN102758066A的中國發(fā)明專利“一種用錳礦石在LF爐合金化的方法”，涉及一種用錳礦石在LF爐合金化的方法，屬于煉鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是在轉(zhuǎn)爐出鋼后，把錳礦石作為頂渣加入鋼包或在LF爐隨渣料一起加入，LF爐起弧化渣，在化渣的同時加入碳化硅造還原渣，保持白渣，錳還原結(jié)束后，精煉結(jié)束。錳礦石的加入量為3-6kg/t。該專利文件把錳礦石應(yīng)用在LF爐上進行合金化，代替昂貴的硅錳合金或錳鐵，錳的回收率可以達(dá)到90％以上，明顯降低煉鋼成本，同時錳礦石在LF爐具有良好的化渣效果，可以代替部分螢石，以減少環(huán)境污染和包襯侵蝕。此方法是典型的利用錳礦石進行錳合金化的常規(guī)方法，但其工藝還需加入大量的還原劑，雖能達(dá)到錳合金化的目的，但其需額外的還原劑，使用效率低，終渣渣量大，給后期處理帶來了難題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種應(yīng)用錳礦進行錳合金化的方法及裝置，該方法應(yīng)用電場進行錳礦熔融還原錳合金化，是一種全新的綠色錳合金化技術(shù)，可以實現(xiàn)低成本綠色制造，CO₂零排放，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，社會、經(jīng)濟效益巨大。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：