專利名稱：煉鋼增碳的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵的冶金類，具體的講是涉及一種煉鋼增碳的方法。
背景技術(shù)：
為了調(diào)整鋼中的含碳量，以達(dá)到鋼種規(guī)格要求，在煉鋼過(guò)程中通常需要進(jìn)行鋼水的增碳。由于C的比重較輕，在添加過(guò)程中常常發(fā)生鋼中碳含量低于鋼種下限和高于鋼種上限的情況，容易造成鋼廠品種煉成率低，更嚴(yán)重地會(huì)產(chǎn)生廢品。增碳劑的比重小，以及顆粒度不均勻，是造成上述缺陷的主要原因，在投放過(guò)程中，粉狀小顆粒增碳材料容易在高溫狀態(tài)下與空氣接觸發(fā)生氧化，顆粒大的增碳材料不能及時(shí)被鋼水吸收，造成回收率低，而且細(xì)粉狀材料容易飛揚(yáng)、容易燃燒，造成非常嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題，因此人們考慮將C與金屬材料(例如鐵)組合構(gòu)成增碳劑，以增大其比重，但由于其鐵的含量太高，鐵會(huì)造成鋼水溫度額外的損失，該產(chǎn)品添加量越多，對(duì)鋼水溫降影響越大，但是如果添加量少，則達(dá)不到增碳要求。另外C和金屬合金材料的組分選擇對(duì)于添加效果至關(guān)重要，這是因?yàn)椴牧现懈鞒煞趾康亩嗌賹?duì)鋼水的質(zhì)量影響非常大，因此在加碳過(guò)程中的添加量，難以根據(jù)C的需求量任意控制，相應(yīng)加碳效果不容易掌控。目前增碳劑的最好效果是一般在鋼水精煉攪拌時(shí)添加，增碳收得率在70％-95％之間，波動(dòng)區(qū)間達(dá)25％，在煉鋼爐出鋼過(guò)程中添加，增碳收得率在50％-85％，波動(dòng)區(qū)間達(dá)35％。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種煉鋼增碳的方法，該方法采用含Mn量較高的錳鐵粉與C混合成塊狀材料，根據(jù)鋼水對(duì)C的需求量的多少，將該材料以極低含水率的情況下添入鋼水中，以達(dá)到非常好的增碳效果。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種煉鋼增碳的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(A)提供一種含C量不小于65％的碳素材料；(B)提供一種含Mn量不小于50％錳鐵粉；(C)將一定量的碳素材料與一定量的錳鐵粉混合均勻，混合后的材料中，C的含量應(yīng)該控制在50％-60％，Mn的含量與C的含量匹配，使得混合后的材料比重應(yīng)該不小于2.3克/厘米3；(D)將混合后的材料成型處理；(E)將成型后的材料干燥處理；(F)根據(jù)不同鋼種的增碳需要量，向鋼水中添加相應(yīng)數(shù)量的上述成型干燥后的材料。
成型處理時(shí)，在混合材料中應(yīng)該提供一種粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑至少包括淀粉、片堿、鋁酸鈣、羧甲基纖維素CMC、糖漿、聚乙烯醇、水泥、膨潤(rùn)土中的一種。
成型處理是將混合后的材料加入成型機(jī)內(nèi)壓制成型為塊狀。
通常碳素材料選自焦炭、瀝青焦、石油焦、碳粉、煅燒煤和石墨中的至少一種。碳素材料和錳鐵粉的粒度不大于10mm。
干燥處理是將成型后的材料置于干燥室中干燥，干燥后材料的含水率小于0.5％。
向鋼水中添加成型后材料時(shí)，可以是在鋼水精煉攪拌時(shí)添加，也可以是在煉鋼爐出鋼過(guò)程中添加。
通?；旌虾蟮牟牧现?，Mn的含量為15％-32％。
上述的粘接劑使用時(shí)，若選擇堿性粘結(jié)劑，效果最好，該粘結(jié)劑至少包括淀粉、片堿、鋁酸鈣中的一種。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是增碳的材料能進(jìn)入鋼水內(nèi)部，并在內(nèi)部散熔，并且不會(huì)造成鋼水的溫度損失，在增碳過(guò)程中錳鐵粉的添加，既增加了增碳材料的比重，又可以補(bǔ)充鋼水中對(duì)錳的需求，也就是說(shuō)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效增碳的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了增錳，節(jié)省了煉鋼所用合金的消耗，降低了煉鋼成本，Mn與C互相保護(hù)，提高了雙方的抗氧化性，其添加量可以根據(jù)鋼水需要加C量的多少進(jìn)行選擇，保證了增碳效果。
具體技術(shù)方案以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解實(shí)施例1以100公斤添加材料計(jì)算，本實(shí)施例的煉鋼增碳的方法包括如下步驟(A)提供含C量為82％的石墨材料；(B)提供一種含Mn量73％的錳鐵粉，其含C量為6％；(C)將65公斤的上述石墨材料與34公斤的上述錳鐵粉、淀粉1.0公斤、片堿0.2公斤、膨脹倍數(shù)為100倍的膨脹石墨0.3公斤混合均勻，混合后材料中含C量為55.34％，含Mn量為24.82％；(D)將混合后的材料成型處理，即將混合后的材料加入成型機(jī)內(nèi)壓制成型為塊狀；(E)將成型后的材料干燥處理，即將成型后的材料置于干燥室中干燥，干燥后材料的含水率控制在小于0.5％；(F)按需要增碳量的多少，在鋼水精煉吹氬攪拌時(shí)向鋼水中添加成型干燥后的塊狀材料。
石墨材料和錳鐵粉的的粒度0-10mm，可將石墨和錳鐵破碎后，經(jīng)10mm篩網(wǎng)篩分獲得。
本實(shí)施例的增碳收得率可達(dá)88.2％-96.2％，可見(jiàn)增碳率高，且波動(dòng)區(qū)間只有7.92％。
實(shí)施例2以100公斤添加材料計(jì)算，本實(shí)施例的煉鋼增碳的方法包括如下步驟(A)提供含C量為85％的石墨材料；(B)提供一種含Mn量71％的錳鐵粉，其含C量為6％；(C)將60公斤的上述石墨材料與39公斤的上述錳鐵粉、淀粉0.8公斤、片堿0.2公斤混合均勻，混合后材料中含C量為53.34％，含Mn量為27.69％；(D)將混合后的材料成型處理，即將混合后的材料加入成型機(jī)內(nèi)壓制成型為塊狀；(E)將成型后的材料干燥處理，即將成型后的材料置于干燥室中干燥，干燥后材料的含水率控制在小于0.5％；(F)按需要增碳量的多少，在煉鋼爐出鋼過(guò)程中向鋼水中添加成型干燥后的塊狀材料。
石墨材料和錳鐵粉的的粒度0-10mm，可將石墨和錳鐵破碎后，經(jīng)10mm篩網(wǎng)篩分獲得。
本實(shí)施例的增碳收得率可達(dá)82.12％-94.39％，可見(jiàn)增碳率高，且波動(dòng)區(qū)間只有12.27％。
實(shí)施例3以100公斤添加材料計(jì)算.本實(shí)施例的煉鋼增碳的方法包括如下步驟(A)提供含C量為88％的石墨材料；(B)提供一種含Mn量73％的錳鐵粉，其含C量為6％；(C)將60公斤的上述石墨材料與35公斤的上述錳鐵粉、鋁酸鈣5公斤混合均勻，混合后材料中含C量為54.9％，含Mn量為25.55％；(D)將混合后的材料成型處理，即將混合后的材料加入成型機(jī)內(nèi)壓制成型為塊狀；(E)將成型后的材料干燥處理，即將成型后的材料置于干燥室中干燥，干燥后材料的含水率控制在小于0.5％；(F)按需要增碳量的多少，在煉鋼爐出鋼過(guò)程中向鋼水中添加成型干燥后的塊狀材料。
石墨材料和錳鐵粉的的粒度0-10mm，可將石墨和錳鐵破碎后，經(jīng)10mm篩網(wǎng)篩分獲得。
本實(shí)施例的增碳收得率可達(dá)82.12％-94.39％，可見(jiàn)增碳率高，且波動(dòng)區(qū)間只有12.27％。
本實(shí)施例鋁酸鈣的使用，由于其熔點(diǎn)低，組分合理，在加入鋼水時(shí)，能迅速熔化成液體，起到清洗作用，同時(shí)能吸附鋼中夾雜物。
上述實(shí)施例中材料的成型處理方法以及干燥處理方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所容易理解，不再贅述。
上述實(shí)施例中成型后的塊狀材料可以是呈橢圓型、圓形或方型，其粒度一般控制在20mm-50mm。
本發(fā)明對(duì)于Mn和C二者的結(jié)合使用比單一添加C，增加了還原氣氛，相互提高了材料的抗氧化能力，提高了各自的收得率(回收率)。選擇Mn和C二者結(jié)合的另一個(gè)原因是由于絕大部分鋼種在冶煉過(guò)程中需要添加大量的Mn，使得在鋼水增碳的過(guò)程中便于調(diào)整添加材料的加入量。如果使用其它金屬元素如Cr、Ni、Cu、W、Mo等與碳結(jié)合而加入鋼水，對(duì)絕大部分鋼種的質(zhì)量有害無(wú)益。
本發(fā)明在具體實(shí)施時(shí)，要根據(jù)不同鋼種的成分與質(zhì)量要求，選擇確定添加材料的品質(zhì)及相對(duì)應(yīng)的各組分的配比，從而確定添加量的多少。
本發(fā)明實(shí)施例宗旨是在混合成型干燥后的塊狀材料達(dá)到一定比重的情況下，盡可能地減少其中Mn的含量，增加C的含量，否則在使用中容易發(fā)生加錳量過(guò)多，造成額外溫度損失與錳合金的浪費(fèi)，甚至?xí)?dǎo)致錳成分出格，鋼水報(bào)廢。
實(shí)施過(guò)程中，將本發(fā)明實(shí)施例用于要求增C量大于0.7％的高碳鋼，如82B鋼、滾珠鋼等，需要增C量很大，溫降要求小，效果如下
例如用于鋼種82B，檢測(cè)結(jié)果與現(xiàn)有技術(shù)中普通增碳方法對(duì)比試驗(yàn)工位轉(zhuǎn)爐出鋼混沖。

上述實(shí)施例中粘結(jié)劑的添加量占混合材料總量的0.5％-5％。
本發(fā)明選擇堿性粘結(jié)劑，如淀粉、片堿，不降低渣中的堿度，對(duì)鋼水無(wú)污染，同時(shí)可以增加產(chǎn)品成球后的強(qiáng)度。
發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，以添加相同量的硅溶膠和淀粉和片堿作為粘結(jié)劑相對(duì)比，后者成球后強(qiáng)度可以是前者成球后強(qiáng)度的2倍以上。
實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)添加0.2％-0.8％的膨脹石墨膨脹劑與現(xiàn)有技術(shù)中添加2％-8％的碳酸鹽作為促熔劑相比，前者散熔時(shí)間小于30秒，后者散熔時(shí)間在2-4分鐘。并且由于碳酸鹽在高溫條件分解產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w，易造成鋼水噴濺和降溫，本發(fā)明則不存在碳酸鹽作為促熔劑的上述隱患。
本發(fā)明對(duì)于0-10mm原材料粒度范圍的選擇，與現(xiàn)有技術(shù)中使用的粒度范圍0.5mm-6mm相比較，具有突出的顯著進(jìn)步首先是降低加工成本，例如將錳鐵加工到0.5mm-6mm的顆粒其加工成本是將錳鐵加工到0-10mm的顆粒的加工成本的3倍。
其次是充分利用了資源，例如石墨材料按照0.5mm-6mm的要求加工以后，0-0.5mm細(xì)粉占加工后的產(chǎn)物一半以上，這一部分無(wú)法使用，而本發(fā)明可將其利用，資源利用率顯然可提高一倍以上。
再則由于本發(fā)明利用了0-0.5mm的細(xì)粉，使得產(chǎn)品在鋼水中更快、更容易吸收。
最后本發(fā)明利用了0-0.5mm的細(xì)粉和6mm-10mm顆粒，大大優(yōu)化了粒度分布，提高產(chǎn)品成型的致密度，相應(yīng)提高了產(chǎn)品的強(qiáng)度和比重。
權(quán)利要求
1.一種煉鋼增碳的方法，其特征在于該方法包括如下步驟(A)提供一種含C量不小于65％的碳素材料；(B)提供一種含Mn量不小于50％錳鐵粉；(C)將一定量的碳素材料與一定量的錳鐵粉混合均勻，混合后的材料中，C的含量應(yīng)該控制在50％-60％，Mn的含量與C的含量匹配，使得混合后的材料比重應(yīng)該不小于2.3克/厘米3；(D)將混合后的材料成型處理；(E)將成型后的材料干燥處理；(F)根據(jù)不同鋼種的增碳需要量，向鋼水中添加相應(yīng)數(shù)量的上述成型干燥后的材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的碳素材料，選自焦炭、瀝青焦、石油焦、碳粉、煅燒煤和石墨中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述Mn的含量與C的含量匹配，指的是混合后的材料中，Mn的含量為15％-32％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于在成型處理時(shí)，在混合材料中應(yīng)該提供一種粘接劑，該粘結(jié)劑至少包括淀粉、片堿、鋁酸鈣、羧甲基纖維素CMC、糖漿、聚乙烯醇、水泥、膨潤(rùn)土中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于粘結(jié)劑的添加量占混合材料總量的0.5％-5％。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的粘接劑為堿性粘結(jié)劑，該粘結(jié)劑至少包括淀粉、片堿、鋁酸鈣中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的成型處理是將混合后的材料加入成型機(jī)內(nèi)壓制成型為塊狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的碳素材料和錳鐵粉的粒度不大于10mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述干燥處理是將成型后的材料置于干燥室中干燥，干燥后材料的含水率小于0.5％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的向鋼水中添加成型干燥后材料，指的是在鋼水精煉攪拌時(shí)添加。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的向鋼水中添加成型干燥后材料，指的是在煉鋼爐出鋼過(guò)程中添加。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于成型處理時(shí)，在混合材料中應(yīng)該提供一種高溫膨脹劑，添加量為0.2％-0.8％。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的一種煉鋼增碳的方法，其特征在于所述的高溫膨脹劑采用的是膨脹倍數(shù)大于50倍的膨脹石墨。
全文摘要
本發(fā)明涉及冶金類，具體地講是涉及一種煉鋼增碳的方法，該方法采用含Mn量較高的錳鐵粉與C混合成塊狀材料，根據(jù)鋼水對(duì)C的需求量的多少，將該材料以極低含水率的情況下添入鋼水中，以達(dá)到非常好的增碳效果，其優(yōu)點(diǎn)是增碳的材料能進(jìn)入鋼水內(nèi)部，并在內(nèi)部散熔，并且不會(huì)造成鋼水的溫度損失，在增碳過(guò)程中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高效增碳的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了增錳，節(jié)省了煉鋼所用合金的消耗，降低了煉鋼成本。
文檔編號(hào)C21C5/00GK1818091SQ20061002463
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2006年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日
發(fā)明者劉欣隆, 孫樹(shù)森, 王金潮, 周四明 申請(qǐng)人:上海盛寶鋼鐵冶金爐料有限公司