本發明屬于煉鋼技術領域，具體涉及一種氧化錳和氧化鉬同時直接合金化的電爐煉鋼工藝。
背景技術：
將氧化物代替鐵合金用于煉鋼生產，可以降低生產成本，國內外科研工作者針對氧化錳和氧化鉬直接合金化煉鋼工藝進行了大量的研究。在這些研究的基礎上，氧化錳直接合金化技術和氧化鉬直接合金化技術得到廣泛的發展。
氧化錳直接合金化工藝可用于轉爐、RH精煉爐、真空感應爐(錳礦直接合金化應用于轉爐煉鋼工藝，CN105838843A；一種真空感應爐加錳礦直接合金化的方法，CN105483321A；一種RH精煉過程加錳礦合金化方法，CN104561451A)。氧化錳直接合金化工藝操作簡單易行，但是在實際生產過程中，氧化錳的收得率為5％～70％，收得率隨渣量和鋼液碳含量的變化而大幅波動，因此氧化錳直接合金化工藝大多用于鋼液錳含量的小幅調整。(KANEKO Toshiyuki,MATSUZAKI Takafumi,KUGIMIYA Teiji et al.Improvement of Mn Yield in Less Slag Blowing at BOF by Use of Sintered Manganese Ore,Tetsu-to-Haganel993,79(8):941-947；蔣曉放,陳兆平.寶鋼少渣煉鋼的實踐,第十二屆全國煉鋼學術會議論文集.沈陽:東北大學出版社，2002:115；趙中福、李小明、沈繼勝.轉爐煉鋼加錳礦提高終點錳含量的試驗研究,煉鋼,2010,26(1):40～43)。
氧化鉬直接合金化工藝可用于轉爐、電爐、AOD爐(陳偉慶,周榮章,朱立新,等.氧化鉬用于轉爐煉鋼合金化[J].鋼鐵,1995(s1):26-31；李正邦,郭培民,張和生,等.白鎢礦和氧化鉬直接還原合金化的理論分析及工業試驗[J].鋼鐵,1999,34(10):20-23；馬登,郭培民,龐建明,等.氧化鉬直接合金化冶煉316L不銹鋼的理論分析及工業試驗[J].鋼鐵,2014,49(8):27-30)。在氧化鉬直接合金化的過程中，鉬元素的收得率比較穩定，通常可達90％以上。但是氧化鉬直接合金工藝也受到制約，這主要是氧化鉬的揮發。MoO3熔點為795℃、沸點為1155℃；MoO3在熔化前就已開始升華，當溫度達900～1100℃時，蒸發非常快。在煉鋼溫度下，如果不加保護措施，70％的MoO3將會變為氣體而降低鉬元素的收得率。一般情況下，通常將CaO等添加劑加入氧化鉬中，作為阻尼劑抑制氧化鉬的揮發，完成直接合金化過程(劉吉剛.氧化鉬直接合金化煉鋼工藝:CN,CN103469049A[P].2013；楊紅崗,李建民,王建昌,等.一種氧化鉬混料壓塊直接合金化的方法:,CN102994743A[P].2013；劉瑞寧,薛正良,王恭亮,等.用于煉鋼合金化的鉬或釩的氧化物壓塊的制備方法:,CN102605140A[P].2012)。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種氧化錳和氧化鉬同時直接合金化的電爐煉鋼工藝，解決了氧化錳直接合金化工藝和氧化鉬直接合金化工藝的技術難題，在電爐中生產含Mn和Mo元素。
為實現氧化錳和氧化鉬的同時直接合金化，本發明采用交流電弧爐，冶煉工藝包括以下步驟：
(1)配料：根據冶煉鋼種的要求，將氧化鉬、氧化錳和還原劑混勻，并準備其他原料
(2)補爐；
(3)裝料：首先在電爐底部加入石灰、小料、輕薄料等底料，然后將氧化錳、氧化鉬與還原劑破碎混勻后，加入到底料的上方；隨后加入廢鋼，再兌入鐵水；
(4)熔化：將固體爐料熔化成液體；
(5)氧化期和還原期冶煉：根據鋼種成分，補加錳鐵合金和鉬鐵合金；
(6)出鋼。本發明提出了用氧化錳和氧化鉬分別取代錳鐵和鉬鐵煉鋼的方法，易于操作，降低了生產成本，減少了冶煉環節，減少CO2的排放，提高經濟效益和環境效益。
所述的氧化錳是錳含量為30wt％～50wt％的富錳礦或錳含量為20wt％～30wt％的貧錳礦，經破碎后粒度為0.5mm以下；所述的氧化鉬粉為含50.53wt％～55.32wt％Mo的鉬焙砂，粒度為100目以上。
所述的氧化錳的加入量是根據終點目標錳含量要求確定，按MnO計為每噸鋼加3kg～30kg；所述的氧化鉬的加入量是根據終點目標錳含量要求確定，按MoO3計為每噸鋼加3kg～75kg。
所述還原劑為碳粉、石墨粉或者硅鐵粉，粒度為100目以上，還原劑的加入量為氧化錳和氧化鉬全部還原所需的還原劑的量。
氧化鉬加入量的計算方法為：(w1*mFe-mMo)/w2，氧化錳加入量的計算方法為：(w3*mFe-mMn)/w4。
其中，w1-冶煉鋼種要求的鉬含量，％；mFe-鋼液質量，t；mMo-其他原料帶入得鉬元素的質量，t；w2-氧化鉬礦中的鉬元素含量，％。
w3-冶煉鋼種要求的錳含量，％；mFe-鋼液質量，t；mMn-其他原料帶入的錳元素的質量，t；w4-氧化鉬錳礦中的錳元素含量，％。
本發明的基本原理是通過氧化錳、氧化鉬之間的化合反應以及還原劑和氧化鉬、氧化錳之間的自還原反應，實現錳鉬元素的快速直接合金化，在直接合金化的過程中，發生的主要反應有：
MnO+MoO3＝MnMoO4 (1)
3C+MoO3＝Mo+3CO (2)
C+MnO＝Mn+CO (3)
4C+MnMoO4＝Mn+MO+4CO (4)
或者：
MnO+MoO3＝MnMoO4 (5)
3Si+2MoO3＝2Mo+3SiO2 (6)
2Si+2MnO＝2Mn+SiO2 (7)
2Si+MnMoO4＝Mn+MO+2SiO2 (8)
本發明易于在生產中操作，能夠同時實現氧化錳和氧化鉬的快速直接合金化，降低生產過程的渣量，大幅降低含錳鉬元素鋼種的生產成本。
具體實施方式
實施例1：冶煉022Cr19Ni5Mo3Si2N不銹鋼
一種氧化錳和氧化鉬同時直接合金化的電爐煉鋼方法，采用30t電弧爐冶煉022Cr19Ni5Mo3Si2N不銹鋼(鋼種的錳含量為1％，鉬含量為3％)，鋼液成分的電爐冶煉工藝包括以下步驟：
(1)配料：首先準備直接合金化用料，由鉬焙砂篩分，得到粒度為100目以上的鉬焙砂1.75噸(鉬含量為51.3％)；準備0.7噸富錳礦(錳含量為43.1％)，經破碎后粒度為0.5mm以下和410kg的石墨粉(含碳量為98.7％)；將鉬焙砂、富錳礦和石墨粉混勻，制作為直接合金化混合料備用；然后準備其他原料，如廢鋼和其它合金劑等；(2)補爐(3)裝料：首先在電爐底部加入石灰、小料、輕薄料等底料，然后將步驟(1)制作而成的直接合金化混合料加入到底料的上方；隨后加入15t廢鋼，再兌入15t的鐵水；(4)熔化：將固體爐料熔化成液體；(5)進行氧化期和還原期冶煉，得到鋼水中的錳含量為0.35％，鉬含量為2.81％；(6)出鋼，加錳鐵合金和鉬鐵合金錳鐵，將鋼液中的錳含量和鉬含量調整至目標含量。
實施例2：冶煉12Cr12Mo耐熱鋼
一種氧化錳和氧化鉬同時直接合金化的電爐煉鋼方法，采用30t電弧爐冶煉12Cr12Mo耐熱鋼(鋼種的錳含量為0.5wt％，鉬含量為0.6wt％)，鋼液成分的電爐冶煉工藝包括以下步驟：
(1)配料：首先準備直接合金化用料，由鉬焙砂篩分，得到粒度為100目以上的鉬焙砂350kg(鉬含量為51.3％)；準備360kg富錳礦(錳含量為43.1％)，經破碎后粒度為0.5mm以下和100kg的石墨粉(含碳量為98.7％)；將鉬焙砂、富錳礦和石墨粉混勻，制作為直接合金化混合料備用；然后準備其他原料，如廢鋼和其它合金劑等；(2)補爐(3)裝料：首先在電爐底部加入石灰、小料、輕薄料等底料，然后將步驟(1)制作而成的直接合金化混合料加入到底料的上方；隨后加入15t廢鋼，再兌入15t的鐵水；(4)熔化：將固體爐料熔化成液體；(5)進行氧化期和還原期冶煉，得到鋼水中鉬含量為0.55wt％，錳含量為0.18wt％；(6)出鋼，加錳鐵合金和鉬鐵合金錳鐵，將鋼液中的錳含量和鉬含量調整至目標含量。
實施例3：008Cr30Mo2不銹鋼
一種氧化錳和氧化鉬同時直接合金化的電爐煉鋼方法，采用30t電弧爐冶煉008Cr30Mo2不銹鋼(鋼種的錳含量為0.3wt％，鉬含量為2.0wt％)，鋼液成分的電爐冶煉工藝包括以下步驟：
(1)配料：首先準備直接合金化用料，即：①1.17t鉬焙砂，粒度為100目以上，鉬含量為51.3％，②210kg富錳礦，錳含量為43.1％，經破碎后粒度為0.5mm以下，③380kg的75％硅鐵粉(含硅量為75wt％)；將鉬焙砂、富錳礦和石墨粉混勻，制作為直接合金化混合料備用；然后準備其他原料，如廢鋼和其它合金劑等；(2)補爐(3)裝料：首先在電爐底部加入石灰、小料、輕薄料等底料，然后將步驟(1)制作而成的直接合金化混合料加入到底料的上方；隨后加入15t廢鋼，再兌入15t的鐵水；(4)熔化：將固體爐料熔化成液體；(5)進行氧化期和還原期冶煉，得到鋼水中鉬含量為1.83wt，錳含量為0.087wt％；(6)出鋼，加錳鐵合金和鉬鐵合金錳鐵，將鋼液中的錳含量和鉬含量調整至目標含量。