本發(fā)明屬于煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化錳和氧化鉬混合物球團(tuán)(壓塊)及其使用方法。
背景技術(shù)：
將氧化物代替鐵合金用于煉鋼生產(chǎn)，可以降低生產(chǎn)成本，國(guó)內(nèi)外科研工作者針對(duì)氧化錳和氧化鉬直接合金化煉鋼工藝進(jìn)行了大量的研究。在這些研究的基礎(chǔ)上，氧化錳直接合金化技術(shù)和氧化鉬直接合金化技術(shù)得到廣泛的發(fā)展。
氧化錳直接合金化工藝可用于轉(zhuǎn)爐、RH精煉爐、真空感應(yīng)爐(錳礦直接合金化應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼工藝，CN105838843A；一種真空感應(yīng)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(jiǎn)單易行，但是在實(shí)際生產(chǎn)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(dòng)，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(diào)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(shí)踐,第十二屆全國(guó)煉鋼學(xué)術(shù)會(huì)議論文集.沈陽:東北大學(xué)出版社，2002:115；趙中福、李小明、沈繼勝.轉(zhuǎn)爐煉鋼加錳礦提高終點(diǎn)錳含量的試驗(yàn)研究,煉鋼,2010,26(1):40～43)。
氧化鉬直接合金化工藝可用于轉(zhuǎn)爐、電爐、AOD爐(陳偉慶,周榮章,朱立新,等.氧化鉬用于轉(zhuǎn)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(yè)試驗(yàn)[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(yè)試驗(yàn)[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(wěn)定，通常可達(dá)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(fā)。MoO3熔點(diǎn)為795℃、沸點(diǎn)為1155℃；MoO3在熔化前就已開始升華，當(dāng)溫度達(dá)900～1100℃時(shí)，蒸發(fā)非常快。在煉鋼溫度下，如果不加保護(hù)措施，70％的MoO3將會(huì)變?yōu)闅怏w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(fā)，完成直接合金化過程(劉吉?jiǎng)?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(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化錳和氧化鉬混合物球團(tuán)(壓塊)及其使用(直接合金化)方法，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(shù)難點(diǎn)，用于在轉(zhuǎn)爐、電爐、AOD爐煉鋼過程中生產(chǎn)含Mn和Mo元素的鋼種。
本發(fā)明的球團(tuán)(壓塊)原料及其含量是：氧化錳礦10wt％～30wt％，氧化鉬粉30wt％～50wt％，還原劑10wt％～20wt％，粘結(jié)劑5wt％～10wt％；
氧化錳和氧化鉬混合物球團(tuán)的制備方法是：將氧化錳礦、氧化鉬礦、還原劑破碎、研磨，將其粒度降低至50目以下，然后將這些物質(zhì)充分混勻，隨后加入粘結(jié)劑，攪拌混勻，造球或壓塊，最后干燥，即制成氧化鉬和氧化錳復(fù)合球團(tuán)或壓塊。
所述的氧化鉬粉為含50.53wt％～55.32wt％Mo的鉬焙砂，成分為MoO3呈粉末狀。
所述的氧化錳礦是錳含量為30wt％～50wt％的錳礦，錳礦既是合金劑，又是氧化鉬揮發(fā)的抑制劑。
所述的還原劑為碳粉、焦粉或硅鐵粉；其中碳粉中碳含量為95wt％以上，焦粉中碳含量80％以上，硅鐵粉中硅含量為75wt％。
所述的粘結(jié)劑為水玻璃或廢蔗糖溶液。
氧化鉬加入量的計(jì)算方法為：(w1*mFe-mMo)/w2，氧化錳加入量的計(jì)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(zhì)量，t；mMo-其他原料帶入得鉬元素的質(zhì)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(zhì)量，t；mMn-其他原料帶入的錳元素的質(zhì)量，t；w4-氧化鉬錳礦中的錳元素含量，％。
還原劑的加入量為氧化鉬和氧化鉬全部直接還原所耗的還原劑的質(zhì)量。
上述復(fù)合球團(tuán)(壓塊)的使用(直接合金化)方法是：在冶煉含錳鉬元素的鋼種時(shí)，于冶煉末期，扒渣后向鋼包中加入上述復(fù)合球團(tuán)(壓塊)，復(fù)合球團(tuán)或壓塊中的氧化物在被還原劑還原，從而完成錳鉬元素的直接合金化。
本發(fā)明的基本原理是通過氧化鉬、氧化錳之間的化合反應(yīng)以及還原劑和氧化鉬、氧化錳之間的自還原反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)錳鉬元素的快速直接合金化，在直接合金化的過程中，發(fā)生的主要反應(yīng)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(fā)明易于在實(shí)際生產(chǎn)中操作，采用氧化錳和氧化鉬混合物球團(tuán)(壓塊)，能夠同時(shí)快速實(shí)現(xiàn)氧化錳和氧化鉬的直接合金化，降低生產(chǎn)過程的渣量，大幅降低含錳鉬元素的鋼種的生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：轉(zhuǎn)爐冶煉12CrMo合金工具鋼
氧化鉬和氧化錳復(fù)混合物壓塊的制作方法是：復(fù)合球團(tuán)(壓塊)的原料及其含量是：氧化錳礦43.6wt％，氧化鉬粉35.8wt％，碳粉11.5wt％，水玻璃9.1wt％，總重量為3.3t。其中碳粉中的固定碳含量為98.5wt％。
該混合物壓塊的制備方法為：將氧化錳礦、氧化鉬礦、還原劑破碎、研磨至50目以下，然后將這些物質(zhì)充分混勻，隨后加入水玻璃，攪拌混勻，壓塊，干燥，即可制成氧化鉬和氧化錳混合物壓塊。
混合物壓塊的使用方法是：
在120t轉(zhuǎn)爐上，冶煉12CrMo合金工具鋼(鋼種的鉬含量為0.50wt％，錳含量為0.60wt％)。在轉(zhuǎn)爐冶煉末期，當(dāng)鋼液中碳含量小于0.1wt％，熔池溫度大于1650℃時(shí)，扒渣，然后向轉(zhuǎn)爐中加入上述混合物壓塊，重3.28t。壓塊中的氧化錳和氧化鉬被還原劑還原，從而完成錳鉬元素的直接合金化。利用上述混合物壓塊進(jìn)行直接合金化后，鋼液鉬含量增加0.56wt％，錳含量增加0.18wt％。
實(shí)施例2：電爐冶煉12Cr12Mo耐熱鋼
混合物壓塊的原料及其含量分別為：氧化錳礦35.0wt％，氧化鉬粉41.9wt％，碳粉14.0wt％，水玻璃9.1wt％，總重量為0.72t。其中碳粉中的固定碳含量為98.5wt％。
混合物壓塊的制備方法為：將氧化錳礦、氧化鉬礦、還原劑破碎、研磨至50目以下，然后將這些物質(zhì)充分混勻，隨后加入水玻璃，攪拌混勻，造球，干燥，即可制成氧化鉬和氧化錳混合物球團(tuán)。
混合物壓塊的使用方法是：
在30t電爐上，冶煉12Cr12Mo耐熱鋼(鋼種的鉬含量為0.6wt％，錳含量為0.5wt％)。在電爐冶煉裝料期，當(dāng)裝入廢鋼等固體原料后，向電弧爐中加入上述重為2.86t的混合物球團(tuán)。球團(tuán)中的氧化鉬和氧化錳被還原劑還原，從而完成錳鉬元素的直接合金化。利用上述混合物球團(tuán)進(jìn)行直接合金化，能使鋼液鉬含量增加0.56wt％，錳含量增加0.18wt％。同時(shí)在出鋼時(shí)，加入適量錳鐵和鉬鐵合金調(diào)節(jié)鋼液的錳含量和鉬含量。
實(shí)施例3：AOD冶煉1Cr17Mo不銹鋼
混合物壓塊的原料及其含量分別為：氧化錳礦33.4wt％，氧化鉬粉39.2wt％，碳粉18.4wt％，水玻璃9.wt％，總重量為7.19t。其中碳粉中的固定碳含量為98.5wt％。
混合物壓塊的制備方法為：將氧化錳礦、氧化鉬礦、還原劑破碎、研磨至50目以下，然后將這些物質(zhì)充分混勻，隨后加入水玻璃，攪拌混勻，造球，干燥，即可制成氧化鉬和氧化錳混合物球團(tuán)。
混合物壓塊的使用方法是：
在AOD冶煉中冶煉1Cr17Mo不銹鋼(鋼種的鉬含量為1.2wt％，錳含量為1.0wt％)。在AOD爐冶煉初期，當(dāng)裝入10％的鋼液后，向AOD爐中加入上述重為7.19t的混合物球團(tuán)，然后繼續(xù)加入其余的鋼液。球團(tuán)中的氧化鉬和氧化錳被還原劑還原，從而完成錳鉬元素的直接合金化。利用上述混合物球團(tuán)進(jìn)行直接合金化，能使鋼液鉬含量增加1.14wt％，錳含量增加0.31wt％。為調(diào)節(jié)錳和鉬元素含量，達(dá)到冶煉成分的要求。在出鋼時(shí)，向AOD爐中加入適量錳鐵和鉬鐵合金調(diào)節(jié)鋼液的錳含量和鉬含量。