專利名稱：高爐錳鐵脫磷方法
技術領域：
本發明屬于生鐵精煉領域。主要適用于高爐錳鐵合金的脫磷。
我國有豐富的錳礦資源，但多為貧錳礦，且有部分高磷、高鐵、高硅礦。由于原料問題，所生產的錳鐵合金含磷高，達不到國家標準，不能滿足鋼鐵工業的要求。國外也有高磷錳礦，同樣因錳合金含磷高，而限制了在冶煉高質量鋼種中的應用。
為此，近年來，錳鐵脫磷問題越來越引起人們的關注。由于錳精礦脫磷的成本太高，且錳的損失大，不宜采用，故一直在尋求用普通脫磷原料對錳鐵合金進行脫磷的處理方法。我國魏壽昆、汪大洲等曾對錳鐵脫磷進行了試驗和研究(《鐵合金》1985年第2期、1983年第2期);吉林鐵合金廠曾對花垣錳礦冶煉的硅錳合金進行了脫磷試驗(《硅錳合金脫磷試驗》1979年8月)。上述錳鐵脫磷試驗都是采用還原法脫磷工藝，脫磷劑為CaF2-CaO等。日本、西德、美國、蘇聯等對錳合金脫磷也作了廣泛的試驗研究，有的還做了工業性試驗，但仍采用還原法脫磷，脫磷劑多為堿土金屬的化合物、氧化物，還有采用CaC2和CaF2的(日本專利昭60-11099)。
上述國內外錳鐵合金脫磷方法的共同之點都是采用還原法脫磷，而且只適用于低錳的錳鐵合金脫磷。還原法脫磷的主要缺點是(1)設備復雜，投資大，它需在密封的容器中進行，而且容器中還需保持還原性氣氛或通入惰性氣體;(2)對高錳的錳鐵合金脫磷無能為力;(3)錳的損失大，一般在2%以上;(4)操作不方便。
傳統的觀念認為，對于錳鐵合金，特別是高錳錳鐵合金，不宜采用氧化法脫磷，因錳要優先于磷氧化，錳的損失過大。
本發明的目的在于提供一種新的錳鐵合金(特別是高錳錳鐵合金)的氧化脫磷方法。它不僅脫磷效果好，且錳的損失小，設備簡單。
本發明的主要技術方案是采用氧化法脫磷，且以錳礦為脫磷氧化劑，利用錳礦在反應過程中放出的氧，增加氧的分壓，氧化能力增強，以致達到氧化脫磷又不需吹氧的目的。與此同時加入CaO和CaCl2，使之與磷的氧化物形成磷酸鹽，成渣上浮。為此，本發明的錳鐵合金的脫磷劑為CaO-CaCl2-錳礦。錳礦中錳主要是以MnO2形式存在。
本發明通過X光衍射技術，結合掃描電鏡-微區分析，得出磷在錳鐵合金中是以Mn5·64P3(與Mn2P相近)、Fe2P和Fe3P形式存在。從Mn-P及Fe-P系相圖分析，錳鐵熔體中可以認為磷是以Mn2P和Fe2P形式存在。
氧化法脫磷是在高爐冶煉錳鐵，將出爐的錳鐵鐵水注入罐中，隨即加入脫磷劑，在大氣下在罐中進行。當脫磷劑加入罐中后，馬上進行如下反應。首先MnO2分解，即氧分壓上升，氧化能力增強，隨即進行如下反應與此同時隨之進行的反應是
上述反應中，所生成的磷酸鹽，由于質輕，很快上浮進入渣中，達到脫磷的目的。
在上述反應中還有部分錳在適當條件下進入錳鐵合金中，而不致于使熔融錳鐵中的錳，由于脫磷而過多損失;根據脫磷劑 錳礦的含錳量，甚至脫磷后，增加錳鐵合金中錳的含量。
在脫磷過程中，所加入的脫磷劑的重量為錳鐵鐵水重量的10～20%。脫磷補的成分配比(重量%)為CaO35～50%，CaCl215～35%，錳礦20～40%。其中錳礦的重量是以MnO2的形式計算。
脫磷反應溫度范圍為1350～1450℃，反應時間為5～10分鐘。
本發明的脫磷率可達45%，脫磷后錳鐵中的磷含量最低可達0.25%(高爐錳鐵國家標準含磷量是小于0.4%);錳的損失小，小于1.5%，當脫磷劑中錳礦的含錳量較高時，還可增加錳鐵合金中錳的含量。
與現有技術相比，本發明具有如下優點1.適用面廣，既適用于低錳錳鐵合金，也適用于高錳錳鐵合金的脫磷，為我國含磷貧錳礦的利用找到較為理想的途徑。
2.脫磷效果好，錳的損失小，甚至可增錳。
3.脫磷方法及設備簡單，只需一個鐵水罐等，且在大氣中進行，操作也簡便。
4.脫磷劑中錳礦來源容易，且價格便宜，大大降低了脫磷的成本。
實施例根據上述本發明所提供的方法，進行了三批錳鐵合金脫磷試驗。試驗是在非真空感應爐中進行。先分別將三批不同含錳和不同含磷的錳鐵合金在非真空感應爐中熔化，當錳鐵合金熔化，并達到一定溫度時，加入不同量和不同配比的脫磷劑，經一定時間后，將脫磷后的錳鐵出爐，隨后分析其成分。
三批錳鐵合金脫磷前的化學成分如表1所示脫磷劑所用的量及脫磷劑各組元的成分配比，如表2所示，其中錳礦以MnO2計算;脫磷的工藝參數如表3所示;脫磷后錳鐵合金的化學成分及脫磷率如表4所示。
表1、錳鐵合金在脫磷前的化學成分配比(重量%)<
>表2、脫磷劑加入量(％)和脫磷劑的成分配比(重量％)<
表3、脫磷工藝參數<
<p>表4、脫磷后錳鐵合金化學成分(重量%)及脫磷率
由表1和表4看出，批號1脫磷后錳鐵合金中錳含量提高了2.77%，這是由于加入的錳礦中錳含量高所致;而批號2、3的錳含量則分別降低了0.42%和0.83%，其錳鐵合金中的含P量降至0.29%和0.25%。
權利要求
1.一種高爐錳鐵的脫磷方法，其特征在于采用氧化法脫磷，在一定溫度的錳鐵熔體中加入適量的脫磷劑，脫磷劑由CaO-CaCl2-錳礦組成。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于脫磷劑的成分配比(重量%)為CaO 35～50%，CaCl215～35%，錳礦20～40%，其中錳礦以MnO2形式計算。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于脫磷劑的加入量為錳鐵鐵水重量的10～20%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于脫磷反應的溫度范圍為1350～1450℃，反應時間為5～10分鐘。
全文摘要
本發明系一種高爐錳鐵的脫磷新方法。其主要特征是采用氧化法脫磷。它是在具有一定溫度的錳鐵熔體中加入一定數量的脫磷劑，且在大氣中進行。脫磷劑由CaO-CaCl
文檔編號C21C7/064GK1050902SQ9010895
公開日1991年4月24日 申請日期1990年11月8日 優先權日1990年11月8日
發明者趙錫群, 廖世明, 楊志忠, 柏談論 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院, 廊坊市冶煉廠