锰铁代替部分硅锰合金

锰铁代替部分硅锰合金冶炼HRB335的工艺实践李聿军，向华，文长青，何礼正（江西九江钢厂公司炼钢厂，江西，九江332500）摘要通过采取部分锰铁代替硅锰合金的脱氧合金化的新工艺，提高了钢水的Mn/Si，减少了中间包→结晶器敞开浇注的浮渣，提高铸坯质量，节约了合金成本。

关键词锰铁；硅锰合金；Mn/Si；浮渣中图分类号：TF713.6 文献标识码：BPractice On Producing HRB335 With Fe-Mn Alloy replacingpartial Si-Mn AlloyLI Y u-Jun，XIANG Hua，WEN Chang-Qing，HE Li-Zheng(The Steelmaking Plant of Jiujiang Iron&Steel Company,Jiujiang,China)Abstract: The process optimization of producing HRB335 with Fe-Mn Alloy replacing partial Si-Mn Alloy increases the ratio Mn and Si ,reduces the floating slag in mold,improves the quality of CC billet and saves the cost of alloys.Key words: Fe-Mn Alloy；Si-Mn Alloy；Mn/Si；floating slag1 前言江西九江钢厂有限公司（以下简称九钢）是萍钢公司2006年9月份兼并重组的股份制企业。

三炼钢厂（对外称“九钢炼钢厂”）目前拥有两座30t转炉，两台R6 150×150三机三流小方坯连铸机。

重组以前，三炼钢厂只生产HRB335 II级螺纹钢，合金化材料使用锰铁和硅铁，成分按国标控制。

重组后，三炼钢厂相继开发出HRB335和HRB400超细晶粒钢。

为降低合金成本，三炼钢厂选用硅锰合金和碳化硅作为合金化材料。

由于三炼钢厂没有合金烘烤，终点一直较差，再加上炉后挡渣效果不大稳定，下渣后常造成碳粉收得率低，成品碳偏低。

为了提高碳的收得率，三炼钢厂通过提高碳化硅的加入量（3.8~4.5kg/t）减少碳粉用量（0.38~0.76kg/t）来稳定成品碳含量，致使成品硅偏高（0.40%~0.50%），从而导致HRB335钢水Mn/Si小于2.5，很多炉次甚至小于2.0。

2008年6月以前，三炼钢厂中间包→结晶器一直敞开浇注。

由于Mn/Si低，结晶器内钢水表面浮渣很多，给操作带来了极大的不便。

由于捞渣不及时造成渣漏等工艺事故频繁发生，铸坯内夹杂增多，严重的影响了铸坯的质量。

为减少结晶器内浮渣，提高铸坯质量，2008年3月份初，三炼钢厂开展了优化脱氧合金化工艺攻关，用锰铁代替部分硅锰合金冶炼HRB335，通过试验并推广，不仅成功的解决了浮渣的问题，而且稳定了碳的收得率，降低了成本。

2 成分控制和工艺流程2.1 成分控制生产HRB335 II级超细晶粒钢常用合金化材料如表1所示。

表1 常用合金化材料成分锰铁FeMn68 7.0 65.0～72.0 <1.5 GB/T3795-1996 硅锰合金FeMn64Si18 2.5 60.0～67.0 14.0～17.0 GB/T4008-1996 碳化硅≤1.0% ≥90 GB/T2480-1996 增碳剂92HRB335 II超细晶粒钢成分控制如表2所示。

表2 HRB335 II超细晶粒钢成分控制牌号化学成份C% Mn% Si% P、S%HRB335 0.22-0.27 0.80-1.00 0.30-0.50 ≤0.0452.2 工艺流程以锰铁代替部分硅锰合金冶炼HRB335的工艺流程是：高炉铁水→30t转炉冶炼→脱氧合金化→钢包全程底吹精炼→小方坯连铸→轧制。

其中转炉平均出钢量26.4t，脱氧合金化工艺流程如下：1、碳化硅(SiC)。

2、锰铁（Fe- Mn），出钢1/4～3/4加完。

3、锰硅合金（Si -Mn），出钢时1/4～3/4加完。

4、增碳剂：在出钢过程中对准钢流加入，出钢时1/3~2/3加完。

5、硅铝铁6、精炼剂3 合金加入量确定3.1 合金收得率表3是三炼钢厂常用合金材料成分化验结果和元素收得率表3 三炼钢厂不同合金成分和收得率硅锰合金 2.5 90 65 90 18 85碳化硅26 90 62 85增碳剂92 803.2 HRB335 II级钢合金加入量确定为了简化合金工估算合金的加入量，在实际操作过程中，大部分合金加入量都可以固定不变，包括：碳化硅3.79kg/t（100kg/炉），锰铁3.79kg/t（100kg/炉），硅铝铁0.189kg/t(5kg/炉)，精炼剂0.455kg/t（12kg/炉）。

其中锰铁和碳化硅按Mn/Si ≥2.5估算各加入3.79kg/t，硅铝铁和精炼剂根据实际终点估算分别加入0.189kg/t 和0.455kg/t。

确定上述合金加入量后，硅锰合金和增碳剂就可以根据钢种规格要求计算出，另外还需根据终点的情况进行适量调整。

锰铁与硅锰合金中锰的含量差不多，两者加入量之和与单独加硅锰合金加入量相同。

因此合金工在实际加入时硅锰合金按原有单独加硅锰合金的估算总量减去3.79kg/t即可。

假设出钢残锰为0.10%，出钢碳为0.08%，HRB335含锰0.83%，含碳0.24%。

1）锰铁增锰量＝锰铁加入量×锰铁含锰量×锰收得率=0.23％2）锰铁增碳量＝锰铁加入量×锰铁含碳量×碳收得率＝0.024%3）硅锰合金加入量＝（钢种锰控量－锰铁增锰量－残锰量）/锰收得率/硅锰含锰量=0.85%=8.5kg/t4）硅锰合金增硅量＝硅锰合金加入量×硅锰合金含硅量×硅收得率=0.13% 5）硅锰合金增碳量＝硅锰合金加入量×硅锰合金含碳量×碳收得率＝0.019%6）碳化硅增硅量＝碳化硅加入量×碳化硅含硅量×硅收得率＝0.20%7）碳化硅增碳量＝碳化硅加入量×碳化硅含碳量×碳收得率＝0.084%8）碳粉加入量＝(钢种碳控量－出钢碳－锰铁增碳量－硅锰合金增碳量－碳化硅增碳量)/增碳剂含碳量/碳收得率＝0.045%=0.45kg/t由此确定各种脱氧化合金材料加入量如表4所示。

表4 HRB335脱氧合金化材料加入量合金碳化硅锰铁锰硅合金碳粉硅铝铁精炼剂理论加入量(kg/t) 3.79 3.79 8.50 0.45 0.189 0.455 实际加入量(kg/t) 3.79 3.79 8.59 0.58 0.189 0.4553.3 验证Mn/Si由3.2确定HRB335含Si量＝硅锰合金增硅量＋碳化硅增硅量=0.33%。

因此HRB335钢水中Mn/Si=0.83%/0.33%=2.52≥2.5，能够满足中间包→结晶器敞开浇注中减少浮渣的Mn/Si要求。

4 实际效果4.1 实际成分控制通过对整个冶炼过程特别是脱氧合金化材料加入和成分控制的跟踪，加入合金量与理论计算基本吻合，成分控制也接近理论计算的要求，具体情况如表4和表5所示。

表5 HRB335 II超细晶粒钢成分控制脱氧合金化方法化学成份C% Mn% Si% Mn/Si部分锰铁代替硅锰合金理论计算0.24 0.83 0.33 2.52 实际控制0.23 0.86 0.34 2.53硅锰合金实际控制0.24 0.87 0.48 1.81 4.2 浮渣和铸坯质量通过采取以部分锰铁代替硅锰合金的工艺后，钢水的成分得到优化，Mn/Si 提高了0.72（如表5所示），生成的高熔点的硅酸盐物减少。

从中间包→结晶器敞开浇注的跟踪情况来看，产生的浮渣量、捞渣的频次、定径水口结瘤的现象均大幅度减少（如表6所示），工人操作强度大为减轻。

由于渣子减少，结晶器内钢水发生卷渣的次数减少，连铸坯皮下夹杂减少，质量提高。

表6 不同脱氧合金化方法的影响脱氧合金化方法水口结瘤次数(次/月) 浮渣量(mg/kg) 铸坯皮下夹杂物(mg/kg) 硅锰合金11~20 18.5 7.5部分锰铁代替硅锰合金0~5 2.8 0.95 经济效益分析一般情况下，锰铁的市场价和萍钢公司内部价均比硅锰合金要低，而锰铁的含锰量和含碳量比硅锰合金均要高，因此锰铁代替部分硅锰合金工艺可减少硅锰合金和增碳剂的加入量，节约合金成本。

表6是锰铁代替部分硅锰合金工艺和单独加入硅锰合金的合金加入量和成本比较情况。

表6 部分锰铁代替硅锰合金成本比较锰铁硅锰合金增碳剂合计成本单价(元/kg) 8.0 8.3 1.8加入量(kg/t) 成本(元/t)加入量(kg/t)成本(元/t)加入量(kg/t)成本(元/t)成本(元/t)锰铁代替硅锰合金 3.79 30.32 8.59 71.30 0.58 1.04 102.66 硅锰合金12.43 103.17 0.76 1.37 104.54 比较-1.88注：合金价格按萍钢公司内部价三炼钢厂每年生产HRB335 II级钢50万吨，则可节约成本＝50×1.88＝94万元。

经济效益非常明显。

另外由于连铸坯质量的提高，轧制退废减少，也为三炼钢厂增加了经济效益。

6 结束语锰铁代替部分硅锰合金，是一种提高Mn/Si、减少了敞开浇注浮渣的行之有效的工艺。

它不仅提高了铸坯的质量，而且节约了合金成本。

作者简介：李聿军（1979-），男，硕士生，工程师；E-mail：liyujun79@。