本发明属于钢铁冶金炼钢工艺技术领域，具体涉及一种转炉冶炼高锰高硫高磷铁水提碳保锰的制备方法。
背景技术：
锰(mn)元素是钢材中的有益元素，转炉冶炼过程中随着吹炼过程的不断进行，铁水中的mn绝大部份被氧化，冶炼终点钢水残mn含量较低，导致脱氧合金化mn系合金成本较高。转炉冶炼终点钢水的mn含量主要来自铁水中的mn，吹炼过程中，在金属熔池、熔渣和氧气之间发生锰的氧化与还原反应，最终残留于转炉终点钢水中的残mn含量受渣量、转炉终点钢水和炉渣氧化性、转炉终点温度等因素的影响。通过优化转炉冶炼工艺，提高转炉终点钢水残mn含量，可以减少炉后脱氧合金化锰系合金的消耗，有利于降低炼钢生产成本，提高钢产品市场竞争力。
目前国内钢厂转炉冶炼大多采用低锰低磷低硫(mn≤0.60wt%，p≤0.100wt%，s≤0.040wt%)铁水冶炼，由于铁水mn含量较低导致终点钢水残mn较低(≤0.12wt%)，脱氧合金化过程中锰系合金加入量较多，合金消耗和合金化成本较高。近年来，国内少数钢厂开展了提高铁水mn含量的技术攻关工作，通过烧结工序配加高比例高锰贵沙矿，生产出具有下列化学成分的铁水：mn1.20-1.90wt%，s0.070-0.090wt%，p0.120-0.200wt%，si0.20-0.40wt%，转炉冶炼采用上述高锰高硫高磷铁水冶炼，如何获得了良好的冶炼化渣脱磷脱硫效果，最大程度提高终点钢水残mn含量，减少脱氧合金化过程中锰系合金加入量，降低炼钢生产成本就显得尤为重要和迫切。目前国内钢厂转炉冶炼基本都采用具有下列化学成分(mn≤0.60wt%，s≤0.040wt%，si0.30-0.55wt%，p≤0.100wt%)的低mn、低s及低p铁水冶炼，国内对上述铁水成分的转炉冶炼工艺有一定的研究报道，但对使用高锰高硫高磷铁水提碳保锰冶炼工艺没有相关研究报道。针对以上问题，有必要发明一种提碳保锰的高锰高硫高磷铁水转炉冶炼方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种转炉冶炼高锰高硫高磷铁水提碳保锰的制备方法。
本发明的目的是这样实现的，包括以下工艺步骤：
a、冶炼装入工艺：上炉钢出钢溅渣完毕后保留1/2的终渣在转炉内，按4.0-5.0kg/t钢的量，向转炉加入常规活性石灰；按60-80kg/t钢的废钢装入配比，在50吨ld转炉加入废钢；按990-1010kg/t钢的铁水装入配比，在50吨ld转炉加入下列温度及质量比的高锰高硫高磷铁水：铁水温度≥1320℃，铁水成分c4.5-5.0wt%，si0.20-0.40wt%，s0.070-0.090wt%，mn1.20-1.90wt%，p0.120-0.200wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；
b、前期冶炼工艺：a步骤高锰高磷铁水和废钢冷料装入50吨ld转炉后，前后摇炉让铁水裸露后下氧枪开吹，点火氧压为0.75～0.80mpa；点火成功后从高位料仓按4.0kg/t钢的量，加入造渣剂；开吹至30秒，氧枪枪位按1.5m控制，分别按16.0-18.0kg/t钢、11.0-15.0kg/t钢、3.0-4.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石和菱镁球造渣，按3.0-4.5kg/t钢的量，加入化渣剂化渣；吹炼至30-250秒，氧枪枪位降至1.1m，氧压按0.90mpa控制，按1.0-1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的锰球团：mno54.45%，cao14.65%，c4.25%，p0.068%，s0.035%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至250-450秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制，分别按6.0-7.0kg/t钢、8.0-9.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石造渣，按2.0-3.0kg/t钢的量，再加入化渣剂化渣；
c、中期冶炼工艺：b步骤钢水吹炼至450-730秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制；吹炼至730-780秒，氧枪枪位控制为1.2m，氧压按0.90mpa控制，按4.0-5.5kg/t钢的量，加入常规活性石灰，并按1.0-2.0kg/t钢的量，加入化渣剂化渣；吹炼至780秒时，氧枪枪位降至0.8m，压枪位深吹30秒进行提氧枪倒炉取样，控制倒炉钢水温度1630～1650℃；
d、转炉冶炼末期工艺：c步骤钢水提枪倒炉取样后摇炉继续下氧枪吹炼，吹炼至820秒-终点出钢阶段，氧枪枪位按0.8m控制，氧压按0.90mpa控制，按2.0-3.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰，控制终点出钢钢水温度1660～1680℃；
e、转炉出钢工艺：d步骤钢水出钢前钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30nl/min；最后即可获得提碳保锰的冶炼钢水。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、本发明提供的转炉冶炼高锰高硫高磷铁水(mn1.20-1.90wt%，s0.070-0.090wt%，p0.120-0.200wt%，si0.20-0.40wt%)提碳保锰的制备方法，通过采取留渣操作、冶炼前期加入少量锰球团、少渣冶炼、冶炼过程恒压变枪操作、转炉一倒最低枪位压枪操作、出钢全程渣洗等工艺并集成创新，优化了冶炼反应动力学和热力学条件，获得了良好的化渣脱磷、脱硫效果，避免了冶炼过程钢水及炉渣喷溅，显著提高了渣中(mno)分配浓度，促进了冶炼中期渣中(mno)的还原，降低了冶炼后期钢水中mn的再次氧化，最终显著提高了终点钢水残mn含量(0.40-0.60wt%)。
2、本发明显著提高了终点钢水残mn含量(0.40-0.60wt%)，减少了脱氧合金化过程中锰系合金加入量，大幅降低了炼钢合金消耗及合金化成本，促进了冶炼技术经济指标的改善，提高了产品市场竞争力。
3、本发明通过对转炉冶炼装入制度、造渣化渣工艺、温度控制工艺、终点控制工艺及出钢渣洗工艺集成创新，获得了优异的化渣脱磷脱硫效果，实现了转炉冶炼高锰高硫高磷铁水提碳保锰，终点钢水c含量≥0.08wt%、残mn含量0.40-0.60wt%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的转炉冶炼高锰高硫高磷铁水提碳保锰的制备方法，包括以下工艺步骤：
a、冶炼装入工艺：上炉钢出钢溅渣完毕后保留1/2的终渣在转炉内，按4.0-5.0kg/t钢的量，向转炉加入常规活性石灰；按60-80kg/t钢的废钢装入配比，在50吨ld转炉加入废钢；按990-1010kg/t钢的铁水装入配比，在50吨ld转炉加入下列温度及质量比的高锰高硫高磷铁水：铁水温度≥1320℃，铁水成分c4.5-5.0wt%，si0.20-0.40wt%，s0.070-0.090wt%，mn1.20-1.90wt%，p0.120-0.200wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；
b、前期冶炼工艺：a步骤高锰高磷铁水和废钢冷料装入50吨ld转炉后，前后摇炉让铁水裸露后下氧枪开吹，点火氧压为0.75～0.80mpa；点火成功后从高位料仓按4.0kg/t钢的量，加入造渣剂；开吹至30秒，氧枪枪位按1.5m控制，分别按16.0-18.0kg/t钢、11.0-15.0kg/t钢、3.0-4.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石和菱镁球造渣，按3.0-4.5kg/t钢的量，加入化渣剂化渣；吹炼至30-250秒，氧枪枪位降至1.1m，氧压按0.90mpa控制，按1.0-1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的锰球团：mno54.45%，cao14.65%，c4.25%，p0.068%，s0.035%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至250-450秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制，分别按6.0-7.0kg/t钢、8.0-9.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石造渣，按2.0-3.0kg/t钢的量，再加入化渣剂化渣；
c、中期冶炼工艺：b步骤钢水吹炼至450-730秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制；吹炼至730-780秒，氧枪枪位控制为1.2m，氧压按0.90mpa控制，按4.0-5.5kg/t钢的量，加入常规活性石灰，并按1.0-2.0kg/t钢的量，加入化渣剂化渣；吹炼至780秒时，氧枪枪位降至0.8m，压枪位深吹30秒进行提氧枪倒炉取样，控制倒炉钢水温度1630～1650℃；
d、转炉冶炼末期工艺：c步骤钢水提枪倒炉取样后摇炉继续下氧枪吹炼，吹炼至820秒-终点出钢阶段，氧枪枪位按0.8m控制，氧压按0.90mpa控制，按2.0-3.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰，控制终点出钢钢水温度1660～1680℃；
e、转炉出钢工艺：d步骤钢水出钢前钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30nl/min；最后即可获得提碳保锰的冶炼钢水。
步骤a中所述的废钢包括以下质量比的成分：c0.21-0.26wt%，si0.40-0.60wt%，mn1.15-1.45wt%，p0.030-0.042wt%，s0.025-0.037wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
步骤b中所述的造渣剂包括以下质量比的成分：cao22.5%，sio226.3%，mgo18.5%,al2o36.2%，feo13.5%，其余为fe及不可避免的不纯物。
所述的化渣剂包括以下质量比的成分：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物。
步骤c中所述的倒炉钢水的成分要求为c0.13～0.20wt%、mn0.48-0.65wt%、p≤0.026wt%、s≤0.033wt%。
步骤d中所述的终点出钢的成分要求为c0.08～0.15wt%、p≤0.028wt%、mn0.40-0.60wt%、s≤0.030wt%。
步骤e中所述的提碳保锰的冶炼钢水具有下列重量百分比的成分：c0.08～0.15wt%、p≤0.028wt%、mn0.40-0.60wt%、s≤0.027wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
实施例1
a、冶炼装入工艺：上炉钢出钢溅渣完毕后保留1/2的终渣在转炉内，按4.0kg/t钢的量，向转炉加入常规活性石灰；按60kg/t钢的废钢装入配比，在50吨ld转炉加入下列质量比的废钢：c0.21wt%，si0.40wt%，mn1.15wt%，p0.030wt%，s0.025wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；按1010kg/t钢的铁水装入配比，在50吨ld转炉加入下列温度及质量比的高锰高硫高磷铁水：铁水温度1320℃，铁水成分c4.5wt%，si0.20wt%，s0.070wt%，mn1.20wt%，p0.120wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
b、前期冶炼工艺：a步骤高锰高磷铁水和废钢冷料装入50吨ld转炉后，前后摇炉让铁水裸露后下氧枪开吹，点火氧压为0.75～0.80mpa；点火成功后从高位料仓按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的造渣剂：cao22.5%，sio226.3%，mgo18.5%,al2o36.2%，feo13.5%，其余为fe及不可避免的不纯物；开吹至30秒，氧枪枪位按1.5m控制，分别按16.0kg/t钢、11.0kg/t钢、3.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石和菱镁球造渣，按3.0kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至30-250秒，氧枪枪位降至1.1m，氧压按0.90mpa控制，按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的锰球团：mno54.45%，cao14.65%，c4.25%，p0.068%，s0.035%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至250-450秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制，分别按6.0kg/t钢、8.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石造渣，按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物。
c、中期冶炼工艺：b步骤钢水吹炼至450-730秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制；吹炼至730-780秒，氧枪枪位控制为1.2m，氧压按0.90mpa控制，按4.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰，并按1.0kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至780秒时，氧枪枪位降至0.8m，压枪位深吹30秒进行提氧枪倒炉取样，倒炉钢水控制要求：温度1650℃、c0.13wt%、mn0.48wt%、p0.021wt%、s0.028wt%。
d、转炉冶炼末期工艺：c步骤钢水提枪倒炉取样后摇炉继续下氧枪吹炼，吹炼至820秒-终点出钢阶段，氧枪枪位按0.8m控制，氧压按0.90mpa控制，按2.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰，终点出钢钢水控制要求：温度1680℃、c0.08wt%、p0.024wt%、mn0.40wt%、s0.026wt%。
e、转炉出钢工艺：d步骤钢水出钢前钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30nl/min；最后即获得具有下列重量百分比的钢水：c0.08wt%、p0.024wt%、mn0.40wt%、s0.024wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
实施例2
a、冶炼装入工艺：上炉钢出钢溅渣完毕后保留1/2的终渣在转炉内，按4.5kg/t钢的量，向转炉加入常规活性石灰；按70kg/t钢的废钢装入配比，在50吨ld转炉加入下列质量比的废钢：c0.23wt%，si0.50wt%，mn1.30wt%，p0.036wt%，s0.030wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；按1000kg/t钢的铁水装入配比，在50吨ld转炉加入下列温度及质量比的高锰高硫高磷铁水：铁水温度1340℃，铁水成分c4.8wt%，si0.30wt%，s0.080wt%，mn1.60wt%，p0.160wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
b、前期冶炼工艺：a步骤高锰高磷铁水和废钢冷料装入50吨ld转炉后，前后摇炉让铁水裸露后下氧枪开吹，点火氧压为0.75～0.80mpa；点火成功后从高位料仓按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的造渣剂：cao22.5%，sio226.3%，mgo18.5%,al2o36.2%，feo13.5%，其余为fe及不可避免的不纯物；开吹至30秒，氧枪枪位按1.5m控制，分别按17.0kg/t钢、13.0kg/t钢、3.5kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石和菱镁球造渣，按3.8kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至30-250秒，氧枪枪位降至1.1m，氧压按0.90mpa控制，按1.3kg/t钢的量，加入下列质量比的锰球团：mno54.45%，cao14.65%，c4.25%，p0.068%，s0.035%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至250-450秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制，分别按6.6kg/t钢、8.7kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石造渣，按2.5kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物。
c、中期冶炼工艺：b步骤钢水吹炼至450-730秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制；吹炼至730-780秒，氧枪枪位控制为1.2m，氧压按0.90mpa控制，按4.8kg/t钢的量，加入常规活性石灰，并按1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至780秒时，氧枪枪位降至0.8m，压枪位深吹30秒进行提氧枪倒炉取样，倒炉钢水控制要求：温度1640℃、c0.16wt%、mn0.54wt%、p0.023wt%、s0.030wt%。
d、转炉冶炼末期工艺：c步骤钢水提枪倒炉取样后摇炉继续下氧枪吹炼，吹炼至820秒-终点出钢阶段，氧枪枪位按0.8m控制，氧压按0.90mpa控制，按2.5kg/t钢的量，加入常规活性石灰，终点出钢钢水控制要求：温度1670℃、c0.11wt%、p0.025wt%、mn0.48wt%、s0.028wt%。
e、转炉出钢工艺：d步骤钢水出钢前钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30nl/min；最后即获得具有下列重量百分比的钢水：c0.11wt%、p0.025wt%、mn0.48wt%、s0.025wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
实施例3
a、冶炼装入工艺：上炉钢出钢溅渣完毕后保留1/2的终渣在转炉内，按5.0kg/t钢的量，向转炉加入常规活性石灰；按80kg/t钢的废钢装入配比，在50吨ld转炉加入下列质量比的废钢：c0.26wt%，si0.60wt%，mn1.45wt%，p0.042wt%，s0.037wt%，其余为fe及不可避免的不纯物；按990kg/t钢的铁水装入配比，在50吨ld转炉加入下列温度及质量比的高锰高硫高磷铁水：铁水温度1350℃，铁水成分c5.0wt%，si0.40wt%，s0.090wt%，mn1.90wt%，p0.200wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。
b、前期冶炼工艺：a步骤高锰高磷铁水和废钢冷料装入50吨ld转炉后，前后摇炉让铁水裸露后下氧枪开吹，点火氧压为0.75～0.80mpa；点火成功后从高位料仓按4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的造渣剂：cao22.5%，sio226.3%，mgo18.5%,al2o36.2%，feo13.5%，其余为fe及不可避免的不纯物；开吹至30秒，氧枪枪位按1.5m控制，分别按18.0kg/t钢、15.0kg/t钢、4.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石和菱镁球造渣，按4.5kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至30-250秒，氧枪枪位降至1.1m，氧压按0.90mpa控制，按1.5kg/t钢的量，加入下列质量比的锰球团：mno54.45%，cao14.65%，c4.25%，p0.068%，s0.035%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至250-450秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制，分别按7.0kg/t钢、9.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰、轻烧白云石造渣，按3.0kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物。
c、中期冶炼工艺：b步骤钢水吹炼至450-730秒，氧枪枪位按1.2m控制，氧压按0.90mpa控制；吹炼至730-780秒，氧枪枪位控制为1.2m，氧压按0.90mpa控制，按5.5kg/t钢的量，加入常规活性石灰，并按2.0kg/t钢的量，加入下列质量比的化渣剂化渣：cao21.5%，al2o37.6%，feo14.6%,fe2o329.5%，mno5.4%，s0.15%，其余为fe及不可避免的不纯物；吹炼至780秒时，氧枪枪位降至0.8m，压枪位深吹30秒进行提氧枪倒炉取样，倒炉钢水控制要求：温度1630℃、c0.20wt%、mn0.65wt%、p0.026wt%、s0.033wt%。
d、转炉冶炼末期工艺：c步骤钢水提枪倒炉取样后摇炉继续下氧枪吹炼，吹炼至820秒-终点出钢阶段，氧枪枪位按0.8m控制，氧压按0.90mpa控制，按3.0kg/t钢的量，加入常规活性石灰，终点出钢钢水控制要求：温度1660℃、c0.15wt%、p0.026wt%、mn0.60wt%、s0.030wt%。
e、转炉出钢工艺：d步骤钢水出钢前钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量为1.0kg/t钢；出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30nl/min；最后即获得具有下列重量百分比的钢水：c0.15wt%、p0.028wt%、mn0.60wt%、s0.027wt%，其余为fe及不可避免的不纯物。