专利名称：高炉锰铁脱磷方法
技术领域：
本发明属于生铁精炼领域。主要适用于高炉锰铁合金的脱磷。
我国有丰富的锰矿资源，但多为贫锰矿，且有部分高磷、高铁、高硅矿。由于原料问题，所生产的锰铁合金含磷高，达不到国家标准，不能满足钢铁工业的要求。国外也有高磷锰矿，同样因锰合金含磷高，而限制了在冶炼高质量钢种中的应用。
为此，近年来，锰铁脱磷问题越来越引起人们的关注。由于锰精矿脱磷的成本太高，且锰的损失大，不宜采用，故一直在寻求用普通脱磷原料对锰铁合金进行脱磷的处理方法。我国魏寿昆、汪大洲等曾对锰铁脱磷进行了试验和研究(《铁合金》1985年第2期、1983年第2期);吉林铁合金厂曾对花垣锰矿冶炼的硅锰合金进行了脱磷试验(《硅锰合金脱磷试验》1979年8月)。上述锰铁脱磷试验都是采用还原法脱磷工艺，脱磷剂为CaF2-CaO等。日本、西德、美国、苏联等对锰合金脱磷也作了广泛的试验研究，有的还做了工业性试验，但仍采用还原法脱磷，脱磷剂多为碱土金属的化合物、氧化物，还有采用CaC2和CaF2的(日本专利昭60-11099)。
上述国内外锰铁合金脱磷方法的共同之点都是采用还原法脱磷，而且只适用于低锰的锰铁合金脱磷。还原法脱磷的主要缺点是(1)设备复杂，投资大，它需在密封的容器中进行，而且容器中还需保持还原性气氛或通入惰性气体;(2)对高锰的锰铁合金脱磷无能为力;(3)锰的损失大，一般在2%以上;(4)操作不方便。
传统的观念认为，对于锰铁合金，特别是高锰锰铁合金，不宜采用氧化法脱磷，因锰要优先于磷氧化，锰的损失过大。
本发明的目的在于提供一种新的锰铁合金(特别是高锰锰铁合金)的氧化脱磷方法。它不仅脱磷效果好，且锰的损失小，设备简单。
本发明的主要技术方案是采用氧化法脱磷，且以锰矿为脱磷氧化剂，利用锰矿在反应过程中放出的氧，增加氧的分压，氧化能力增强，以致达到氧化脱磷又不需吹氧的目的。与此同时加入CaO和CaCl2，使之与磷的氧化物形成磷酸盐，成渣上浮。为此，本发明的锰铁合金的脱磷剂为CaO-CaCl2-锰矿。锰矿中锰主要是以MnO2形式存在。
本发明通过X光衍射技术，结合扫描电镜-微区分析，得出磷在锰铁合金中是以Mn5·64P3(与Mn2P相近)、Fe2P和Fe3P形式存在。从Mn-P及Fe-P系相图分析，锰铁熔体中可以认为磷是以Mn2P和Fe2P形式存在。
氧化法脱磷是在高炉冶炼锰铁，将出炉的锰铁铁水注入罐中，随即加入脱磷剂，在大气下在罐中进行。当脱磷剂加入罐中后，马上进行如下反应。首先MnO2分解，即氧分压上升，氧化能力增强，随即进行如下反应与此同时随之进行的反应是
上述反应中，所生成的磷酸盐，由于质轻，很快上浮进入渣中，达到脱磷的目的。
在上述反应中还有部分锰在适当条件下进入锰铁合金中，而不致于使熔融锰铁中的锰，由于脱磷而过多损失;根据脱磷剂 锰矿的含锰量，甚至脱磷后，增加锰铁合金中锰的含量。
在脱磷过程中，所加入的脱磷剂的重量为锰铁铁水重量的10～20%。脱磷补的成分配比(重量%)为CaO35～50%，CaCl215～35%，锰矿20～40%。其中锰矿的重量是以MnO2的形式计算。
脱磷反应温度范围为1350～1450℃，反应时间为5～10分钟。
本发明的脱磷率可达45%，脱磷后锰铁中的磷含量最低可达0.25%(高炉锰铁国家标准含磷量是小于0.4%);锰的损失小，小于1.5%，当脱磷剂中锰矿的含锰量较高时，还可增加锰铁合金中锰的含量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点1.适用面广，既适用于低锰锰铁合金，也适用于高锰锰铁合金的脱磷，为我国含磷贫锰矿的利用找到较为理想的途径。
2.脱磷效果好，锰的损失小，甚至可增锰。
3.脱磷方法及设备简单，只需一个铁水罐等，且在大气中进行，操作也简便。
4.脱磷剂中锰矿来源容易，且价格便宜，大大降低了脱磷的成本。
实施例根据上述本发明所提供的方法，进行了三批锰铁合金脱磷试验。试验是在非真空感应炉中进行。先分别将三批不同含锰和不同含磷的锰铁合金在非真空感应炉中熔化，当锰铁合金熔化，并达到一定温度时，加入不同量和不同配比的脱磷剂，经一定时间后，将脱磷后的锰铁出炉，随后分析其成分。
三批锰铁合金脱磷前的化学成分如表1所示脱磷剂所用的量及脱磷剂各组元的成分配比，如表2所示，其中锰矿以MnO2计算;脱磷的工艺参数如表3所示;脱磷后锰铁合金的化学成分及脱磷率如表4所示。
表1、锰铁合金在脱磷前的化学成分配比(重量%)<
>表2、脱磷剂加入量(％)和脱磷剂的成分配比(重量％)<
表3、脱磷工艺参数<
<p>表4、脱磷后锰铁合金化学成分(重量%)及脱磷率
由表1和表4看出，批号1脱磷后锰铁合金中锰含量提高了2.77%，这是由于加入的锰矿中锰含量高所致;而批号2、3的锰含量则分别降低了0.42%和0.83%，其锰铁合金中的含P量降至0.29%和0.25%。
权利要求
1.一种高炉锰铁的脱磷方法，其特征在于采用氧化法脱磷，在一定温度的锰铁熔体中加入适量的脱磷剂，脱磷剂由CaO-CaCl2-锰矿组成。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱磷剂的成分配比(重量%)为CaO 35～50%，CaCl215～35%，锰矿20～40%，其中锰矿以MnO2形式计算。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱磷剂的加入量为锰铁铁水重量的10～20%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于脱磷反应的温度范围为1350～1450℃，反应时间为5～10分钟。
全文摘要
本发明系一种高炉锰铁的脱磷新方法。其主要特征是采用氧化法脱磷。它是在具有一定温度的锰铁熔体中加入一定数量的脱磷剂，且在大气中进行。脱磷剂由CaO-CaCl
文档编号C21C7/064GK1050902SQ9010895
公开日1991年4月24日 申请日期1990年11月8日 优先权日1990年11月8日
发明者赵锡群, 廖世明, 杨志忠, 柏谈论 申请人:冶金工业部钢铁研究总院, 廊坊市冶炼厂