一种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法技术

一种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法，包括：1)硅铝氧化阶段；2)主脱碳阶段；3)动态脱碳阶段；4)还原阶段；5)脱硫合金化；其特征是，在还原阶段加入配硅锰矿球，该配硅锰矿球采用含锰百分含量25～40％的锰矿粉与硅铁粉按7：3进行混合压球制成，其投加量为0.01～0.02吨/吨钢，分2～3次平均加入，间隔2～3分钟；AOD炉脱碳阶段冶炼温度为1560～1620℃；在脱硫合金阶段补加石灰，石灰加入量为0.04～0.06吨/吨钢。本发明专利技术方法用配硅锰矿代替锰合金，可有效降低生产成本，并能确保钢水纯净度，同时可以直接省略锰合金生产环节，减少环境污染。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法，包括：1)硅铝氧化阶段；2)主脱碳阶段；3)动态脱碳阶段；4)还原阶段；5)脱硫合金化；其特征是，在还原阶段加入配硅锰矿球，该配硅锰矿球采用含锰百分含量25～40％的锰矿粉与硅铁粉按7：3进行混合压球制成，其投加量为0.01～0.02吨/吨钢，分2～3次平均加入，间隔2～3分钟；AOD炉脱碳阶段冶炼温度为1560～1620℃；在脱硫合金阶段补加石灰，石灰加入量为0.04～0.06吨/吨钢。本专利技术方法用配硅锰矿代替锰合金，可有效降低生产成本，并能确保钢水纯净度，同时可以直接省略锰合金生产环节，减少环境污染。【专利说明】-种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法
本专利技术涉及不锈钢冶炼领域，特别涉及一种A0D转炉冶炼304不锈钢的方法。
技术介绍
不锈钢冶炼技术的核心是"脱碳保铬"，主流的不锈钢冶炼设备是A0D炉。从A0D 炉的冶炼过程看，主要分为以下五个阶段： 1)硅铝氧化阶段；2)主脱碳阶段；3)动态脱碳阶段（可再细分为3?4个阶段）； 4)还原阶段；5)脱硫合金化。 现有技术生产304不锈钢钢种时，在A0D炉冶炼还原阶段，为使A0D出钢钢水Μη 元素达到一定的成分要求，必须在还原阶段加入一定量的锰合金，而锰合金价格高昂，使得 生产成本很高，同时由于现有锰合金制作工艺复杂、价格昂贵，又环境污染严重，因此在一 定程度上制约了该类型锰合金的规模化应用，特别不适合在不锈钢冶炼利润空间极小的市 场环境下使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种A0D转炉冶炼304不锈钢的方法，用配硅锰矿代替锰 合金，可有效降低生产成本，并能确保钢水纯净度，同时可以直接省略锰合金生产环节，减 少环境污染。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案是： -种A0D转炉冶炼304不锈钢的方法，包括：1)硅铝氧化阶段；2)主脱碳阶段；3) 动态脱碳阶段；4)还原阶段；5)脱硫合金化；其特征是，在还原阶段加入配硅锰矿球，该配 硅锰矿球采用含锰百分含量25?40%的锰矿粉与硅铁粉按7 :3进行混合压球制成，其投 加量为〇. 01?〇. 02吨/吨钢，分2?3次平均加入，间隔2?3分钟；A0D炉冶炼温度为 1560?1620°C ;在脱硫合金阶段补加石灰，石灰加入量为0. 04?0. 06吨/吨钢。 优先的，本专利技术配硅锰矿球成分含量百分比为：Mn25?40%，Fe25?40%， Sil7 ?25%，A12030 ?8%，P0 ?0· 1%，Si020 ?10%，H200 ?2%。 304不锈钢中含量要求为1. lwt %，A0D出钢要求控制在1. 05%?1. 2% 之间，为使A0D出钢钢水Μη元素达到该范围要求，必须在还原阶段加入价格高昂的锰合金， 用价格相对降低的配硅锰矿可有效降低成本。但是该料中，锰元素以氧化锰的形式存在于 锰矿中，因此在还原阶段还需要加入大量的还原剂进行还原。从还原效果看铝和硅均是一 个很好的还原剂，由于铝的成本高，因此普遍利用硅铁中的硅进行还原。而本专利技术中使用的 配硅锰矿球是锰矿粉预配入硅铁粉（为锰矿粉与硅铁粉按7 :3进行混合压球制成），将还 原锰矿用的硅铁提前配入，无需额外计算和投加还原硅。该料硅铁粉中的硅可将锰矿粉中 的Μη元素有效还原，使之合金化，从而满足钢水中的Μη含量，同时有效降低生产成本。 本专利技术冶炼过程的机理是与原料装炉时的炉内温度、混合料的配比与粒度以及他 们之间的化学反应有关。 本专利技术配硅锰矿的主要成分为氧化锰、硅。氧化锰可与硅发生化学反应后生产锰， 锰元素再进入钢液中形成合金化。其反应为： Si+2Mn0 = 2Mn+Si02 根据热力学计算表面，硅在一定温度以上就能与氧化锰发生化学反应，但是化学 反应不仅仅取决于热力学，更重要的时与反应动力学有关。氧化锰的还原速度首先与还原 剂种类有关，其次取决于反应面积。反应面积越大，则反应速度越快，氧化锰的还原过程又 可分为低温下固态氧化锰与固态还原剂硅的还原反应，高温下炉渣中的氧化锰与钢液之间 的还原作用。当氧化锰的块度较大时，低温下的化学反应由于接触面积太小而体现不出来， 因此反应将以高温还原为主，也就是反应进行的较晚。本专利技术混合料中氧化锰的粒度较小 (仅在5-70mm之间），将它与还原剂混合，就会大大的提高反应面积，从而使氧化锰在较低 温度下反应，即可实现在冶炼早期完成还原反应。氧化锰在冶炼早期还原与在冶炼后期还 原相比，能降低炉渣沸腾强度、缩短冶炼时间，提高锰的收得率。 在本专利技术方法中： 配硅锰矿球成份配比方面，根据配硅锰矿球理化指标，根据上述含量及硅还原锰 矿的化学反应式可计算出，本专利技术采用的锰矿粉与硅铁粉按7 :3进行混合压球制成的配硅 锰矿球，是根据原子量及成分含量将还原锰矿用的硅铁按照比例配入，无需额外计算和投 加还原硅。因此只需根据锰含量的比例，用同比的配硅锰矿代替锰合金即可。 在配硅锰矿球投加时间方面，本专利技术选择在A0D炉的冶炼还原阶段投加。如在前 期脱碳阶段加入则会造成锰氧化严重，同时导致吹炼时间延长，并且会造成钢水中氧化锰 无法去除。另外还会使得A0D炉内温度急剧下降，造成后期脱硫困难，同时渣中的氧化锰含 量增加，破坏了原有的炉渣结构。 在还原阶段加入配硅锰矿球，可以防止锰元素氧化。而该料按照硅和氧化锰反应 的比例直接配比而成，该料中的硅粉可将锰矿中氧化锰直接进行还原（硅粉直接做还原 用），以满足钢水中的Μη元素含量。 在还原阶段投入配硅锰矿代替金属锰合金，因该料中锰含量最高达40%，而锰合 金中的锰含量高达99 %以上，因此同比例代替之后，加入的配硅锰矿投加量约为锰合金投 加量的3倍左右。这样的大物料瞬间加入炉内，会造成脱硫阶段炉内温度下降（温降约为 15?20°C /t)，因此本专利技术在脱碳阶段将温度控制提前提高40?50°C (即在原来1520°C? 1570°C的基础上提升到1560?1620°C )，以补正还原阶段的温降。在补正温度的同时，还 要注意进行分批加入，从还原阶段开始，每2?3分钟加一次，每次加入配硅锰矿球0. 01? 0. 02吨/吨钢。 另外，在还原阶段加入配硅锰矿球后，硅粉还原氧化锰之后将产生大量的二氧化 硅，会对炉渣的碱度造成一定负面影响，因此在脱硫阶段通过补加石灰，对A0D渣量进行结 构优化，以使碱度保持在正常水平，保证钢水的纯净度。 本专利技术的有益效果： 与现有技术相比，本专利技术的配硅锰矿代替价格高昂的锰合金，按照一定的配比比 例在还原阶段加入，完全可以达到不锈钢冶炼的要求，能保证钢水纯净度的要求。由于配 硅锰矿球硅含量和锰含量较高，目前采用压球法就可得到含量稳定且较高的配硅锰矿球， 颗粒度的大小和强度均能满足要求，因此在降低生产成本上和提高生产效率上均有明显优 势。 【具体实施方式】 下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。 采用本专利技术方法，在冶炼304不锈钢过程中用配硅锰矿球，具体成分见表1，收得 率数据参见表2。 表1试验配硅锰矿球的成分 【权利要求】1. 一种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法，包括：1)硅铝氧化阶段；2)主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AOD转炉冶炼304不锈钢的方法，包括：1)硅铝氧化阶段；2)主脱碳阶段；3)动态脱碳阶段；4)还原阶段；5)脱硫合金化；其特征是，在还原阶段加入配硅锰矿球，该配硅锰矿球采用含锰百分含量25～40％的锰矿粉与硅铁粉按7：3进行混合压球制成，其投加量为0.01～0.02吨/吨钢，分2～3次平均加入，每次加入间隔2～3分钟；AOD炉脱碳阶段冶炼温度为1560～1620℃；在脱硫合金阶段为调节碱度，补加石灰，石灰加入量为0.04～0.06吨/吨钢。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王海生，邵世杰，池和冰，杨超，
申请(专利权)人：宝钢不锈钢有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31