一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法及一种AOD炉技术

本发明专利技术公开了一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，包括前序，脱碳工序，预还原工序和还原工序，在预还原期，使用硅铁合金作为脱氧剂和合金剂进行脱氧后，集中加入锰进行锰合金化，在锰合金化的过程中锰分批加入，边加入锰边升温，同时合理控制各种工艺参数。本发明专利技术针对锰含量超过15%的高锰不锈钢的AOD冶炼对锰的合金化工艺改进，合理控制炉温、吹氧参数、脱氧剂与合金剂的用量和时机，大大减少了锰被氧化或烧损，不仅提高锰的回收率，也减少高温对AOD炉衬的损耗。本发明专利技术还公开了一种AOD炉，可以方便底部吹气管的安装，使AOD炉的倾倒均匀可调，使流渣均匀省力，减少工作量，提高流渣速度与质量，加快锰合金化的进程。

A method of smelting high manganese stainless steel by AOD and a AOD furnace

The invention discloses a method for smelting high manganese steel AOD, including pre order, decarburization process, pre reduction process and reduction process, in the pre reduction period, using ferrosilicon alloy as deoxidizer and alloying agents were added after deoxidation, concentration of manganese manganese alloy, in the process of alloying of manganese in manganese added in batches, while adding manganese side heating, while the reasonable control of various process parameters. The invention of AOD improving alloying technology for high manganese stainless steel smelting manganese content of more than 15% of manganese, the reasonable control of furnace temperature, oxygen blowing parameters, Deoxidizer and alloy dosage and time, greatly reducing the manganese oxidation or burning, not only improve the recovery rate of manganese, but also reduces the loss of high temperature on AOD furnace lining. The invention also discloses a AOD furnace, blowing pipe can be conveniently installed at the bottom of the pouring AOD furnace is uniform and adjustable, the slag flow evenly and labor, reduce the workload, improve the flow rate of slag and quality, accelerate the process of manganese alloy.

【技术实现步骤摘要】
一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法及一种AOD炉
本专利技术属于冶金领域，特别涉及一种不锈钢的冶炼领域，具体来说是一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法及一种AOD炉。
技术介绍
在一般不锈钢中，锰含量不超过2.0%，如304、316L、310等，而含锰的不锈钢锰会在4～10%，如201、202、S20910等铬锰不锈钢。近年来，新型的高锰不锈钢得到发展，锰的提高会大大增加钢中氮的溶解度，同时也是奥氏体形成元素，锰最高已达到22%以上。申请公告号为CN105039648A的中国专利技术专利申请公开了一种用氩氧脱碳炉冶炼低碳高锰含量钢水的方法，其采用锰铁作为锰合金化的主要合金剂，由于锰铁中具有含量较高的碳，需要在脱碳期前，即将钢水注进AOD炉中的时候就加入了锰铁，然而锰属于亲氧性较强的元素，比碳更易被氧化，严重延迟脱碳反应的进行，且碳的含量增加，大大延长吹氧脱碳时间，增加气体用量，增大了成本，降低成钢质量。申请公告号为CN103031482A的中国专利技术专利申请公开了一种双相不锈钢的锰合金化方法，其采用电解锰或者金属锰铁合金进行锰合金化，并全部在还原期加入，使脱碳期钢水中的锰含量较小，避免了锰含量高而造成脱碳困难，从而缩短脱碳时间。实际情况是，此方法只适用于锰含量不高的情况下，当锰含量超15%以上时，单炉的合金加入量太大，会大大降低了AOD精炼温度，在温度不足时，如果采取铝硅氧化升温，又要进行再次还原，升温过程中会因有大量锰挥发，增加锰的用量，降低回收率，同时因加入量大，还原前的AOD的精炼温度会超过1800℃，超过AOD炉衬耐火材料的耐火温度1750℃，降低了AOD的炉龄。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，能够克服现有技术的不足之处，针对锰含量超过15%的高锰不锈钢的AOD冶炼对锰的合金化工艺进行了整体改进，合理控制炉温、吹氧参数、脱氧剂与合金剂的用量和时机，不仅提高锰的回收率，加快冶炼进度，也减少高温对AOD炉衬的损耗。本专利技术的另一个目的是提供一种AOD炉，可以方便底部吹气管的安装，助流渣装置与AOD炉配合插装，使AOD炉的倾倒均匀可调，使流渣均匀省力，减少工作量，并且该助流渣装置可供多种规格的AOD炉使用，结构简单、使用方便，通用性强，降低成本。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：前序：将高碳铬铁以及废不锈钢料、废普碳钢、车屑中的一种或几种一起作为原料送入EAF炉进行熔融，形成钢水，后加入4～8kg/t的碳化硅进行还原，钢水温度达到1635℃～1645℃时，钢水出炉；吹氧脱碳工序：AOD精炼炉经过预热后兑入钢水，加入100-120kg/t的石灰进行造渣，并控制渣料中CaO/SiO2的质量分数比大于或等于1.7，钢水温度保持在1530℃以上，初始碳含量在1.0%以上；进行吹氧脱碳，温度达到1690℃～1720℃时拉渣，进入下一步工序；预还原工序：所述预还原工序包括依次进行的预还原一期和预还原二期；预还原一期时，向钢水中加入35～55kg/t硅铁合金进行预还原，并同时加入电解锰进行第一次锰合金化，吹氧升温，温度回升至1680℃至1720℃，进入预还原二期；预还原二期时，向钢水中加入电解锰进行第二次锰合金化，吹氧升温，后吹氮气进行钢水的氮合金化后拉渣，进入下一步工序；还原工序：添加金属铝进行深还原，同时添加Ni合金、Cr合金或Mn合金进行Ni、Cr或Mn的含量最终调整，补加造渣料造渣，吹氩搅拌6分钟后出钢。作为优选，所述前序中制得的钢水中的Cr含量高于所炼钢种规定的目标值上限。作为优选，所述吹氧脱碳工序分为三个阶段，第一阶段时，氧氩比或氧氮比为4:1，加入石灰调整炉渣碱度，加入微碳铬铁等合金元素对钢水的成分进行调整，同时吹氧升温；所述脱碳工序中的第二阶段时，调整氧氩比或氧氮比逐步降至2:1，再降至1:1，继续吹氧升温；所述脱碳工序中的第三阶段时，调整氧氩比或氧氮比逐步降至1:4，进行脱碳保铬。作为优选，所述吹氧脱碳工序中，吹氧脱碳包括三个阶段，第一阶段的氧氩比或氧氮比为4:1，碳含量降至0.5%以下；第二阶段，氧氩比或氧氮比逐步降至2:1，再降至1:1，碳含量降至0.2%～0.3%；第三阶段，氧氩比或氧氮比降至1:4，补加铬合金、钼合金，碳含量降至0.02%～0.10%。作为优选，所述吹氧脱碳工序中吹氧流量从第一阶段的650m3/h降至第二阶段的350m3/h，再降至第三阶段的180m3/h，吹氧压力控制在1.15～1.25MPa。作为优选，所述第一次锰合金化时使用的电解锰的质量与所述第二次锰合金化时使用的电解锰的质量之比为1-2。作为优选，所述前序和吹氧脱碳工序中的造渣料为石灰；所述预还原工序中的造渣料为石灰和萤石，其中石灰35～55kg/t，萤石5～10kg/t；所述还原工序中的造渣料为石灰，其中石灰15～19kg/t。作为优选，所述还原工序中的造渣料也可以在石灰的基础上添加轻烧白云石，用量为2～5kg/t。作为优选，所述预还原工序中，吹氧量为700～850m3/h，压力为1.15～1.25MPa，第一次锰合金化的供氧时间为7～8分钟，供氧量为80～90m3，第二次锰合金化的供氧时间为5～6分钟，供氧量为50～70m3。作为优选，所述前序中，在形成钢水后加入10～15kg/t的造渣料进行去杂造渣，收集部分渣料，并在吹氧脱碳工序中将前序中制成的渣料作为缓冲剂先于钢水加入。作为优选，所述预还原工序中，吹氧升温时，底部吹混合气与顶部吹氧相结合，其中，顶部氧枪采用恒流量变枪位控制；第一次吹氧时，顶部氧枪距离金属液面1.3m，吹氧3～4分钟顶部氧枪降至距离金属液面1.1～1.2m，吹氧5～6分钟后顶部氧枪抬至距离金属液面1.4m，吹氧结束前压枪至距离金属液面0.9m；第二次吹氧时，顶部氧枪距离金属液面1.2m，吹氧2～2.5分钟顶部氧枪降至距离金属液面1.0～1.1m，吹氧4～4.5分钟后顶部氧枪抬至距离金属液面1.3m，吹氧结束前压枪至距离金属液面0.8m。作为优选，所述预还原工序中，当钢水温度降至1580℃时，吹氧升温开始。作为优选，所述还原期时的钢水温度始终保持在1720℃以下。一种AOD炉，所述AOD炉包括套设于炉底的套接组件以及与所述套接组件配合的助流渣装置；所述助流渣装置包括连接于所述套接组件底部的支撑组件，与支撑组件可拆卸连接的并且下端可拆卸地固接于地面、上端可铰接于所述套接组件的并助转动力组件，设于套接组件与支撑组件之间的用于相互定位与卡接的插嵌结构。作为优选，所述套接组件包括与AOD炉底部形状相适应的托架、多个连接所述托架并延伸至地面的托杆、设于所述托架上的至少一个锁紧插杆、设于所述托架上的助推油缸、止倒油缸、设于所述托架底部的用于装设底部吹气管的气管套件。作为优选，所述支撑组件包括基架、设于所述基架底部的与地面接触的多个万向轮、开设于所述基架上的多个可容纳所述托杆穿过的长槽；所述多个万向轮中具有唯一一个基准轮。作为优选，所述基准轮与所述助转动力组件的距离小于任意所述托杆与所述助转动力组件的距离；所述长槽与托杆的配合间隙随着托杆插入长槽的深度的增加逐渐减小。作为优选，所述套接组件与支撑组件之间还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）前序：将高碳铬铁以及废不锈钢料、废普碳钢、车屑中的一种或几种一起作为原料送入EAF炉进行熔融，形成钢水，后加入4～8kg/t的碳化硅进行还原，钢水温度达到1635℃～1645℃时，钢水出炉；（2）吹氧脱碳工序： AOD精炼炉经过预热后兑入钢水，加入100‑120kg/t的石灰进行造渣，并控制渣料中CaO/SiO2的质量分数比大于或等于1.7，钢水温度保持在1530℃以上，初始碳含量在1.0%以上；进行吹氧脱碳，温度达到1690℃～1720℃时拉渣，进入下一步工序；（3）预还原工序：所述预还原工序包括依次进行的预还原一期和预还原二期；预还原一期时，向钢水中加入35～55kg/t硅铁合金进行预还原，并同时加入电解锰进行第一次锰合金化，吹氧升温，温度回升至1680℃至1720℃，进入预还原二期；预还原二期时，向钢水中加入电解锰进行第二次锰合金化，吹氧升温，后吹氮气进行钢水的氮合金化后拉渣，进入下一步工序；（4）还原工序：添加金属铝进行深还原，同时添加Ni合金、Cr合金或Mn合金进行Ni、Cr或Mn的含量最终调整，补加造渣料造渣，吹氩搅拌6分钟后出钢。...

【技术特征摘要】
1.一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）前序：将高碳铬铁以及废不锈钢料、废普碳钢、车屑中的一种或几种一起作为原料送入EAF炉进行熔融，形成钢水，后加入4～8kg/t的碳化硅进行还原，钢水温度达到1635℃～1645℃时，钢水出炉；（2）吹氧脱碳工序：AOD精炼炉经过预热后兑入钢水，加入100-120kg/t的石灰进行造渣，并控制渣料中CaO/SiO2的质量分数比大于或等于1.7，钢水温度保持在1530℃以上，初始碳含量在1.0%以上；进行吹氧脱碳，温度达到1690℃～1720℃时拉渣，进入下一步工序；（3）预还原工序：所述预还原工序包括依次进行的预还原一期和预还原二期；预还原一期时，向钢水中加入35～55kg/t硅铁合金进行预还原，并同时加入电解锰进行第一次锰合金化，吹氧升温，温度回升至1680℃至1720℃，进入预还原二期；预还原二期时，向钢水中加入电解锰进行第二次锰合金化，吹氧升温，后吹氮气进行钢水的氮合金化后拉渣，进入下一步工序；（4）还原工序：添加金属铝进行深还原，同时添加Ni合金、Cr合金或Mn合金进行Ni、Cr或Mn的含量最终调整，补加造渣料造渣，吹氩搅拌6分钟后出钢。2.根据权利要求1所述的一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于：所述吹氧脱碳工序分为三个阶段，第一阶段时，氧氩比或氧氮比为4:1，加入石灰调整炉渣碱度，加入微碳铬铁等合金元素对钢水的成分进行调整，同时吹氧升温；所述脱碳工序中的第二阶段时，调整氧氩比或氧氮比逐步降至2:1，再降至1:1，继续吹氧升温；所述脱碳工序中的第三阶段时，调整氧氩比或氧氮比逐步降至1:4，进行脱碳保铬。3.根据权利要求1所述的一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于：所述第一次锰合金化时使用的电解锰的质量与所述第二次锰合金化时使用的电解锰的质量之比为1～2。4.根据权利要求1所述的一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于：所述前序和吹氧脱碳工序中的造渣料为石灰；所述预还原工序中的造渣料为石灰和萤石，其中石灰35～55kg/t，萤石5～10kg/t；所述还原工序中的造渣料为石灰，用量为15～19kg/t。5.根据权利要求1所述的一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，其特征在于：所述预还原工序中，吹氧量为700～850m3/h，压力为1.15～1.25MPa，第一次锰合金化的供氧时间为7～8分钟，供氧量为80～90m3，第二次锰合金化的供氧时间为5～6分钟，供氧量为50～70m3。6.一种AOD炉，其特征在于：所述AOD炉包括套设于炉底的套接组件（6）以及与所述套接组件（6）配合的助流渣装置；所述助流渣装置包括连接于所述套接组件（6）底部的支撑组件（7），与支撑组件（7）可拆卸连接的并...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根保，杨雪澜，吉建军，吴明华，俞国红，金卫强，唐明琦，莫琪芬，王建勇，
申请(专利权)人：永兴特种不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33