一种氩氧炉冶炼不锈钢氧化渣的化渣方法技术

一种氩氧炉冶炼不锈钢氧化渣的化渣方法，包括如下步骤：１）不锈钢母液的化学成分质量百分比为：Ｃ１．５－３．５、Ｓｉ０－０．４０、Ｍｎ０－０．４０、Ｃｒ８．０－３０．０、Ｎｉ０－２０．０、Ｓ≤０．０３、Ｐ≤０．０４、余量为Ｆｅ和不可避免杂质；２）氧化期、３）还原期、４）精炼期。２）氧化期，氩氧炉兑入不锈钢母液前加入石灰，提高初期渣的碱度，随着吹炼进行，钢液温度逐渐提高，分批加入石灰以及贫锰矿，形成全液态炉渣；３）还原期：加入硅铁对钢液和炉渣进行还原，期间只用氩气进行吹炼；４）精炼期：成份调整到目标成份，期间用氩气或氮气吹炼。本发明专利技术氩氧炉氧化期化渣良好，提高了脱碳速度，缩短冶炼时间，从而提高生产效率，延长炉衬寿命，降低消耗和成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于不锈钢冶炼领域，特别涉及氩氧炉(AOD炉)冶炼不锈 钢工艺及其氧化渣的化渣方法。
技术介绍
氩氧炉(AOD炉)转炉是冶炼不锈钢的主要设备，据不完全统计， 目前全世界经由AOD转炉冶炼的不锈钢占不锈钢总产量的70%左右。采 用AOD转炉冶炼不锈钢全过程大致可分为氧化期、还原期和精炼期。其 中氧化期所用时间约占 一 炉钢冶炼周期的60-70% 。氧化期的目的是在大气条件下实现对钢液"脱碳保铬"，即在保证钢 液中尽量少氧化的前提下，氧化去除钢液中的，并最终达到目标值 的要求。采取的主要方法是根据钢液中的含量确定吹炼气体的体积比， 在氧化期不同的阶段改变吹炼气体的体积比(例如02:Ar=3:l， 1:1， 1:2， 1:3等)，从而实现"脱碳保铬"的目的。氧化期主要进行钢液脱碳，通常依据钢液中碳含量将脱碳过程大致分 为四个阶段，在每个不同的阶段采用不同的氩氧体积比进行吹炼。应当指 出，不锈钢中的部分钢种也采用氮气和氩气配比进行吹炼。典型的氧化期 吹炼模式见表1。表1<table>table see original document page 3</column></row><table>钢液中碳含量达到目标要求后，即转入还原期。还原期的主要是加入还原剂(硅铁和/或金属铝等)对钢液进行脱氧，并还原炉渣中的(Cr203)。具体的化学反应式如下钢液脱氧 <formula>formula see original document page 4</formula>还原炉渣中0203&lt;formula>formula see original document page 4</formula> (2) "炼钢就是炼渣"，炉渣在冶炼过程中起着十分重要的作用。氧化期 炉渣中的(FeO) 、(Cr203)与钢中发生氧化反应，可以去除钢液中 所含的碳。化学反应式如F:<formula>formula see original document page 4</formula>(4) 此外，氧化期炉渣中需要储存大量的石灰，为形成还原性良好的还原 期炉渣做好准备。还原期通常采用硅铁合金(Si含量约在65-75%)对钢液和炉渣进行 还原，反应后会形成大量Si02进入炉渣，见反应式(1)。按照化学反应 式，lkg纯硅将会氧化生成2.14kg的Si02进入炉渣。为了保证钢液和炉渣还原良好，需要将还原期炉渣碱度(CaO/Si02) 控制在》1.5的水平。由于还原期时间较短(5-15min)，加入硅铁的同时 加入石灰，石灰不能迅速渣化，形成碱度符合要求的炉渣。因此就要求加 入硅铁前，即在氧化期炉渣中贮备足够的石灰(含CaO约90。/。)以便在还 原期迅速平衡硅铁脱氧后生成的Si02，形成还原性良好的炉渣，所以氧化 期必须在炉渣中加入过量的石灰。氧化期炉渣中存在过量的石灰时，石灰就不能够渣化，石灰呈块状存 在于炉渣中，这种情况下，氧化渣看起来呈块状堆积，即部分已熔化的炉 渣粘附在未熔的石灰颗粒外表面。由于石灰的比重较小，氧化期吹炼过程 中炉渣就会浮在钢液表面，这样的炉渣不利于钢、渣之间充分接触和反应。 不利于钢、渣之间脱碳反应得充分进行，导致脱碳速度偏低、冶炼时间过 长、消耗和成本较高。由于不锈钢母液中含量较高(通常>10%)，因此在AOD转炉氧 化期冶炼的过程中，不宜釆用以下常见的方法化渣(熔化石灰)。1)采用火砖块(Si02含量约60-70%)化渣。火砖块中的SiCb会与石 灰中的CaO发生如下反应nCaO+Si02= nCaO Si02 (5) 生成CaO 'Si02(熔点1550。C)、2CaO &02(熔点2130。C)、3CaO *Si02 (熔点1480°C)等矿物，从而将石灰熔化。但是这种方法不能用于AOD 炉的氧化期，原因是采用Si02化渣将大幅度降低氧化期炉渣的碱度 (CaO/Si02)，通常碱度会降至约3.0以下，也就是说，氧化渣中没有足 够的CaO可用于平衡硅铁还原钢液生成的Si02，导致还原期炉渣碱度降 低至1.0以下，无法实现对钢液和炉渣的还原，实现预定的冶炼目标。2) 采用氧化铁皮(FeO (Fe203)约占85-95%)化渣。FeO (Fe203) 会与CaO形成低熔点的CaO Fe203 (熔点1220°C) 、 2CaO Fe203 (熔 点142(TC)，从而较好的熔化石灰，形成液态炉渣e反应式如下nCaO + Fe203 = nCaO Fe203 ( 6 )但是，由于兌入AOD转炉的不锈钢母液中含量较高(通常^10y。)， 炉渣中FeO (Fe203)较高时，会使钢液中大量氧化，化学反应式如卜、 3 (FeO) + 2= 3+ (Cr203) (7) 钢液中大量氧化与冶炼不锈钢"脱碳保铬"的目标正好相反。因 此，不能够采用加入氧化铁皮化渣。3) 采用萤石(CaF，—约占75-85%)化渣。CaF2会与CaO形成低熔点 相CaO'CaF2 (熔点140(TC)，能够很快将石灰熔化，但是，在AOD氧 化期采用CaF2化渣的存在的主要问题是，炉渣中的CaFd氏于10%时化渣 效果不明显，炉渣中CaF2含量较高时对AOD转炉炉衬的侵蚀十分严重， 将导致炉衬寿命縮短'，而且CaF2化渣效果保持时间较短。原因是炉渣中存在下列反应(Si02) +2 (CaF2) =2 (CaO) +SiF4(g) (8) 一般炉渣中CaF2含量不高(<10%)时并不影响炉渣的碱度，随着反 应的进行，CaF2会消耗掉，生成的SiF4呈气态挥发，炉渣的碱度和粘度将 会逐渐增加。4) 采用铝渣(八1203约占70-80%)化渣。铝渣中的八1203能与CaO 反应生成低熔点的铝酸钙，反应式如下nCaO + A1203 = nCaO A1203 (9)但是，由于冶炼不锈钢的AOD转炉通常均采用镁白云石炉衬，炉渣中的A1203也会与炉衬中的CaO发生反应，因而对炉衬的侵蚀作用十分严 重，所以不能采用铝渣(A1203)化渣。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种AOD炉冶炼不锈钢氧化渣的化渣方法， 采用这种方法熔化石灰，形成良好的液态炉渣，从而促进钢、渣之间充分 接触和反应，提高脱碳速度，縮短冶炼时间，降低消耗和成本。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是一种AOD炉冶炼不锈钢氧化渣的化渣方法，其包括如下步骤1) 不锈钢母液的化学成分质量百分比为C 1.5-3.5、 Si 0-0.40、 Mn 0-0.40、 Cr 8.0-30.0、 Ni 0-20.0、 S^0.03、 P^0.04、余量为Fe禾口不可 避免杂质；2) 氧化期2.1 AOD炉兑入不锈钢母液前，在AOD炉内加入石灰4-25kg/吨钢， 然后将母液兑入，母液温度在1450-1550 °C，含C量在 1.5-3.5wt%;2.2通过风口吹入吹炼气体，配比02: Ar(或N2)体积比为(3-10): 1，当母液温度在1530-172(TC后，陆续加入石灰4-17kg/吨钢， 并加入贫锰矿0.4-21Kg/吨钢本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＡＯＤ炉冶炼不锈钢氧化渣的化渣方法，其包括如下步骤：１）不锈钢母液的化学成分质量百分比为：Ｃ１．５－３．５、Ｓｉ０－０．４０、Ｍｎ０－０．４０、Ｃｒ８．０－３０．０、Ｎｉ０－２０．０、Ｓ≤０．０３、Ｐ≤０．０４、余量为Ｆｅ和不可 避免杂质；２）氧化期２．１ＡＯＤ炉兑入不锈钢母液前，在ＡＯＤ炉内加入石灰４－２５ｋｇ／吨钢，然后将母液兑入，母液温度在１４５０－１５５０℃，含Ｃ量在１．５－３．５ｗｔ％；２．２通过风口吹入吹炼气体，配比Ｏ↓［２］∶Ａ ｒ（或Ｎ↓［２］）体积比为（３－１０）∶１，当母液温度在１５３０－１７２０℃后，陆续加入石灰４－１７ｋｇ／吨钢，并加入贫锰矿０．４－２１Ｋｇ／吨钢；２．３当母液０．３％＜［Ｃ］＜０．６％，吹炼气体配比Ｏ↓［２］∶Ａｒ（或Ｎ↓［２］） 体积比为（０．５－３）∶１，母液温度在１５３０－１７２０℃，再加入石灰４－８ｋｇ／吨钢、贫锰矿０．２－４Ｋｇ／吨钢；２．４当母液０．１％＜［Ｃ］＜０．３％，吹炼气体配比Ｏ↓［２］∶Ａｒ（或Ｎ↓［２］）体积比为１∶（１－３），母液温度 在１５３０－１７２０℃，再次加入石灰４－８ｋｇ／吨钢、贫锰矿０．２－４Ｋｇ／吨钢；２．５母液［Ｃ］含量从０．１％直至目标碳含量，吹炼气体配比Ｏ↓［２］∶Ａｒ（或Ｎ↓［２］）体积比为１∶（３－１０），不再加入渣料；３）还原期： 加入硅铁８－３０ｋｇ／吨钢对钢液和炉渣进行还原，并加入石灰０－１７ｋｇ／吨钢、萤石８－１７ｋｇ／吨钢，期间只用氩气进行吹炼。４）精炼期：将钢液成份调整到目标成份要求的范围内，精炼期用氩气或氮气进行吹炼。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏光，陆斌，左开山，常锷，杨华，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]