一种TSR炉顶底复吹CO制造技术

本发明专利技术提出一种TSR炉顶底复吹CO

【技术实现步骤摘要】
一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法
本专利技术主要属于不锈钢冶炼
，具体涉及一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法。
技术介绍
TSR炉是一个具有一支顶吹氧枪和多支底吹枪的顶底复吹不锈钢冶炼炉，相较于AOD和VOD等传统的不锈钢精炼炉，TSR炉不仅可以实现顶部超音速供氧，而且可以通过底吹枪喷吹大流量底吹气体进行全程混合喷吹冶炼，兼具冶炼碳钢和不锈钢的功能。目前，TSR炉冶炼不锈钢的主要原料为铁水和高碳铬铁，冶炼阶段分为氧化期和还原期。由于铁水中碳含量高且高碳铬铁的加入会向冶炼熔池进一步增碳，导致氧化期冶炼期间脱碳任务重，供氧量大，铬的氧化烧损严重，从而致使还原期需要往炉内加入大量的硅铁合金和一定量的萤石，进行化渣后改善炉渣的反应动力学条件，进行还原和脱氧反应，将渣中的铬部分还原回钢水中并降低钢水过氧化，因此延长了TSR炉冶炼周期，增加了生产成本。同时，在氧化期炉子顶部和底部大量供氧会使炉内温度很高，导致炉身的渣线部位和炉底的耐材受高温侵蚀严重，严格限制了TSR炉炉龄。中国专利CN201010108179.4和CN201010108211.9分别公开了一种VOD喷吹CO2生产不锈钢的精炼方法和一种AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，通过混合喷吹O2和CO2对钢液进行精炼生产不锈钢，但是这两种方法仅针对1600℃以上的初炼钢水的精炼过程，且在精炼过程中不喷吹惰性气体降低炉内CO分压，会导致钢液中的铬烧损严重；中国专利CN201710083799.9公开了一种AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法，在高碳区冶炼用CO2代替Ar，该方法同样是针对1500～1550℃的初炼钢水的精炼过程，只考虑节省的Ar成本问题，且并未考虑冶炼过程中过多减少Ar量会抑制脱碳保铬反应发生，降低铬金属收得率；中国专利CN201910241419.9公开了一种底吹CO2冶炼不锈钢的方法，该方法仅通过底吹CO2对脱磷铁水进行初炼得到不锈钢母液，而不是不锈钢产品。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法，通过在氧化期不同阶段从顶部或底部吹入不同比例的CO2，利用CO2的弱氧化性强化熔池脱碳，减少铬的氧化烧损，降低生产成本。并且CO2参与脱碳反应有良好的吸热效应，可以对熔池进行控温，降低炉身和炉底耐材的高温熔损。同时，CO2参与炼钢反应提升熔池的搅拌性能，配合吹入一定量的N2/Ar，改善熔池动力学条件，降低熔池CO分压，提高铬金属收得率，缩短冶炼周期。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法，其特征在于，该方法将TSR冶炼过程分为氧化期和还原期，所述氧化期分为DEC1～DEC7共七个阶段；在DEC1～DEC3阶段，顶吹氧枪仅喷吹O2，使熔池快速脱碳升温，底吹喷枪喷吹O2和CO2的混合气，辅助脱碳并强化熔池搅拌；在DEC4和DEC5阶段，顶吹氧枪分别喷吹O2与CO2的混合气和O2、CO2与N2/Ar的混合气，适当降低炉身上部温度，减少渣线部位高温熔损，并改善渣-钢之间动力学传输条件，同时底吹喷枪在DEC4和DEC5阶段都喷吹O2、CO2和N2/Ar的混合气，降低熔池CO分压，促进熔池脱碳反应进行，减少钢液中Cr的氧化烧损；在DEC6和DEC7阶段，顶吹氧枪停止吹气，底吹喷枪喷吹O2、CO2和N2/Ar的混合气，适当调低O2比例，进行深度脱碳，并减轻炉底耐材的高温熔损；在还原期，底吹喷枪喷吹Ar和CO2的混合气，降低熔池氧化性，促进渣中Cr2O3的还原。进一步地，所述氧化期DEC1～DEC7共七个阶段的O2、CO2和N2/Ar喷吹比例具体为：DEC1～DEC3阶段，顶吹氧枪喷吹的气体为100％的O2，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为50％～75％，CO2比例为25％～50％，使熔池脱碳反应快速进行，达到脱碳保铬反应发生的适宜温度条件，底吹气体中混入CO2降低O2比例，减轻底吹喷枪的侵蚀；DEC4阶段，顶吹氧枪喷吹的气体中O2比例为60～90％，CO2比例为10％～40％，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为40％～60％，CO2比例为20％～30％，N2/Ar比例为10％～40％，顶吹氧枪混入一定比例CO2，利用CO2的吸热效应降低炉身上部温度，减轻渣线及附近部位耐材的高温熔损；DEC5阶段，顶吹氧枪喷吹的气体中O2比例为30％～40％，CO2比例为20％～30％，N2/Ar比例为30％～50％，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为30％～50％，CO2比例为20％～30％,N2/Ar比例为20％～50％，在DEC4阶段参数的基础上，降低顶吹氧枪喷吹的O2比例，混入一定量的N2/Ar，降低顶部反应区CO分压，促进脱碳保铬反应发生；DEC6阶段，顶吹氧枪停止吹气，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为25％～30％，CO2比例为0～15％，N2/Ar比例为55％～75％，熔池碳含量降到0.4％以下时，仅使用底吹O2和CO2进行深度脱碳，并利用底吹CO2强化熔池搅拌，改善熔池反应动力学条件，并增加底吹气中N2/Ar的比例，降低熔池内部CO分压，使脱碳保铬反应持续进行；DEC7阶段，顶吹氧枪不吹气，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为15％～20％，CO2比例为0～10％，N2/Ar比例为65％～85％，在DEC6阶段参数的基础上，降低O2和CO2的比例，提高N2/Ar的比例，避免熔池过氧化，进一步降低熔池内部CO分压，减少钢液中Cr的氧化烧损。进一步地，所述还原期阶段，底吹喷枪停止喷吹O2，仅喷吹Ar和CO2的混合气，其中，Ar比例为80％～100％，CO2比例为0～20％。进一步地，所述O2、CO2和N2/Ar的混合气分别由各路气体管道通过流量调节阀调整好气体比例，进入混气包混匀后吹入连接底吹喷枪的管道，进而由底吹喷枪喷入炉内。进一步地，所述一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法适用的冶炼原料为脱磷铁水或者不锈钢母液，并配入高碳铬铁、低碳铬铁、不锈废钢和铬矿中的任意两种及两种以上的混合物。进一步地，所述一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法可实现不锈钢母液精炼成不锈钢产品的过程，同样可实现先将铁水初炼成不锈钢母液，再将不锈钢母液精炼成不锈钢产品的连续过程。本专利技术的有益技术效果：本专利技术通过在TSR炉冶炼不锈钢过程中顶底复吹CO2，利用CO2的弱氧化性和吸热效应，在氧化期强化熔池脱碳的同时减少铬的氧化烧损，并可以对熔池进行控温，减少炉身和炉底耐材的高温熔损。本专利技术能有效提高铬的收得率，提升冶炼效率，缩短冶炼周期，延长TSR炉炉龄，降低生产成本。附图说明图1为70tTSR炉冶炼不锈钢的顶吹气体参数；图2为70tTSR炉冶炼不锈钢的底吹气体参数；图3为120tTSR炉冶炼不锈钢的顶吹气体参数；图4为120tTSR炉冶炼不锈钢的底吹气体参数；具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种TSR炉顶底复吹CO

【技术特征摘要】
1.一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法，其特征在于，该方法将TSR冶炼过程分为氧化期和还原期，所述氧化期分为DEC1～DEC7共七个阶段；在DEC1～DEC3阶段，顶吹氧枪仅喷吹O2，使熔池快速脱碳升温，底吹喷枪喷吹O2和CO2的混合气，辅助脱碳并强化熔池搅拌；在DEC4和DEC5阶段，顶吹氧枪分别喷吹O2与CO2的混合气和O2、CO2与N2/Ar的混合气，适当降低炉身上部温度，减少渣线部位高温熔损，并改善渣-钢之间动力学传输条件，同时底吹喷枪在DEC4和DEC5阶段都喷吹O2、CO2和N2/Ar的混合气，降低熔池CO分压，促进熔池脱碳反应进行，减少钢液中Cr的氧化烧损；在DEC6和DEC7阶段，顶吹氧枪停止吹气，底吹喷枪喷吹O2、CO2和N2/Ar的混合气，适当调低O2比例，进行深度脱碳，并减轻炉底耐材的高温熔损；在还原期，底吹喷枪喷吹Ar和CO2的混合气，降低熔池氧化性，促进渣中Cr2O3的还原。


2.根据权利要求1所述的一种TSR炉顶底复吹CO2冶炼不锈钢的方法，其特征在于，所述氧化期DEC1～DEC7共七个阶段的O2、CO2和N2/Ar喷吹比例具体为：
DEC1～DEC3阶段，顶吹氧枪喷吹的气体为100％的O2，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为50％～75％，CO2比例为25％～50％，使熔池脱碳反应快速进行，达到脱碳保铬反应发生的适宜温度条件，底吹气体中混入CO2降低O2比例，减轻底吹喷枪的侵蚀；
DEC4阶段，顶吹氧枪喷吹的气体中O2比例为60～90％，CO2比例为10％～40％，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为40％～60％，CO2比例为20％～30％，N2/Ar比例为10％～40％，顶吹氧枪混入一定比例CO2，利用CO2的吸热效应降低炉身上部温度，减轻渣线及附近部位耐材的高温熔损；
DEC5阶段，顶吹氧枪喷吹的气体中O2比例为30％～40％，CO2比例为20％～30％，N2/Ar比例为30％～50％，底吹喷枪喷吹的气体中O2比例为30％～50％，CO2比...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣，周赟，魏光升，董凯，陈培敦，赵刚，任鑫，李伟峰，王春阳，陈一帆，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11