一种大合金比下AOD高效脱碳的方法技术

本发明专利技术属于炼钢领域，一种大合金比下AOD高效脱碳的方法。本发明专利技术所采取的技术方案是：本方法主要针对AOD入炉碳含量＞3.0%，冶炼过程加入常温合金物料加入量大，冷料比＞0.25，且加入量常温合金物料以高碳高硅物料为主时，通过使用高供氧强度的顶侧（底）复合吹炼，并在吹炼过程精确计算熔池升温速率，结合常温合金降温量，在吹炼过程合理分配常温合金物料加入点，多批次均衡加入常温合金物料，减小了顶侧（底）复吹过程中熔池温度波动，提高冶炼过程脱碳效率，减少了吹炼过程铬的氧化，降低铬损失和还原硅铁消耗，缩短AOD冶炼时间长。缩短AOD冶炼时间长。缩短AOD冶炼时间长。

【技术实现步骤摘要】
一种大合金比下AOD高效脱碳的方法


[0001]本专利技术属于炼钢领域，尤其涉及一种大合金比下AOD高效脱碳的方法。

技术介绍

[0002]传统冶炼不锈钢工艺主要以电炉+AOD炉双联法进行冶炼，电炉主要熔化返回废钢、铬镍合金生铁和少量高铬，熔化生产的不锈钢预熔液碳和硅含量较低，一般碳含量1.0
‑
2.0％、硅含量0.2
‑
0.6％，AOD入炉碳硅含量低、温度高，脱碳期(熔池中Si含量＜0.1％到进入还原期期间)常温合金物料加入量少，一般冷料比(常温合金物料与热态预熔液的比)＜0.15，当温度升高到脱碳保铬的温度后，熔池碳含量已降低到0.6
‑
0.8％，后续脱碳主要通过侧吹风枪调整氧气和惰性气体比例进行脱碳，一般氧气和惰性气体比例依次为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3，AOD冶炼周期一般为50
‑
70min。
[0003]而随着不锈钢冶炼工艺的变化和廉价高碳高硅物料的使用，一方面AOD冶炼不锈钢兑钢预熔液碳硅含量升高，另一方面AOD冶炼过程加入的合金物料增加，造成AOD顶枪期吹炼时间增加，顶枪期持续吹炼过程中控制不当，极易造成铬含量的大量氧化，影响AOD冶炼时间增加、铬损失严重。
[0004]中国专利CN101519709B公开了“AOD炉冶炼不锈钢高碳区供气方法”，该专利针对电炉熔化所得母液在AOD炉冶炼时，在高碳区通过引入顶部氧枪，使用顶枪和侧枪复合吹炼的方式进行不锈钢冶炼。但该专利并未涉及如何控制顶枪与侧枪复合吹炼过程中熔池温度和合金物料的加入方法。
[0005]本专利技术提供一种大合金比下AOD高效脱碳的方法，特别是针对AOD入炉碳含量＞3.0％，脱碳期加入常温合金物料加入量大，脱碳期冷料比＞0.25时，解决现有技术中存在的诸如AOD冶炼时间长、铬损失大等难题，最终降低AOD炉还原硅铁消耗、缩短AOD冶炼周期。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是针对上述问题，提供一种大合金比下AOD高效脱碳的方法。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：一种大合金比下AOD高效脱碳的方法，包括以下步骤：(1)AOD冶炼不锈钢时，在进入脱碳阶段后，使用顶枪和侧枪或底枪复合吹炼的方式，采用2.2
‑
3.0Nm3/(min*t)的高供氧强度快速升温到脱碳的有利温度1630
‑
1700℃，在快速升温阶段，从高位加入部分石灰提升炉渣碱度到3.0
‑
4.0；(2)在1630
‑
1700℃的温度下进行恒温脱碳，根据供氧强度计算当前吹炼状态下熔池的升温速率，按照吹炼升温速率开始从高位加入常温合金物料进行降温，加料分8
‑
25批次均匀加料的方式或控制加料速度达到每分钟加入的物料降温量25
‑
30℃，控制吹炼升温速率与加料降温量平衡，减小熔池温度波动，保证钢液温度持续“脱碳保铬”的有利温度。
[0008]所述的钢液升温速率和常温合金物料降温量，可利用公式
①
、
②
、
③
、
④
计算顶枪和侧枪或底枪复吹期间钢液的有效温度T2，利用公式
⑤
计算常温合金物料降温量：
[0009]T2＝T1+T
C
+T
Cr
+T
Fe
‑
a
ꢀ①
[0010]T1为脱硅结束钢液温度，℃
[0011]T
C
为脱碳升温量，℃
[0012]T
Cr
为氧化铬升温量，℃
[0013]T
Fe
为氧化铁升温量，℃
[0014]a为辐射散热，为常数；
[0015]t
C
＝I*0.933/10*H
C
*K1ꢀ②
[0016]t
Cr
＝I*0.3/10*H
Cr
*K2ꢀ③
[0017]t
Fe
＝I*0.3/10*H
Fe
*K3ꢀ④
[0018]t
C
、t
Cr
、t
Fe
为碳、铬、铁升温速率，℃/min
[0019]I为供氧强度，Nm3/(min*t)
[0020]H
C
为1wt％碳升温量，℃
[0021]H
Cr
为1wt％铬升温量，℃
[0022]H
Fe
为1wt％铁升温量，℃
[0023]K1、K2、K3为氧气分配系数，％
[0024]T
合金
＝W/(M+m)
ꢀ⑤
[0025]T
合金
为吨钢合金的降温量，℃/t
[0026]W为吨钢合金对吨熔液的降温量，℃
[0027]M为预熔液重量，t
[0028]m为已经加入的常温合金总量，t
[0029]为控制钢液熔池温度平衡，需达到每分钟升温速率t
C
+t
Cr
+t
Fe
与每分钟加入的常温合金降温量相当。
[0030]在恒温脱碳阶段，需在加入常温合金物料的过程中，搭配加入石灰平衡炉渣碱度保持在3.0
‑
4.0，加入的常温合金物料中所有高碳高硅合金物料在顶侧(底)复吹阶段优先加入，大部分低碳物料也在顶侧(底)复吹阶段加入，预留5
‑
10％的低碳物料在顶枪吹炼结束，仅使用侧(底)枪脱碳期间加入，用于控制仅侧(底)枪吹炼过程中的熔池温度。
[0031]所述的H
C
、H
Cr
、H
Fe
，明确1wt％碳升温量为110℃，1wt％铬升温量为120℃，1wt％铁升温量为40℃。氧气分配系数K1、K2、K3在钢液温度处于1630
‑
1670℃时，与钢液中C含量相关，参考系数为：钢液C＞3.0％时，K1：75
‑
80％，K2：10
‑
15％，K3：5
‑
10％；钢液C：2.0
‑
3.0％时，K1：65
‑
70％，K2：20
‑
25％，K3：5
‑
10％；钢液C：1.0
‑
2.0％时，K1：55
‑
60％，K2：30
‑
35％，K3：5
‑
10％；钢液C＜1.0％时，K1：40
‑
45％，K2：45
‑
50％，K3：5
‑
10％；明确吨合金物料对吨熔液的降温量W：高碳铬铁1300℃、高碳铬镍生铁1400℃、高碳镍铁1500℃、低碳镍铁1600℃、各类废钢1650℃、普通石灰1900℃。
[0032]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大合金比下AOD高效脱碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)AOD冶炼不锈钢时，在进入脱碳阶段后，使用顶枪和侧枪或底枪复合吹炼的方式，采用2.2
‑
3.0Nm3/(min*t)的高供氧强度快速升温到脱碳的有利温度1630
‑
1700℃，在快速升温阶段，从高位加入部分石灰提升炉渣碱度到3.0
‑
4.0；(2)在1630
‑
1700℃的温度下进行恒温脱碳，根据供氧强度计算当前吹炼状态下熔池的升温速率，按照吹炼升温速率开始从高位加入常温合金物料进行降温，加料分8
‑
25批次均匀加料的方式或控制加料速度达到每分钟加入的物料降温量25
‑
30℃，控制吹炼升温速率与加料降温量平衡，减小熔池温度波动，保证钢液温度持续“脱碳保铬”的有利温度。2.根据权利要求1所述的一种大合金比下AOD高效脱碳的方法，其特征在于：所述的钢液升温速率和常温合金物料降温量，可利用公式
①
、
②
、
③
、
④
计算顶枪和侧枪或底枪复吹期间钢液的有效温度T2，利用公式
⑤
计算常温合金物料降温量：T2＝T1+T
C
+T
Cr
+T
Fe
‑
a
①
T1为脱硅结束钢液温度，℃T
C
为脱碳升温量，℃T
Cr
为氧化铬升温量，℃T
Fe
为氧化铁升温量，℃a为辐射散热，为常数；t
C
＝I*0.933/10*H
C
*K1②
t
Cr
＝I*0.3/10*H
Cr
*K2③
t
Fe
＝I*0.3/10*H
Fe
*K3④
t
C
、t
Cr
、t
Fe
为碳、铬、铁升温速率，℃/minI为供氧强度，Nm3/(min*t)H
C
为1wt％碳升温量，℃H
Cr
为1wt％铬升温量，℃H
Fe
为1wt％铁升温量，℃K1、K2、K3为氧气分配系数，％T
合金
＝W/(M+m)
⑤
T
合金
为吨钢合金的降温量，℃/tW为吨钢合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯海滨，朱毅，马骏鹏，范军，赵鑫淼，
申请(专利权)人：山西太钢不锈钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：