ＡＯＤ炉冶炼不锈钢高碳区供气方法技术

ＡＯＤ炉冶炼不锈钢高碳区供气方法，电炉、ＡＯＤ炉及ＶＯＤ真空装置三步法冶炼不锈钢、ＡＯＤ炉以电炉熔化所得母液为主原料，在ＡＯＤ炉高碳区从开始供氧到脱碳阶段，即熔池碳含量２．５％～３．５％时引入顶部氧枪，同时使用侧顶复合吹方式进行不锈钢冶炼；碳含量０．４０％－０．６０％复合吹炼终止；氧气与惰性气体比为８∶１～１２∶１；顶枪氧气流量１１０～１３０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ、侧枪氧气９０～１１０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ、侧枪惰性气体２０～３０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ。本发明专利技术针对ＡＯＤ炉处理全过程熔池均处于高碳区内，在冶炼开始即进行侧顶复合吹炼，采用大比例氧气与惰性气体供气，解决现有技术中冶炼时间长、铬元素氧化量较大等难题，最终降低电炉能耗、缩短ＡＯＤ炉冶炼周期。

AOD furnace smelting stainless steel high carbon area air supply method

AOD furnace smelting high carbon stainless steel supply area method, electric furnace, AOD furnace and VOD vacuum refining device of three stainless steel, AOD electric furnace melting furnace in the mother liquor obtained in AOD furnace as the main raw materials, high carbon zone from the beginning to the oxygen decarburization stages, namely carbon content from 2.5% to 3.5% when the introduction of molten pool top oxygen lance, while using the top side the composite blowing mode of stainless steel smelting; carbon content of 0.40% - 0.60% combined blowing oxygen and inert gas termination; the ratio of 8: 1 to 12: 1; top lance oxygen flow rate of 110 ~ 130Nm / min = 3, 110Nm = 90 ~ side oxygen gun 3 / min, 20 ~ 30Nm side inert gas gun = 3 / min. The present invention for AOD furnace process of molten pool in high carbon zone, which began with side and top blowing in the smelting, the large proportion of oxygen and inert gas supply, solve the existing technology in the smelting time, chromium oxide larger problem, and ultimately reduce energy consumption, reduce electric furnace smelting in AOD cycle.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于不锈钢炼钢领域，特别涉及AOD炉冶炼不锈钢髙碳区供 气方法。
技术介绍
传统AOD炉(氩氧精炼炉)冶炼不锈钢，均是以电炉与AOD炉双联 进行冶炼，其中电炉全部以不锈钢废钢、铁合金以及少量普碳钢废钢为主 原料，上述主原料在电炉熔化后，形成液态母液并作为AOD炉冶炼不锈 钢的主原料。其碳含量一般0.8% 1.6%，属于低碳母液，从而使得AOD 炉冶炼开始碳含量低、开始温度较高(可达153(TC左右)。针对上述原料 (母液)特点，AOD炉一般仅使用侧吹风枪进行冶炼，且随冶炼过程的不 断进行，逐歩调整氧气与惰性气体之比例， 一般情况，该比例依次为3:1、 1:1、 1:2、 1:3，冶炼周期60分钟 75分钟。综上所述，传统AOD炉冶炼不锈钢的高碳区供气方式为1、冶炼开 始即开始供氧；2、高碳区供氧过程仅使用侧吹风枪；3、高碳区冶炼过程 中，氧气与惰性气体比例较低，仅为3: 1。表1 传统AOD炉冶炼不锈钢高碳区吹炼方式项目数值起始碳含量0.80%-1.50%高碳区终点碳含量0.28%-0.32%顶枪氧枪流量0 Nm3/min侧枪氧枪流暈90 NmVmin侧枪惰性气体流量(氮气或氩气)30 Nm3/min氧气与惰性气体比例3:1近年来，为了提高AOD炉产能，部分不锈钢生产厂家开发了 AOD炉 直接使用高炉铁水冶炼不锈钢的方法，如中国专利全铁水冶炼铁素体不3锈钢的方法，该方法中，AOD炉以高炉铁水、铁合金为主原料，由于开 始温度为铁水温度，其值约1200。C 1300。C，温度较低，开始碳含量为铁 水碳成分，可达3%以上，因此在冶炼前期引入顶部氧枪以加强供氧强度。 由于起始铁水中不含不锈钢所必须包含的铬元素，所以第一阶段冶炼方法 类似于普碳钢冶炼方法，只是到熔池温度提升到一定水平如160(TC以上 时，方才开始加入含铬铁合金，整个冶炼周期较长， 一般AOD炉冶炼周 期达100分钟以上。AOD炉以全铁水冶炼不锈钢时，其高碳区供气方式为l.冶炼开始即 开始供氧；2.高碳区前段，仅使用侧吹风枪供氧，其功能是氧化加入钢中 的硅以升高钢液熔池温度；3.高碳区后段，开始使用侧顶复合方式供气； 4.高碳区复合吹炼阶段，氧气与惰性气体比例仍然较低，约7.3:1。表2 AOD炉全铁水冶炼不锈钢高碳区吹炼方式<table>table see original document page 4</column></row><table>现有技术特点见下表3:表3<table>table see original document page 4</column></row><table>现有技术存在的问题见表4，表4AOD炉传统不锈钢冶炼AOD炉全铁水冶炼因为丌始碳含量较低、丌始温度较 高，铬氧化量和冶炼周期均可接受； 但当碳含量较高时，若使用同样的操 作方式，铬氧化量偏大(增加0.25% 左右)、冶炼周期大幅度延长(增加 20分钟左右)。因为丌始碳含量较高、开始温度较低且铁 水中不含铬元素，其铬氧化量偏大、冶炼 周期偏长；当开始母液中含较多铬元素 (16% — 18%)、开始温度较高时，若使 用同样的操作方式，铬氧化量及冶炼周期 均有较大降低的空间。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种AOD炉冶炼不锈钢高碳区供气方法，针 对电炉、AOD炉及VOD真空装置三步法冶炼不锈钢时，AOD炉处理全过 程其熔池均处于高碳区内(约3.0%-0.30%)的工艺条件，通过在AOD炉 冶炼开始即进行侧顶复合吹炼，并采用大比例氧气与惰性气体供气的方法 来解决现有技术中存在的诸如冶炼时间长、铬元素氧化量较大等难题，最 终降低电炉能耗、縮短AOD炉冶炼周期。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是，AOD炉冶炼不锈钢高碳区供气方法，电炉、AOD炉及VOD真空装置 三步法冶炼不锈钢、AOD炉以电炉熔化所得母液为主原料时，在AOD炉高 碳区从开始供氧到脱碳阶段，即开始熔池碳含量2.5% 3.5%时引入顶部氧 枪，同时使用顶枪与侧吹风枪即侧顶复合吹方式进行不锈钢冶炼；AOD炉 顶枪采用单孔氧枪，出口马赫数设计为2.1;熔池碳含量达到0.40%-0.60% 复合吹炼终止；供给熔池的氧气与惰性气体比例为8:1 12:1，其中，顶枪 氧气流量为 110Nm3/min 130Nm3/min 、 侦l」枪氧气流量为 90Nm3/min~110Nm3/min、侧枪惰性气体流量20Nm3/min 30NmVmin，供给 熔池的氧气与惰性气体比例=(顶枪氧气流量+侧枪氧气流量)+侧枪惰性 气体流量。进一步，所述的侧枪惰性气体根据钢种在氮气与氩气间选择一种。 AOD开始温度为149(TC 1530。C。所述的AOD炉顶枪采用单孔氧枪；所述的AOD炉顶枪出口马赫数设 计为2.1 2.2。本专利技术与现有技术的不同之处在于 1、冶炼的开始条件不同，见表5:表5<table>table see original document page 6</column></row><table>2、供氧方式的不同，参见表6:表6<table>table see original document page 6</column></row><table>本专利技术主要基于电炉与AOD炉及VOD (真空吹氧脱碳，Vacuum OxyqenDecarburization)真空装置三步法冶炼不锈钢的工艺方法，但与传 统电炉和AOD炉冶炼不锈钢所不同的是， 一方面电炉引入了经脱磷处理 的高炉铁水作为其主原料之一；另一方面，AOD炉整个处理过程中熔池碳 含量均较高，达0.30%以上，属于全过程高碳区冶炼。如此一来，经脱磷 处理的高炉铁水、不锈钢废钢及部分铁合金经电炉熔化、升温并进入AOD 炉后，其母液碳含量可达3%以上，温度约1530。C，属于高碳母液，且母 液中含有铬元素，既不同于传统电炉与AOD炉双联冶炼的工艺条件，也 不同于A O D炉全铁水冶炼不锈钢的工艺条件。此时，若采用传统电炉与AOD炉双联冶炼不锈钢时AOD炉的操作方 法，由于母液碳含量很高、AOD炉侧吹风枪供氧强度低，AOD炉冶炼周 期将大大延长；若采用AOD炉全铁水冶炼不锈钢的方法，又由于AOD炉 起始温度较高(约1530°C)且起始母液中含有极易氧化的络元素，虽可引 入顶部氧枪以加强AOD炉供氧强度、縮短AOD炉供氧时间，但有关的高 碳区供气方式则与原料条件不相符合，极易造成钢水中的铬元素大量氧 化。在AOD炉冶炼不锈钢开始条件不同时，针对其开始温度高、开始碳 含量高、开始成分中含有铬元素等特点，通过从AOD炉开始供氧即采用 顶部氧枪与侧部氧枪复合吹炼的方法，并采用大比例(氧气与惰性气体的 流量比)控制手段，克服了现有AOD炉高碳区供氧技术带来的铬氧化量 偏大、冶炼周期偏长等问题，取得了较好的效果。本专利技术的有益效果在起始碳含量高达3%、母液中含有极易氧化的铬元素且起始温度达 153(TC的条件下，AOD炉通过采用本专利技术所阐释的侧顶复合吹炼本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＡＯＤ炉冶炼不锈钢高碳区供气方法，电炉、ＡＯＤ炉及ＶＯＤ真空装置三步法冶炼不锈钢、ＡＯＤ炉以电炉熔化所得母液为主原料时，在ＡＯＤ炉高碳区从开始供氧到脱碳阶段，即开始熔池碳含量２．５％～３．５％时引入顶部氧枪，同时使用顶枪与侧吹风枪即侧顶复合吹方式进行不锈钢冶炼；熔池碳含量达到０．４０％－０．６０％复合吹炼终止；供给熔池的氧气与惰性气体比例为８：１～１２：１，其中，顶枪氧气流量为１１０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ～１３０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ、侧枪氧气流量为９０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ～１１０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ、侧枪惰性气体流量２０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ～３０Ｎｍ↑［３］／ｍｉｎ，供给熔池的氧气与惰性气体比例＝（顶枪氧气流量＋侧枪氧气流量）÷侧枪惰性气体流量。

【技术特征摘要】
1. AOD炉冶炼不锈钢高碳区供气方法，电炉、AOD炉及VOD真空装置三步法冶炼不锈钢、AOD炉以电炉熔化所得母液为主原料时，在AOD炉高碳区从开始供氧到脱碳阶段，即开始熔池碳含量2.5％～3.5％时引入顶部氧枪，同时使用顶枪与侧吹风枪即侧顶复合吹方式进行不锈钢冶炼；熔池碳含量达到0.40％-0.60％复合吹炼终止；供给熔池的氧气与惰性气体比例为8:1～12:1，其中，顶枪氧气流量为110Nm3/min～130Nm3/min、侧枪氧气流量为90Nm3/min～110Nm3/min、侧枪惰性气体流量20Nm3/min～30Nm3/min...

【专利技术属性】
技术研发人员：李冬刚，池和冰，祝方义，
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]