轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法
2023-07-22 19:45:46 2
專利名稱：轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法
技術領域：
本發明涉及一種轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法。
技術背景
KOBMS轉爐生產不鏽鋼在還原期開始後需要加入一定數量的還原劑用於還原吹氧 冶煉期進入爐渣的金屬氧化物。轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法是使用矽鐵或矽鐵加鋁作 為還原劑。碳化矽具有較強的還原能力，矽鐵價格較高，相應的增加了不鏽鋼的製造成本。發明內容
為了克服現有轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法的上述不足，本發明提供一種成本 較低的轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法。
申請人不鏽鋼生產線採用「K0BMS-V0D-CCM」三步法生產工藝，KOBMS轉爐生產的 不鏽鋼鋼水還需要經VOD精煉，對KOBMS轉爐產出的鋼水成分不要求特別精確控制，因此可 以使用碳化矽替代矽鐵進行還原，還原後鋼水成分可以達到VOD生產控制要求。
本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法的構思是在KOBMS轉爐冶煉不鏽鋼的脫碳與 合金化後的還原期，用含量不低於80 %的碳化矽(碳化矽含量越高越好，但是成本會升 高)，加入碳化矽代替矽鐵用於還原。
本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法包括轉爐冶煉不鏽鋼的脫碳及合金化與還原， 其步驟特徵是在脫碳與合金化後的還原期用含量不低於80%的碳化矽代替矽鐵還原鋼水 中的鉻氧化物。
具體講，本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法包括下述步驟
I轉爐不鏽鋼冶煉(脫碳、合金化)
將脫磷鐵水兌入KOBMS轉爐，脫磷鐵水中C、Si及P的含量(重量百分比)與溫度 的要求為
C 3. 0% -4. 0% ；Si ≤ 0. 10% ；P ≤ 0. 025% ；溫度≤ 1300°C ；
使用頂部氧槍和底部風槍吹入高壓氧氣和氮氣進行脫碳升溫處理，氧氣流量與 氮氣的流量比為1 (2. 53-3. 5)，吹煉過程中將分批從轉爐的頂部料倉將高碳鉻鐵(含 [Cr]65% )、高碳錳鐵(含[Mn]78% )、煉鋼石灰與輕燒白雲石加入爐內，加入的高碳鉻鐵、 高碳錳鐵、煉鋼石灰與輕燒白雲石的重量與脫磷鐵水的重量配比為
脫磷鐵水63-67 ；高碳鉻鐵19-23 ；高碳錳鐵0. 2-0. 4 ；
煉鋼石灰4-6 ；輕燒白雲石1. 7-2. 3 ；
冶煉脫碳至鋼水碳含量(重量百分比)達到0. 20-0. 40%，鉻、鎳含量達到相應鋼 種的控制範圍、溫度達到1680-1700°C ；
II 還原
因步驟I吹氧脫碳過程造成了大量的鉻氧化物進入爐渣，需要在還原步驟中通過 添加還原劑將渣中的Cr2O3還原成Cr回到鋼水中。根據計算需加入純矽的量進行還原，折算需加入碳化矽的量，再加入螢石，底吹氮攪拌還原，當爐中的渣中Cr2O3 ^0.5% (佔渣中 的重量的百分比)即完成還原步驟。
本發明根據碳化矽和矽鐵中矽的含量，通過計算後加入一定量的碳化矽代替矽鐵 用於還原。加入的碳化矽及螢石與脫矽鐵水的重量份配比一般為
脫磷鐵水65 ；80碳化矽1. 2-1. 6 ；螢石0. 7-0. 8。
上述的轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法，其特徵是
步驟I轉爐不鏽鋼冶煉
加入的高碳鉻鐵、高碳錳鐵、煉鋼石灰與輕燒白雲石的重量與脫磷鐵水的重量配 比為
脫磷鐵水65 ；高碳鉻鐵21 ；高碳錳鐵0.3;
煉鋼石灰5 ；輕燒白雲石2。
步驟II還原
加入的碳化矽及螢石與脫矽鐵水的重量份配比為
脫磷鐵水65 ；80碳化矽1. 4 ；螢石0. 7。
本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法，採用碳化矽代替矽鐵還原爐渣中的金屬氧化 物，可降低原料的成本，碳化矽較矽鐵價格低約50%，因此使用碳化矽代替矽鐵可降低還原 成本約20%。目前矽鐵0^Si75B)市場價為5000元/噸，80碳化矽(折算含矽約50% ) 市場價沈00元/噸，80碳化矽可按照1. 5 1的比例替代i^eSi75B，即使用1. 5噸80碳化 矽代替1. 0噸矽鐵(FeSi75B)，可降低成本約1100元。
具體實施方式
下面結合實施例詳細說明本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法的具體實施方式
，但 本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法的具體實施方式
不局限於下述的實施例。
實施例一
使用原料脫磷鐵水、高碳鉻鐵、煉鋼石灰、輕燒白雲石、螢石塊、80碳化矽、高碳 錳鐵、高壓氧氣、氮氣
反應容器80噸KOBMS轉爐
冶煉產品430不鏽鋼鋼水
80碳化矽成分的重量百分比為
SiC 82% ；游離 C 5. 8% ；S 0. 05 ；
SiO 9% ；水份 0.4% ；灼減 2. 75%。
脫磷鐵水中碳、矽與磷成分(重量百分比)為
C 3. 6% ；Si 0. 08% ；P 0. 020% ；
KOBMS轉爐出鋼430中C、Si、Mn與Cr (重量百分比)的要求
C 0. 20-0. 40 ；Si 0. 15-0. 30 ；Mn 0. 10-0. 25 ；Cr 15. 90-16. 30。
本實施例為
C 0. 30% ；Si 0. 20% ；Mn 0. 18% ；Cr 16. 10%。
本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法實施例為下述的步驟
I轉爐不鏽鋼冶煉(脫碳、合金化)
將65噸脫磷鐵水兌入KOBMS轉爐，使用頂部氧槍和底部風槍吹入高壓氧氣和 氮氣進行脫碳升溫處理，供氧流量1200Nm3/h，供氮流量3600Nm3/h，吹煉過程中分兩批從 轉爐的頂部料倉加入原料，第一批加入加入11噸高碳鉻鐵(含[Cr]65%)、0. 15噸高碳 錳鐵(含[Mn]78% )、3噸煉鋼石灰與1噸輕燒白雲石，第二批加入10噸高碳鉻鐵(含 [Cr]65% ),0. 15噸高碳錳鐵(含[Mn]78% )、1噸煉鋼石灰、1噸輕燒白雲石，冶煉脫碳至 鋼水碳含量(重量百分比)達到0. 20%, [Mn]含量應達到0. 20-0. 40% ； [Cr]含量應達到 15. 90-16. 30% ο溫度達到1690°C，即完成本步驟;
II 還原
因步驟I吹氧脫碳過程造成了大量的鉻氧化物進入爐渣，需要在還原步驟中通過 添加還原劑將渣中的Cr2O3還原成Cr回到鋼水中。根據計算需加入0. 7噸純矽進行還原， 折算需加入80#碳化矽1. 4噸(若加矽鐵(FeSi75B)需加0. 95噸)，再加入700kg螢石，以 3600Nm3/h的流量底吹氮攪拌還原12分鐘，即完成還原步驟，還原後渣中Cr2O3為0. 4%。
實施例二
使用原料脫磷鐵水、高碳鉻鐵、煉鋼石灰、輕燒白雲石、螢石塊、80碳化矽、高碳 錳鐵、高壓氧氣、氮氣
反應容器80噸KOBMS轉爐
冶煉產品409L不鏽鋼鋼水
80碳化矽成分的重量百分比為
SiC 82% ；游離 C 5. 8% ；S 0. 05 ；SiO 9% ；水份 0. 4% ；
灼減2. 75%。
脫磷鐵水中碳、矽與磷成分(重量百分比)為
C 3. 8% ；Si 0. 08% ；P 0. 016% ；
KOBMS轉爐出鋼409L中C、Si、Mn與Cr (重量百分比)的要求
C 0. 20-0. 40 ；Si 0. 15-0. 30 ；Mn 0. 10-0. 25 ；Cr 12. 10-12. 50。
本實施例為
C 0. 32 ；Si 0. 20 ；Mn 0. 20 ；Cr 12. 30。
本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法實施例為下述的步驟
I轉爐不鏽鋼冶煉(脫碳、合金化)
將71噸脫磷鐵水兌入KOBMS轉爐，使用頂部氧槍和底部風槍吹入高壓氧氣和 氬氣進行脫碳升溫處理，供氧流量1200Nm3/h，供氬流量3600Nm3/h，吹煉過程中分兩批從 轉爐的頂部料倉加入原料，第一批加入加入10噸高碳鉻鐵(含[Cr]65%)、0. 15噸高碳 錳鐵(含[Mn]78% )、2.5噸煉鋼石灰與1噸輕燒白雲石，第二批加入6噸高碳鉻鐵(含 [Cr]65% )、0. 13噸高碳錳鐵(含[Mn] 78% ),1.5噸煉鋼石灰、1噸輕燒白雲石，冶煉脫碳 至鋼水碳含量(重量百分比)達到0. 20%，[Mn]含量應達到0. 20-0. 40% ； [Cr]含量應達 到12. 00-12. 40%。溫度達到1690°C，即完成本步驟；
II 還原
因步驟I吹氧脫碳過程造成了大量的鉻氧化物進入爐渣，需要在還原步驟中通過 添加還原劑將渣中的Cr2O3還原成Cr回到鋼水中。根據計算需加入0. 6噸純矽進行還原， 折算需加入80#碳化矽1. 3噸(若加矽鐵(FeSi75B)需加0. 95噸)，再加入700kg螢石，以3600Nm3/h的流量底吹氬攪拌還原12分鐘，即完成還原步驟，還原後渣中Cr2O3為0. 4%。
權利要求
1.一種轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法，它包括下述步驟 I轉爐不鏽鋼冶煉將脫磷鐵水兌入轉爐，脫磷鐵水中C、Si及P的含量的重量百分比與溫度的要求為 C 3. 0% -4. 0% ；Si 彡 0. 10% ；P 彡 0. 025% ；溫度彡 1300°C ； 使用頂部氧槍和底部風槍吹入高壓氧氣和氮氣進行脫碳升溫處理，氧氣流量與氮氣的 流量比為1 (2. 53-3. 5)，吹煉過程中將分批從轉爐的頂部料倉將高碳鉻鐵、高碳錳鐵、煉 鋼石灰與輕燒白雲石加入爐內，加入的高碳鉻鐵、高碳錳鐵、煉鋼石灰與輕燒白雲石的重量 與脫磷鐵水的重量配比為脫磷鐵水63-67 ；高碳鉻鐵19-23 ；高碳錳鐵0. 2-0. 4 ； 煉鋼石灰4-6 ； 輕燒白雲石1. 7-2. 3 ；冶煉脫碳至鋼水碳含量的重量百分比達到0. 20-0. 40%，鉻、鎳含量達到相應鋼種的控 制範圍、溫度達到1680-1700°C ； II還原步驟I吹氧脫碳過程造成了大量的鉻氧化物進入爐渣，需要在還原步驟中通過添加還 原劑將渣中的Cr2O3還原成Cr回到鋼水中；根據計算需加入純矽的量進行還原，折算需加入 碳化矽的量，再加入螢石，底吹氮攪拌還原，當爐中的渣中Cr2O3 ^ 0. 5%，即完成還原步驟。
2.根據權利要求1所述的轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法，其特徵是 步驟I轉爐不鏽鋼冶煉加入的高碳鉻鐵、高碳錳鐵、煉鋼石灰與輕燒白雲石的重量與脫磷鐵水的重量配比為脫磷鐵水65 ；高碳鉻鐵21 ；高碳錳鐵0. 3 ； 煉鋼石灰5;輕燒白雲石2; 高碳鉻鐵含[Cr] 65%、高碳錳鐵含[Mn] 78% ； 步驟II還原加入的碳化矽及螢石與脫矽鐵水的重量份配比為 脫磷鐵水65 ；80碳化矽1. 4 ；螢石0. 7。
全文摘要
本發明涉及一種轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法，它包括下述步驟I轉爐不鏽鋼冶煉將脫磷鐵水兌入轉爐，脫磷鐵水中C、Si及P的含量的重量百分比為C 3.0％-4.0％；Si≤0.10％；P≤0.025％；吹入高壓氧氣和氮氣進行脫碳升溫，氧氣與氮氣的流量比為1∶(2.53-3.5)，並分批從轉爐的頂部料倉將高碳鉻鐵、高碳錳鐵、煉鋼石灰與輕燒白雲石加入爐內；鋼水中碳含量的重量百分比達到20-0.40％，鉻、鎳含量達到相應鋼種的控制範圍；II還原計算需加入純矽的量進行還原，折算為碳化矽的量，再加入螢石，吹氮攪拌還原，使爐中的Cr2O3≤0.5％。本轉爐冶煉不鏽鋼的脫氧還原方法可降低原料的成本。
文檔編號C21C5/35GK102031329SQ20101057536
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者侯海濱, 劉衛東 申請人:山西太鋼不鏽鋼股份有限公司