[发明专利]一种ANS精炼炉喷吹CO2生产低碳钢的精炼方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金工艺的炉外精炼领域，特别涉及一种ANS精炼炉喷吹CO₂生产低碳钢的精炼方法。

背景技术

ANS精炼工艺的基本原理是在钢包底吹氩气搅拌钢液的条件下，在浸渍罩内部完成钢液的脱氧、合金化以及升温等操作，解决了传统吹氩搅拌引起钢水裸露、卷渣造成的钢水过氧化问题，在钢水升温、合金化以及去除夹杂物方面具有独特的优势。

目前，生产碳含量为0.01％～0.03％的低碳钢种的冶炼工艺主要有两种：一是转炉直接将钢水碳含量吹炼至目标范围内，在转炉出钢过程中向钢包内加入足够的铝对钢液进行充分脱氧，将钢水溶解氧降低至0.0003％～0.0005％，然后通过炉外精炼工艺(ANS、吹氩搅拌)促进钢水中脱氧产物Al₂O₃聚合、上浮、去除；二是转炉将钢水碳含量吹炼至0.03％～0.06％，转炉出钢过程中不对钢水脱氧或只加入少量铝进行较弱脱氧，然后通过炉外精炼工艺(RH、VOD)进一步脱碳、去除夹杂物等。

第一种方法的缺点是：转炉钢水溶解氧含量较高，出钢脱氧后钢水会产生大量的脱氧产物，一方面增加炉外处理过程去除脱氧产物的难度，另一方面没有去除的脱氧产物聚集在钢水中，降低钢水的洁净度。第二种方法可以稳定地生产低碳钢，但获得真空的投资及生产成本较高，一般用于生产超低碳钢及特殊钢，不适宜大规模地应用于普碳钢和低合金钢的生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种ANS精炼炉喷吹CO₂生产低碳钢的精炼方法，适合大规模生产普碳钢和低合金钢的非真空状态下钢水二次精炼脱碳工艺，即在ANS精炼过程中，通过向钢水喷吹CO₂气体，对钢液进行脱碳处理、温度调整以及净化作用，以便能够经济、高效地生产低碳及超低碳用钢。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种ANS精炼炉喷吹CO₂生产低碳钢的精炼方法，其特征在于ANS精炼过程向钢液内喷吹CO₂气体。具体为：处理开始后喷吹CO₂，CO₂采用单独的喷枪喷入或利用原有氧枪与O₂混合喷入，单独喷入时CO₂的喷入强度为8Nm³/h·t～12Nm³/h·t，压力为0.5～1.0MPa，O₂喷入强度为7Nm³/h·t～14Nm³/h·t，压力为0.95～1.05MPa；混合喷吹时CO₂的体积百分浓度为1％～99％，O₂的体积百分浓度为1％～99％，混合气体喷入强度为10Nm³/h·t～15Nm³/h·t，压力为0.5～1.05MPa。

进一步，合金化后，喷吹CO₂气体0～5min，喷吹强度为5～10Nm³/h·t，压力为0.5～1.05MPa。

进一步，CO₂采用单独的喷枪喷入方式为浸渍罩上部、钢包侧壁或钢包底部。

根据钢水碳含量、溶解氧含量及温度，确定喷吹CO₂量，根据处理过程钢水温度变化情况确定加入升温剂的数量及相应的吹氧量。

本发明所阐述的一种ANS精炼炉喷吹CO₂生产低碳钢的精炼方法，通过向钢水喷吹CO₂，在原有钢水升温、合金化以及去除夹杂物等功能的基础上，增加了钢水脱碳功能以及降低合金使用量，适宜冶炼碳含量为0.01％～0.03％的低碳钢种。该工艺投资小，生产成本低，适合经济、高效、大规模地生产普碳钢和低合金钢，具有良好的推广应用前景。同时，降低合金使用量意味着减少了生产合金过程中CO₂气体的排放量，为缓解大气的温室效应起到了积极的作用，具有显著的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为喷吹CO₂条件下各种反应的ΔG^θ示意图。

具体实施方式

ANS精炼炉喷吹CO₂生产低碳钢的精炼方法：

转炉采用低氧出钢，保证出钢溶解氧含量为0.02％～0.03％，出钢碳含量为0.05％～0.1％，出钢温度为1650℃～1700℃。