[发明专利]一种顶底复吹转炉冶炼不锈钢的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种顶底复吹转炉冶炼不锈钢的方法，具体讲是使用铁水、高碳铬铁、部分铬矿以及其它合金进行不锈钢冶炼的方法。

背景技术

铬矿是含有铬氧化物的矿物，是冶炼高碳铬铁等铬合金的重要原料，一般不在不锈钢生产中直接使用铬矿。顶底复吹转炉冶炼不锈钢是一种重要的冶金方法，在顶底复吹转炉中直接使用铬矿会造成炉内热量不足，同时有冶炼时间长、渣量大、还原剂消耗高、铬收得率低等缺点。

发明内容

为了克服现有顶底复吹转炉冶炼不锈钢直接使用铬矿的上述不足，本发明提供一种冶炼时间短、还原剂消耗少、铬收得率高的顶底复吹转炉冶炼不锈钢使用铬矿的方法。

本发明的构思是：根据铬矿成分，计算在顶底复吹转炉冶炼不锈钢中铬矿最大使用重量，在分析转炉冶炼不锈钢热平衡的基础上，用焦碳补加热量，高速吹氧吹炼，控制一定冶炼温度及炉渣配比，使用部分铬矿进行不锈钢冶炼，成品钢水可以直接浇注钢锭或连铸坯；或为其它精炼炉(如VOD等)提供所有不锈钢钢种的粗钢水。

本顶底复吹转炉冶炼不锈钢的方法对冶炼原料和设备要求如下：

(1)顶底复吹转炉底吹气体量≥0.1Nm³/t·min；顶吹气体量≥1.2Nm³/t·min；

(2)顶底复吹转炉使用铁水温度≥1200℃；铁水磷含量≤0.045％；铁合金磷≤0.035％。

(3)铬矿粉成分要求：Cr₂O₃含量≥20％。

(4)把铬矿粉压制成铬矿压球或铬矿压块，本发明对铬矿粉制成球(块)工艺无特殊要求，只要铬矿压球倒入转炉时，产生粉率≤10％；最后压球(块)含水分≤5％即可。

本发明的顶底复吹转炉冶炼不锈钢方法包括下述依次的步骤：

I把成分、温度符合要求的铁水兑入顶底复吹转炉，兑入的铁水的中的C、Si、Mn、P与S的质量百分比为：

C：3.0-4.5％；Si≤1.5％；Mn≤1.0％；P≤0.045％；S≤0.05％。铁水温度≥1200℃。

然后吹氧冶炼，顶吹氧气1.8～3.0m³/t·min，控制顶枪距离钢水液面1.2～2.7m；底吹氧气0.1～0.7m³/t·min、底吹氩气或氮气0.10～0.70m³/t·min，进行冶炼。

II吹氧脱碳，当钢液温度不低于1600℃后(可以按钢液脱碳升温数值预测)，加入铬矿压球(块)，按下(1)式计算每炉中铬矿压球最大加入量：

铬矿压球最大加入量(吨)＝

转炉出钢量(吨)×0.01÷铬矿中MgO百分含量   (1)

实际铬矿压球(块)加入量小于铬矿压球最大加入量，一般为铬矿压球最大加入量的40％-90％较好。

顶吹氧气1.5～2.8m³/t·min，顶枪距离钢水面1.5～2.5m；底吹氧气0.10～0.70m³/t·min、底吹氩气或氮气0.10～0.70m³/t·min进行冶炼，加入石灰、轻烧白云石、萤石一至三种渣料调渣。

III当钢液温度上升到不低于1630℃时(可以按钢液脱碳升温数值预测)，根据钢种成分要求，加入锰铁、铬铁等合金，每次合金加入总量≤100kg/t；

顶吹氧气1.2～1.9m³/t·min，顶枪枪位距离钢水面1.5～2.2m；底吹氧气0.10～0.7m³/t·min、底吹氩气或氮气0.1～0.7m³/t·min进行冶炼。加入石灰、轻烧白云石、萤石一至三种渣料调渣。

IV当钢水碳含量在0.25％-0.45％，停止顶枪吹氧。

V底吹氧量调整到0.20～0.60Nm³/t·min，底吹氩气或氮气量调整到0.30～0.80m3/t·min。

VI停止炉底吹氧气，只底吹氩气或氮气0.1～0.7Nm³/t·min搅拌。

VII依据硅还原氧化铬的化学反应方程式推导的公式计算加入的硅铁量，硅铁主要还原炉渣中的氧化铬，其还原反应原理及计算公式(2)、(3)如下：

(Cr₂O₃)_渣中+[Si]_钢中＝[Cr]_钢中+(SiO₂)_渣中    (2)