[发明专利]一种氩氧精炼铬铁合金减少铬损失的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氩氧精炼铬铁合金减少铬损失的方法，特别是涉及氩氧精炼铬铁合金降碳保铬的方法。

背景技术

采用氩氧精炼技术精炼铬铁合金是获得低碳或超低碳铬铁合金的一种高效节能的精炼方法，而在精炼铬铁合金时尽量减少铬的损失，获得低碳高铬含量的铬铁合金是冶金工业追求的重要目标。

专利申请95108548.4、200710034451.7等提出了氩氧精炼含Cr钢水和铬铁合金的有效方法，但对吹氧造成铬的氧化损失未能提出具体方法；专利申请201010102823.7和201010115072.2提出了在氩氧精炼铬铁合金的氧化期保持较高温度进行降碳的方法，虽可有效降低铬的氧化损失，但要满足精炼过程始终保持高温状态是困难的，精炼过程必然存在升温、降温过程及一定时间的低温状态，刻意地追求较高温度的精炼，会增大精炼的操作难度。

为减少铬的氧化损失，有些氩氧精炼铬铁合金也仿照不锈钢氩氧精炼还原期的方法，在氩氧精炼铬铁合金的氧化期结束后加入一定量的金属铝和硅铁来还原熔渣中的氧化铬。由于铬含量约70%wt的铬铁合金在氩氧精炼氧化期铬的氧化量要比不锈钢（铬含量约18～20%wt）氩氧精炼氧化期铬的氧化量大得多。如用大量的金属铝来还原熔渣中的氧化铬，会显著增加铬铁合金的制造成本并会降低熔渣的碱度；如用大量的硅铁来还原熔渣中的氧化铬，则会因大量铁和硅进入熔体使铬铁合金的铁增加而降低了铬铁合金的铬含量，同时会使铬铁合金增硅增碳并明显降低熔渣的碱度。因此铬铁合金在氩氧精炼还原期用金属铝和硅铁来还原熔渣中的氧化铬是有限的，并使得每炉铬铁合金在氩氧精炼后铬的损失控制困难，铬损失仍在4～8%wt较大的偏差范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氩氧精炼铬铁合金中减少铬损失的方法，是在氩氧精炼的还原期向炉中熔渣表面喷吹含碳物质，使熔渣中的氧化铬与喷到熔渣表面的含碳物质接触并发生还原反应，还原的铬进入熔体，生成的一氧化碳反应生成二氧化碳被排放。通过上述在还原期向炉中熔渣表面喷吹含碳物质，可以不再对氩氧精炼的氧化期严格地追求保持较高温度，即使因精炼温度不当造成了较多的铬被氧化，也可采用上述还原方法将熔渣中的大量氧化铬还原，使熔渣中的氧化铬降至最低，从而使铬的损失达到最小；然而，简单的向炉中喷吹含碳物质通常是不允许的，原因是氩氧精炼主要目的是降碳，同时尽量减少铬的损失，这一降碳过程一方面要对熔体进行有效地排碳，另一方面要严格防止熔体与其它含碳物质接触以防止增碳，特别是在精炼后期由于铬铁合金熔体碳含量较低，更要避免与碳源接触。因此，要在氩氧精炼的还原期向炉中喷吹含碳物质，使熔渣中氧化铬还原且避免含碳物质与熔体接触，经实验证明需要具备的条件因素为：1）保证较充足的底吹氩氧混合气（氩气或氮气及少量氧气），使熔体表面的含碳气体（如一氧化碳或二氧化碳）分压达到最小以有利于熔体排碳并避免碳再进入熔体；2）在保证排碳和避免碳再进入熔体的前提下，底吹的氩氧混合气的氧含量应尽量小，以保证熔体中铬的继续氧化趋势最小；3）底吹氩氧混合气又不能过大，避免熔体表面波动过大以减少熔体与熔渣的相互搅拌；4）由于熔体中硅在氧化期大量被氧化形成氧化硅进入渣中，使熔渣碱度降低，因此应在氧化期结束后向原熔渣中补充一定量的高碱度渣料，提高熔渣碱度及降低熔渣粘度；5）通过加入高碱度渣料来保持一定的熔渣厚度，熔渣厚度过薄会使喷吹的含碳物质直接与熔体接触，导致熔体增碳；熔渣厚度过厚也会阻碍熔渣中氧化铬与含碳物质接触，导致反应效率降低；6）需要控制喷吹含碳物质流量及流速，在确保含碳物质不与熔体接触的前提下，争取在较高的熔体温度下用较大的流量及流速来缩短喷吹时间是必要的；7）在调控喷吹流量的同时需要不断调整喷枪口（如顶枪枪口）高度来调节喷吹气流对熔渣的压力，保证不吹透熔渣层；8）熔体在还原期底吹氩氧混合气会使熔体逐渐降温，因此应保证熔体在还原期开始时具有较高的温度，以有利于铬的还原及保持熔渣较高的流动性。

本发明的技术方案是这样实现的：一种氩氧精炼铬铁合金减少铬损失的方法，是在氩氧精炼的氧化期顶底复吹氩氧混合气降碳后，在还原期进行氧化铬还原，其特征是在还原期向炉中熔渣表面喷吹含碳物质来还原氧化铬，其具体步骤如下：

1）在氧化期结束前通过加大吹氧量使熔体温度1700～1850℃；

2）从还原期开始到结束始终对熔体底吹氩氧混合气，流量为0.2～0.6立方米∕吨熔体·分钟，氩气与氧气的混合比为8:2～10:0；

3）向熔渣中补充氧化钙系渣料并搅拌，再陆续补充氧化钙系渣料，使熔渣厚度保持在100～300毫米；