[发明专利]一种利用石灰石在脱磷转炉中冶炼不锈钢的工艺

说明书

技术领域

本发明属于不锈钢转炉冶炼技术领域，具体涉及一种利用石灰石在脱磷转炉中冶炼不锈钢的工艺。

背景技术

在不锈钢400系列钢种冶炼过程中，脱磷转炉的主要目的是脱磷、脱锰，给氩氧复吹炉提供成分和温度适宜的高质量低磷铁水。目前由于铁水中硅、锰等含量较高，吹氧过程中放出热量，导致整个处理过程温度富余，不利于磷、锰等元素的去除，因此整个铁水预处理过程温度的控制显得尤为重要。现有技术中由于冶炼前期铁水中硅大量氧化，温度急剧升高，为控制好过程温度不得不加入大量的冷料进行降温，造成辅料消耗增加，冶炼成本升高；而严峻的不锈钢市场使降低冶炼成本成为钢铁行业的发展趋势，另外，在造渣原料石灰煅烧到转炉炼钢这一工业链上，存在着浪费煅烧完的石灰所携带的物理热和CO₂过度排放导致增加环境污染的问题。

针对上述问题，北京科技大学提出的用石灰石代替石灰造渣炼钢的方法，被各个钢厂纷纷采用。中国专利（申请号201410104522.6）提出了一种利用小粒度石灰石替代部分石灰炼钢的新方法，通过减小石灰石的粒度（3-5mm）和改变石灰石的加入时间，达到迅速促进石灰石分解、生成有效CaO 帮助造渣的目的，保证了钢水质量和冶炼过程的平稳，降低了熔剂的成本；中国专利（申请号201410320701.3）提出了一种石灰石冶炼低磷钢的转炉操作的方法，转炉辅料采用石灰石完全替代活性白灰，石灰石通过高位料仓分三批以上加入；吹炼方式采用留渣及双渣操作；终点温度控制在1620-1660℃，终点C 为0.03-0.04%，终点P可达到0.008-0.012%。

以上石灰石替代石灰的炼钢方法，多集中在氧气转炉区域和碳素钢冶炼领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用石灰石在脱磷转炉中冶炼不锈钢的工艺，以拓展现有技术中石灰石替代石灰在钢铁冶炼技术领域的应用范围，实现了低成本辅料冶炼高品质不锈钢种。

本发明利用石灰石在脱磷转炉中冶炼不锈钢的工艺，具体包括以下步骤：

（1）脱磷转炉内加入石灰石：在脱磷转炉内加入5.0-5.5kg/t铁水的石灰石，前后摇炉，使其均匀的铺在炉底；石灰石选用粒度为10-65mm的大粒度石灰石以减小造渣成本，石灰石成分以质量百分比计含CaO：50-55%，SiO₂：4-5%，MgO：1.2-1.5%；

（2）兑铁：将铁水注入到脱磷转炉中，通过铁水温度对石灰石进行煅烧；铁水成分以质量百分比计含C：3.5-4.6%，Si：0.40-0.9%，Mn：0.60-0.9%，P：0.05-0.12%，其它为Fe和不可避免杂质，铁水温度为1200-1320℃；

（3）脱硅处理：顶吹氧气流量90-150Nm³/min，氧枪枪位1500-1700mm，底吹氮气流量为6-10Nm³/min；控制炉渣目标二元碱度（CaO/SiO₂）为2.0-2.5，根据炉渣流动性加入1.5-2.5kg/t铁水的萤石和14.0-16.0kg/t铁水的轻烧白云石，以调整炉渣结构，减小炉渣对脱磷转炉的侵蚀作用，处理时间6-8min；

（4）倒渣：脱硅结束后，摇炉倒掉厚度为50-100mm、不利于脱磷的低碱度炉渣；

（5）脱磷处理：对炉内铁水进行氧化脱磷处理，顶吹氧气流量为70-90Nm³/min，氧枪枪位1500-1700mm，底吹氮气流量为6-12Nm³/min；整个过程以氮气为载气，用喷枪向铁水中持续喷吹有效CaO含量≥88%、粒度为10-50mm的钝化石灰粉，钝化石灰粉喷吹量5-10kg/min，喷吹时间9-10分钟；喷吹石灰粉的同时向炉内加入10-12kg/t铁水的与步骤（1）中粒度和成分相同的石灰石、15-20kg/t铁水的有效CaO含量≥88%、粒度为10-50mm的石灰和12.3-13.8kg/t铁水的粒度为30-50mm的氧化铁皮球，以使炉渣达到脱磷要求的碱度和氧化性。

（6）出钢：脱磷转炉终点控制后出钢至钢包中进行后续AOD处理，终点控制条件为：钢液成分以质量百分比计含C：3.0-3.5%，Mn：0.15-0.25%，P：0.012-0.02%，其它为Fe和残留杂质；钢液温度1400-1450℃。

本发明中冶炼的不锈钢均为400系列不锈钢种。

本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：