CN102146499A - 一种aod喷吹co2生产不锈钢的冶炼方法 - Google Patents

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赵刚
李德刚
曹东
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Abstract

本发明公开一种AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于在AOD精炼过程中向钢液内喷吹CO2。通过向钢水喷吹CO2，增强了钢水脱碳功能，适宜冶炼碳含量为0.001～0.3％的钢种。喷入的CO2气体一方面脱碳，另一方面增加熔池的搅拌，促进熔池内的碳氧反应继续进行，进一步降低钢液中的溶解氧含量，氧枪寿命提高20％。

Description

一种AOD喷吹CO<sub>2</sub>生产不锈钢的冶炼方法
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AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法。
背景技术
AOD精炼设备是生产不锈钢的主要设备之一，精炼的基本原理是在AOD底吹氧气和氩气的混合气体，在氩气降低CO分压的条件下，进行不锈钢的降碳保铬。为了提高其生产效率，在现有的工艺条件下会加入顶氧枪进行强制脱碳，然后通过还原性金属或合金进行还原处理，达到生产低碳和极低碳不锈钢的目的。
该工艺固有特点首先是底氧枪使用寿命短，原因是底吹气体冷却强度不够；其次在碳含量降至0.5％以下后钢液中铬氧化严重，造成后期还原合金使用量加大。第三，由于使用氧气进行脱碳，精炼终点钢中溶解氧含量偏高，造成脱氧合金使用量大，成本高。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种能经济、高效地生产低碳及超低碳不锈钢，即在AOD精炼过程中，通过向钢水中喷吹CO2气体，对钢液进行脱碳处理，得到一种AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法。
为达到上述发明目的，本发明的解决方案是：
一种AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于AOD精炼过程向钢液内喷吹CO2，从而达到低氧位脱碳，节约脱氧合金，提高氧枪寿命，降低炉渣氧化性。具体步骤如下：
1)、经冶炼的初钢水，兑入AOD的温度大于1600℃，此时AOD底吹氧枪吹入气体为O2，喷入强度为2.0Nm3/min·t～2.5Nm3/min·t，底氧枪冷却的气体为CO2，O2∶CO2＝2.0～3.0(体积比)；然后，顶氧枪采用纯氧气进行吹炼，O2喷入强度为2.5Nm3/min·t～3.0Nm3/min·t；底氧枪与顶氧枪共同冶炼直至碳含量小于0.5％；
2)、当钢水碳含量小于0.5％，此时单独采用底氧枪进行冶炼，底氧枪O2喷入强度为2.0Nm3/min·t～2.3Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例O2∶CO2＝2.0～2.5。
3)、当钢水碳含量小于0.1％，此时单独采用底氧枪进行冶炼，底氧枪O2喷入强度为1.8Nm3/min·t～2.0Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例O2∶CO2＝1.8～2.0。
4)、当钢水碳含量达到目标下限，加入硅铁合金进行还原，将底氧枪的氧气切换为Ar或N2，Ar或N2喷入强度为0.8Nm3/min·t～1.0Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例Ar∶CO2＝1.0。
5)、钢水扒渣后加入其他合金及渣料，底氧枪的氧气切换为Ar或N2，氧枪冷却的气体为Ar，直至出钢。
喷吹气体浓度要求：O2大于99.5％，CO2大于99.3％，Ar大于99.8％，N2大于99.3％。
顶氧枪吹氧压力为0.95～1.05MPa；底吹气压力为0.5～1.0Mpa。
本发明所阐述的一种AOD冶炼末期混合气体脱碳生产不锈钢的冶炼方法，通过向钢水喷吹CO2，增强了钢水脱碳功能，适宜冶炼碳含量为0.001～0.3％的钢种。喷入的CO2气体一方面脱碳，另一方面增加熔池的搅拌，促进熔池内的碳氧反应继续进行，进一步降低钢液中的溶解氧含量，氧枪寿命提高20％。该工艺投资小，生产成本低，适合经济、高效、大规模地生产不锈钢，具有良好的推广应用前景。该工艺降低合金使用量，利用了CO2进行脱碳，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。
具体实施方式
为达到最佳实施效果，采取如下实施方式见下表，在实施方案中，顶氧枪吹氧压力为1.0MPa；底吹气压力为0.6Mpa。喷吹气体浓度：O2为99.6％，CO2为99.4％，Ar为99.9％，N2为99.4％。
Figure GSA00000012971600041
采用上述实施方式，通过对比例可以看出，在钢水初始条件和供气相同的情况下，最终碳含量基本一致，温度也基本一致，但是钢水的a[o]降低19％，氧枪寿命提高20％。达到了发明目的。

Claims (5)

1.一种AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于在AOD精炼过程中向钢液内喷吹CO2。
2.根据权利要求1所述的AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于包括如下步骤：
1)先用底吹氧枪吹入气体为O2，喷入强度为2.0Nm3/min·t～2.5Nm3/min·t，底氧枪冷却的气体为CO2，O2∶CO2＝2.0～3.0(体积比)；然后采用顶氧枪采用纯氧气进行吹炼，O2喷入强度为2.5Nm3/min·t～3.0Nm3/min·t，底氧枪与顶氧枪共同冶炼直至碳含量小于0.5％；
2)当钢水碳含量小于0.5％，此时单独采用底氧枪进行冶炼，底氧枪O2喷入强度为2.0Nm3/min·t～2.3Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例O2∶CO2＝2.0～2.5；
3)当钢水碳含量小于0.1％，此时单独采用底氧枪进行冶炼，底氧枪O2喷入强度为1.8Nm3/min·t～2.0Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例O2∶CO2＝1.8～2.0；
4)当钢水碳含量达到目标下限，加入硅铁合金进行还原，将底氧枪的氧气切换为Ar或N2，Ar或N2喷入强度为0.8Nm3/min·t～1.0Nm3/min·t，氧枪冷却的气体为CO2，供气比例Ar∶CO2＝1.0；
5)钢水扒渣后加入其他合金及渣料，底氧枪的氧气切换为Ar或N2，氧枪冷却的气体为Ar，直至出钢。
3.根据权利要求1或2所述的AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于所述的初钢水温度大于1600℃。
4.根据权利要求1或2所述的AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，其特征在于所述的喷吹气体浓度O2大于99.5％，CO2大于99.3％，Ar大于99.8％，N2大于99.3％。
5.根据权利要求2所述的AOD喷吹CO2生产不锈钢的冶炼方法，顶氧枪吹氧压力为0.95～1.05MPa；底吹气压力为0.5～1.0Mpa。
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