CN87100166A - 高合金钢的吹氧转炉冶炼工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高合金钢，尤其是亲氧合金元素如铬和锰含量高的合金钢的吹氧转炉冶炼工艺方法。本发明通过将冶炼工艺分成两步进行可使出钢温度在合金元素含量较高及耗减温度后的熔体后处理时保持在满意的范围之内并可以毫无困难地保持低的磷含量。

Description

本发明所涉及一种在碱性吹氧转炉中冶炼高合金钢，尤其是亲氧元素如铬及锰含量高的合金钢的工艺方法。

人们已知，在吹氧炼钢时，亲氧性高于铁的所有铁的伴生元素和合金元素在脱碳和脱磷处理时会继续造渣。高合金钢，特别是高铬高锰钢的冶炼，由于合金元素大量烧损而使氧顶吹转炉冶炼在经济上受到限制。因此，铬含量大于3%和锰含量大于2%的钢优先在电炉或AOD转炉中冶炼。而且人们还已知（见DE-AS1953888或DE-AS2253480）使用氧来冶炼铬合金化的钢水。但需要控制熔体中氧的活度，例如在氧中混入稀释气体或者保持一定的脱碳速度。

但是，为此所需要的措施和设备却极为复杂而昂贵，因为这些措施和设备是以连续控制脱碳过程和相应改变与氧混合的惰性气体分量为先决条件的。除此以外，设备生产率会由于反应过程延缓而下降。

因此，本发明是以这种任务为基础的，即制定一种在吹氧转炉中可以毫无困难地而且在精炼过程中无烧损地冶炼高合金钢，特别是冶炼亲氧性大于铁的合金元素含量高的合金钢的工艺方法。

根据本发明，高合金钢，特别是亲氧元素如铬和锰含量高的合金钢的吹氧转炉冶炼工艺方法，其特征在于，在第一步冶炼过程中使由含铁物料和造渣剂所组成的炉料籍助吹氧在所形成的碱性炉渣下面进脱碳、脱磷和脱硫并加热到出钢温度，在回收转炉炉渣的情况下将钢水放出并且在出钢过程中进行脱氧和合金化并使钢水与新加的造渣剂如石灰石、氟石以及必要时的矾土生成高碱性炉渣，其中脱氧用反应剂，特别是硅的最小用量要比达到规定成分所必需的量高，而且根据熔化过程中已有的熔体蓄热量来确定合金化添加剂的用量，以及在第二步冶炼过程中，将熔体注入吹氧转炉中并进行后吹，使至少一种脱氧剂的含量达到要求并且达到所需的最终温度，必要时继续添加，使所必需的合金化添加剂符合最终分析结果。

本发明采取的优越措施包括：

第二步冶炼过程在吹氧转炉中用炉底吹洗装置进行，以产生熔池运动;

高于正常量的、脱氧或进行分析调整所必需的反应剂加入量，鉴于其放热反应过程，要根据在第二步冶炼过程中所添加合金化添加剂的量来确定;

在硅-铝脱氧的熔体中，用于脱氧和分析调整钢水所需的含铝量在第二步冶炼之后出钢时添加;

在第一步冶炼过程中，在用硅作为反应剂时，其在出钢时的添加量至多为正常脱氧剂量的五倍;

在进行第二步冶炼时，将熔体与出钢操作中形成的熔渣一起注入吹氧转炉中;以及

合金化添加剂在第二步冶炼过程中是分批加入的。

本发明的工艺方法分为二步转炉操作冶炼工序或工艺步骤，其冶金学步骤如下所述：

将由废钢和生铁之类的含铁物料和造渣剂所组成的炉料在转炉中按一般的转炉钢冶炼规程进行处理，即进行脱碳并在碱性炉渣下面进行脱磷、脱硫。钢水的出钢温度保持在普通转炉钢冶炼的温度范围之内。

将熔体在无转炉渣的情况下浇入钢水包中。在出钢的过程中使钢水脱氧并合金化。同时通过重新添加造渣剂如石灰石、氟石以及必要时的矾土来形成高碱性炉渣。

添加合金元素的量视熔体可用于熔化的热量而定。以这样的方式有目的地添加用于脱氧或调整熔体合金化的反应剂，即使硅或铝的浓度比理论分析规范值高出一定的值。

将经如此脱氧和合金化的熔体重新装入没有氧化渣的转炉之中。

对于熔体热量不足以在出钢时使所需的全部合金元素添加量熔化的情况，合金添加剂可以在此时以不加限制的数量装到转炉中去。对于这种情况，最好使用底吹转炉，以保证充分的底部运动。然后，将熔体重新以这样的方式目标明确地用氧吹炼，即尽量不使规范中所允许的反应剂含量，特别是硅的含量过低。籍此来保证少量的亲氧元素，如铬和锰等在熔体中不被烧损。在很少情况下熔体仅用铝来脱氧，则按相应的方法进行操作。

所希望的熔体温度升高可以通过反应剂，尤其是硅和铝的燃烧在相应过高的浓度下很精确地在短时间内获得。

出钢时所生成的高碱性炉渣随同装入炉中能够中和反应剂燃烧时所生成的、呈酸性反应的氧化物。这样就阻止了否则会发生的酸性炉渣对转炉中可能存在的、含磷酸盐结渣的侵蚀以及可能发生的磷酸盐含量增加。磷酸盐可以同样籍脱氧熔池来还原，从而引起熔体中不需要的磷含量升高。另外还避免了转炉的磨损。

所需熔体成分，特别是参与反应的元素之最终调整在出钢时进行或者在随后的钢水包处理中进行。

在熔体需要进行硅-铝联合脱氧时，由于铝的亲氧性比硅高而必须在第二次出钢时进行铝脱氧。

本工艺方法的优点为：

1.通过将工艺分成二步进行可使出钢温度在合金元素含量较高及耗减温度的熔体后处理时保持在满意的范围之内。

2.可以毫无困难地保持低的磷含量，即使通常为溶解较大量合金化添加剂所必需的高温和高浓度亲氧物的存在有碍于将磷含量调低或者仅在容忍这些合金元素大量烧损的情况下也能毫无困难地保持低的磷含量。

籍助下面的一个实施例可以进一步阐明本发明。

实施例

本实施例可以冶炼具有下列分析成分的一种钢：

C    Si    Mn

0.10/0.15    0.20/0.30    0.50/0.60

P    S    Cr    Al

＜0.025    ＜0.020    9.5/10.0    0.005/0.025

第一步吹炼

将185吨温度为1350℃的平炉生铁（4.3%C、0.52%Si0.34%Mn、0.090%P、0.025%S）、35吨废钢及10吨石灰石装入碱性炉衬吹氧转炉中并用10，500Nm³的氧气氧化成下列成分的预炼钢水：

C    Si    Mn    P    S    Cr    温度

0.05    -    0.15    0.015    0.018    -    1730℃

第一步出钢

将该预炼钢水不带渣地注入盛钢桶中，同时添加8.0吨FeCr（0.1%C，80%Cr）、3.5吨FeSi（75%Si）、4.0吨石灰石及0.5吨氟石。

出钢结束后，盛钢桶中约有208吨原钢，其成分如下：

C    Si    Mn    P    S    Cr    温度

0.06    1.22    0.13    0.016    0.018    3.05    1600℃

第二步吹炼

将盛钢桶中的全部物料-包括炉渣-倒回吹氧转炉中。在同时以至少10Nm³/min吹洗气体流量进行底部吹洗的情况下，添加20吨FeCr（0.1%C，80%Cr）及5吨石灰石。

籍1700Nm³的氧使多余的硅成渣。所产生的热用来熔化铬铁并使原钢温度升高到1645℃。

该金属至此具有下列成分：

C    Si    Mn    P    S    Cr    温度

0.12    0.18    0.14    0.018    0.019    9.61    1645℃

第二步出钢

第二步出钢在无渣的情况下注入钢水包中，同时添加

1400    kg    有亲合力的FeMn    （1%C、82%Mn）

300    kg    FeSi    （75%    Si）及250kg    Al

钢水包中的成品钢具有下列成分：

C    Si    Mn    P    S    Cr    Al

0.12    0.26    0.53    0.019    0.019    9.60    0.018

Claims (7)

1、高合金钢，特别是亲氧元素如铬和锰含量高的合金钢的吹氧转炉冶炼工艺方法，其特征在于，在第一步冶炼过程中使由含铁物料和造渣剂所组成的炉料籍助吹氧在所形成的碱性炉渣下面进行脱碳、脱磷和脱硫并加热到出钢温度，在回收转炉炉渣的情况下将钢水放出并且在出钢过程中进行脱氧和合金化并使钢水与新加的造渣剂如石灰石、氟石以及必要时的矾土生成高碱性炉渣，其中脱氧用反应剂，特别是硅的最小用量要比达到规定成分所必需的量高，而且根据熔化过程中已有的熔体蓄热量来确定合金化添加剂的用量，以及在第二步冶炼过程中，将熔体注入吹氧转炉中并进行后吹，使至少一种脱氧剂的含量达到要求并且达到所需的最终温度，必要时继续添加，使所必需的合金化添加剂符合最终分析结果。

2、权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，第二步冶炼过程在吹氧转炉中用炉底吹洗装置进行，以产生熔池运动。

3、权利要求1或2所述的工艺方法，其特征在于，高于正常量的、脱氧或进行分析调整所必需的反应剂加入量，鉴于其放热反应过程，要根据在第二步冶炼过程中所添加合金化添加剂的量来确定。

4、权利要求1至3中的一项所述的工艺方法，其特征在于，在硅-铝脱氧的熔体中，用于脱氧和分析调整钢水所需的含铝量在第二步冶炼之后出钢时添加。

5、权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在第一步冶炼过程中，在用硅作为反应剂时，其在出钢时的添加量至多为正常脱氧剂量的五倍。

6、权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在进行第二步冶炼时，将熔体与出钢操作中形成的熔渣一起注入吹氧转炉中。

7、权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，合金化添加剂在第二步冶炼过程中分批加入。