一種aod轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法
【專利摘要】一種AOD轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法，包括：1)硅鋁氧化階段；2)主脫碳階段；3)動態(tài)脫碳階段；4)還原階段；5)脫硫合金化；其特征是，在還原階段加入配硅錳礦球，該配硅錳礦球采用含錳百分含量25～40％的錳礦粉與硅鐵粉按7：3進行混合壓球制成，其投加量為0.01～0.02噸/噸鋼，分2～3次平均加入，間隔2～3分鐘；AOD爐脫碳階段冶煉溫度為1560～1620℃；在脫硫合金階段補加石灰，石灰加入量為0.04～0.06噸/噸鋼。本發(fā)明方法用配硅錳礦代替錳合金，可有效降低生產(chǎn)成本，并能確保鋼水純凈度，同時可以直接省略錳合金生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減少環(huán)境污染。
【專利說明】-種AOD轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉領(lǐng)域，特別涉及一種A0D轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 不銹鋼冶煉技術(shù)的核心是"脫碳保鉻"，主流的不銹鋼冶煉設(shè)備是A0D爐。從A0D 爐的冶煉過程看，主要分為以下五個階段：
[0003] 1)硅鋁氧化階段；2)主脫碳階段；3)動態(tài)脫碳階段（可再細(xì)分為3?4個階段）； 4)還原階段；5)脫硫合金化。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)304不銹鋼鋼種時，在A0D爐冶煉還原階段，為使A0D出鋼鋼水Μη 元素達(dá)到一定的成分要求，必須在還原階段加入一定量的錳合金，而錳合金價格高昂，使得 生產(chǎn)成本很高，同時由于現(xiàn)有錳合金制作工藝復(fù)雜、價格昂貴，又環(huán)境污染嚴(yán)重，因此在一 定程度上制約了該類型錳合金的規(guī)模化應(yīng)用，特別不適合在不銹鋼冶煉利潤空間極小的市 場環(huán)境下使用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種A0D轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法，用配硅錳礦代替錳 合金，可有效降低生產(chǎn)成本，并能確保鋼水純凈度，同時可以直接省略錳合金生產(chǎn)環(huán)節(jié)，減 少環(huán)境污染。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：
[0007] -種A0D轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法，包括：1)硅鋁氧化階段；2)主脫碳階段；3) 動態(tài)脫碳階段；4)還原階段；5)脫硫合金化；其特征是，在還原階段加入配硅錳礦球，該配 硅錳礦球采用含錳百分含量25?40%的錳礦粉與硅鐵粉按7 :3進行混合壓球制成，其投 加量為〇. 01?〇. 02噸/噸鋼，分2?3次平均加入，間隔2?3分鐘；A0D爐冶煉溫度為 1560?1620°C ;在脫硫合金階段補加石灰，石灰加入量為0. 04?0. 06噸/噸鋼。
[0008] 優(yōu)先的，本發(fā)明配硅錳礦球成分含量百分比為：Mn25?40%，F(xiàn)e25?40%， Sil7 ?25%，A12030 ?8%，P0 ?0· 1%，Si020 ?10%，H200 ?2%。
[0009] 304不銹鋼中[Μη]含量要求為1. lwt %，A0D出鋼[Μη]要求控制在1. 05%?1. 2% 之間，為使A0D出鋼鋼水Μη元素達(dá)到該范圍要求，必須在還原階段加入價格高昂的錳合金， 用價格相對降低的配硅錳礦可有效降低成本。但是該料中，錳元素以氧化錳的形式存在于 錳礦中，因此在還原階段還需要加入大量的還原劑進行還原。從還原效果看鋁和硅均是一 個很好的還原劑，由于鋁的成本高，因此普遍利用硅鐵中的硅進行還原。而本發(fā)明中使用的 配硅錳礦球是錳礦粉預(yù)配入硅鐵粉（為錳礦粉與硅鐵粉按7 :3進行混合壓球制成），將還 原錳礦用的硅鐵提前配入，無需額外計算和投加還原硅。該料硅鐵粉中的硅可將錳礦粉中 的Μη元素有效還原，使之合金化，從而滿足鋼水中的Μη含量，同時有效降低生產(chǎn)成本。 [0010] 本發(fā)明冶煉過程的機理是與原料裝爐時的爐內(nèi)溫度、混合料的配比與粒度以及他 們之間的化學(xué)反應(yīng)有關(guān)。
[0011] 本發(fā)明配硅錳礦的主要成分為氧化錳、硅。氧化錳可與硅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生產(chǎn)錳， 錳元素再進入鋼液中形成合金化。其反應(yīng)為：
[0012] Si+2Mn0 = 2Mn+Si02
[0013] 根據(jù)熱力學(xué)計算表面，硅在一定溫度以上就能與氧化錳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是化學(xué) 反應(yīng)不僅僅取決于熱力學(xué)，更重要的時與反應(yīng)動力學(xué)有關(guān)。氧化錳的還原速度首先與還原 劑種類有關(guān)，其次取決于反應(yīng)面積。反應(yīng)面積越大，則反應(yīng)速度越快，氧化錳的還原過程又 可分為低溫下固態(tài)氧化錳與固態(tài)還原劑硅的還原反應(yīng)，高溫下爐渣中的氧化錳與鋼液之間 的還原作用。當(dāng)氧化錳的塊度較大時，低溫下的化學(xué)反應(yīng)由于接觸面積太小而體現(xiàn)不出來， 因此反應(yīng)將以高溫還原為主，也就是反應(yīng)進行的較晚。本發(fā)明混合料中氧化錳的粒度較小 (僅在5-70mm之間），將它與還原劑混合，就會大大的提高反應(yīng)面積，從而使氧化錳在較低 溫度下反應(yīng)，即可實現(xiàn)在冶煉早期完成還原反應(yīng)。氧化錳在冶煉早期還原與在冶煉后期還 原相比，能降低爐渣沸騰強度、縮短冶煉時間，提高錳的收得率。
[0014] 在本發(fā)明方法中：
[0015] 配硅錳礦球成份配比方面，根據(jù)配硅錳礦球理化指標(biāo)，根據(jù)上述含量及硅還原錳 礦的化學(xué)反應(yīng)式可計算出，本發(fā)明采用的錳礦粉與硅鐵粉按7 :3進行混合壓球制成的配硅 錳礦球，是根據(jù)原子量及成分含量將還原錳礦用的硅鐵按照比例配入，無需額外計算和投 加還原硅。因此只需根據(jù)錳含量的比例，用同比的配硅錳礦代替錳合金即可。
[0016] 在配硅錳礦球投加時間方面，本發(fā)明選擇在A0D爐的冶煉還原階段投加。如在前 期脫碳階段加入則會造成錳氧化嚴(yán)重，同時導(dǎo)致吹煉時間延長，并且會造成鋼水中氧化錳 無法去除。另外還會使得A0D爐內(nèi)溫度急劇下降，造成后期脫硫困難，同時渣中的氧化錳含 量增加，破壞了原有的爐渣結(jié)構(gòu)。
[0017] 在還原階段加入配硅錳礦球，可以防止錳元素氧化。而該料按照硅和氧化錳反應(yīng) 的比例直接配比而成，該料中的硅粉可將錳礦中氧化錳直接進行還原（硅粉直接做還原 用），以滿足鋼水中的Μη元素含量。
[0018] 在還原階段投入配硅錳礦代替金屬錳合金，因該料中錳含量最高達(dá)40%，而錳合 金中的錳含量高達(dá)99 %以上，因此同比例代替之后，加入的配硅錳礦投加量約為錳合金投 加量的3倍左右。這樣的大物料瞬間加入爐內(nèi)，會造成脫硫階段爐內(nèi)溫度下降（溫降約為 15?20°C /t)，因此本發(fā)明在脫碳階段將溫度控制提前提高40?50°C (即在原來1520°C? 1570°C的基礎(chǔ)上提升到1560?1620°C )，以補正還原階段的溫降。在補正溫度的同時，還 要注意進行分批加入，從還原階段開始，每2?3分鐘加一次，每次加入配硅錳礦球0. 01? 0. 02噸/噸鋼。
[0019] 另外，在還原階段加入配硅錳礦球后，硅粉還原氧化錳之后將產(chǎn)生大量的二氧化 硅，會對爐渣的堿度造成一定負(fù)面影響，因此在脫硫階段通過補加石灰，對A0D渣量進行結(jié) 構(gòu)優(yōu)化，以使堿度保持在正常水平，保證鋼水的純凈度。
[0020] 本發(fā)明的有益效果：
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的配硅錳礦代替價格高昂的錳合金，按照一定的配比比 例在還原階段加入，完全可以達(dá)到不銹鋼冶煉的要求，能保證鋼水純凈度的要求。由于配 硅錳礦球硅含量和錳含量較高，目前采用壓球法就可得到含量穩(wěn)定且較高的配硅錳礦球， 顆粒度的大小和強度均能滿足要求，因此在降低生產(chǎn)成本上和提高生產(chǎn)效率上均有明顯優(yōu) 勢。

【具體實施方式】
[0022] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0023] 采用本發(fā)明方法，在冶煉304不銹鋼過程中用配硅錳礦球，具體成分見表1，收得 率數(shù)據(jù)參見表2。
[0024] 表1試驗配硅錳礦球的成分
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 一種AOD轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法，包括：1)硅鋁氧化階段；2)主脫碳階段；3) 動態(tài)脫碳階段；4)還原階段；5)脫硫合金化；其特征是，在還原階段加入配硅錳礦球，該配 硅錳礦球采用含錳百分含量25?40%的錳礦粉與硅鐵粉按7 :3進行混合壓球制成，其投 加量為〇. 01?〇. 02噸/噸鋼，分2?3次平均加入，每次加入間隔2?3分鐘；A0D爐脫 碳階段冶煉溫度為1560?1620°C ;在脫硫合金階段為調(diào)節(jié)堿度，補加石灰，石灰加入量為 0. 04?0. 06噸/噸鋼。
2. 如權(quán)利要求1所述的A0D轉(zhuǎn)爐冶煉304不銹鋼的方法，其特征是，所述配硅錳礦球的 成分重量百分比為：Mn25 ?40%，F(xiàn)e25 ?40%，Sil7 ?25%，A12030 ?8%，P0 ?(λ 1%， Si020 ?10%，H200 ?2%。
【文檔編號】C21C7/068GK104109736SQ201410280850
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】王海生, 邵世杰, 池和冰, 楊超 申請人:寶鋼不銹鋼有限公司