专利名称：一种氩氧炉炉役前期的冶炼方法
技术领域：
本发明涉及一种氩氧炉炉役前期的冶炼方法。
背景技术：
申请人:于1973年对氩氧炉精炼进行研究试验，先后在3t、6t氩氧炉进行试生产， 1983年建成18t氩氧炉并投入生产，并在1999年和2004年先后两次对氩氧炉进行改造、扩 容至45t。经过30余年的实践，积累了丰富的经验，创造了巨大的经济效益。2004年与奥 钢联合作进行技术改造后，实现了氩氧炉智能炼钢，但是受自身条件限制氩氧炉的炉容比 减小，造成新炉壳前期钢水喷溅严重。喷溅导致大量的金属和合金的损失，同时由于喷溅造 成炉口堵塞，炉口变小直接影响顶枪的旋转及加料小车的正常加料。
发明内容
为了克服现有氩氧炉炉役前期的冶炼方法的上述不足，本发明提供一种减少喷溅 降低生产成本的氩氧炉炉役前期的冶炼方法。申请人:经过分析认为新炉壳前期炉壳容积相对较小，而氧化前期铬的氧化形成大 量的氧化渣，铬的氧化渣与加入的造渣材料(石灰、轻烧白云石)形成较厚的渣层覆盖在钢 液表面。厚的炉渣在容积较小的新炉壳中流动性不好，不利于气体的扩散，不仅影响脱碳反 应的正常进行，而且炉渣在吹炼气体的搅拌下发生大量喷溅，使得铬氧化渣及部分钢水大 量喷出炉口，造成损失。减少喷溅可采取减少新炉壳兑钢量，降低供气强度、减少氧化期造 渣材料的加入总量等措施，但采取以上措施将延长氩氧炉冶炼时间、钢水量的减少将影响 连浇节奏及生产效率的提高、造渣材料的减少将会影响氩氧炉的炉渣碱度最终影响到氩氧 炉的炉龄。本发明的原则是在不改变氩氧炉炉渣碱度的前提下，调整造渣材料的加入顺序。本氩氧炉炉役前期的冶炼方法包括下述依次的步骤(一)将45t士2t的符合氩氧炉冶炼的钢水加入氩氧炉中。( 二)脱碳第一步顶枪纯吹氧脱碳，供气强度为72. 7m3/h/t 77. 3m3/h/t，底枪吹氧气和氮 气，供气强度分别为25m3/h/t 30m3/h/t、12. 5m3/h/t 15m3/h/t，时间6士 1分钟，加入石 灰与白云石，每吨钢水加石灰22士2kg，每吨钢水加白云石13士 lkg，保证氧化前期的基本 碱度，达到对炉衬的保护，钢水的温度达到1680°C 士20°C ；第二步顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为66m3/h/t 72m3/h/t，5. 7m3/h/t 8m3/h/t，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为25m3/h/t 30m3/h/t、12. 5m3/h/t 15m3/h/ t，时间1. 5士0. 5分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入高碳铬铁4. 5士 lkg(铬含量67% )，每吨 钢水加高碳锰铁7. 5士 lk (锰含量75% )，钢水的温度1650°C 1750°C ；第三步继续顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为39m3/h/t 43. 2m3/h/t、25m7h/ t 30m3/h/t，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为32m3/h/t 36. 4m3/h/t、18. 2m3/h/t 22. 7m3/h/t,时间7士 1分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入高碳铬铁3. 5士 lkg，每吨钢水加入烧结镍9士 lkg，钢水的温度达到1710°C 1770°C ；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌，供气强度分别为21. 6m3/h/t 24. 5m3/h/t、 45. 5m3/h/t 47. 7m3/h/t，时间5士 1分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入烧结镍8士 1. 5kg (镍 含量97% )，每吨钢水加入石灰11 士2kg，测温、取样分析钢水的成分，钢水温度1700°C 1740°C。(为防止过程温度过高可考虑调整加入少量石灰，最好使钢水的温度不高于 1730°C )；第五步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为16m3/h/t 19. 3m3/h/t、48m7h/ t 50. 5m3/h/t，时间5士0. 5分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入石灰11 士 lkg(降温)，钢水 的温度到1700°C 1740°C ；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为llm3/h/t 14m3/h/t、46m7h/ t 51. 5m7h/t，时间8士 1分钟，每吨钢水加5. 5士 lkg石灰，钢水的温度降到1680°C 1720°C ；将钢中碳含量脱到不高于0. 05%，吹氧结束。(三)还原底枪纯吹氩气搅拌，供气强度分别为27m3/h/t 33m3/h/t，时间2. 5士0. 5分钟， 每吨钢水加入硅铁22士2Kg(硅含量为75% )还原，每吨钢水加入萤石15士 lKg调渣，时间 15 士 1分钟，取样测温，钢水的温度降至1650°C 1690°C，取样分析钢水的成分。(四)调整分析上述钢水成分可知，其中Si、Cr含量不符合要求，每吨钢水再加入微碳铬铁 (Cr含量68% )10kg士 lKg、硅铁2. 2士0. 2Kg调整钢水的成分。钢水的温度为1610°C 1670 °C。(五)出钢取样分析钢水，钢水的成分和温度达到要求即可出钢。上述的氩氧炉炉役前期的冶炼方法，其步骤特征是在步骤(一)中，经测温、取样分析加入的钢水，钢水的成分的质量百分比为C:l% 2.5% Si :0. 01% 0. 6% Mn:0.01% l% P ^ 0. 06%S 06%Cr:12% 25%Ni:0.01 25% Cu:0.01% 3%其余为铁和不可避免的杂质。温度1460 1530°C，渣厚30 70mm。在步骤(二 )脱碳的第四步中，取样分析钢水的成分的质量百分比为C :0. 07% 0. 15% Mn :0. 7% 1. 15% P ^ 0. 06%S ^ 0. 05%Cr:8% 22%Ni:0.01% 25%Cu 0. 01% 3%其余为铁和不可避免的杂质。在步骤(三)还原时，取样分析钢水的成分的质量百分比为C:0.01% 0.1% Si:0.2% l% Mn:0.5% 2% P ^ 0. 06%S ^ 0. 05% Cr:12% 25% Ni:0.01% 25% Cu:0.01% 3%N 0. 01% 0. 4%其余为铁和不可避免的杂质。在步骤(五)出钢时，取样分析钢水，钢水成分的质量百分比为C:0.01% 0.1% Si:0.2% l% Mn :0. 5% 2% P ^ 0. 06%S ^ 0. 05% Cr:12% 25% Ni:0.01% 25% Cu:0.01% 3%N:0.01% 0.4 %其余为铁和不可避免的杂质。测温，钢水的温度为1550°C 1640 °C 上述的氩氧炉炉役前期的冶炼方法更具体的讲，其步骤特征是(一)将45t的符合氩氧炉冶炼的钢水加入氩氧炉中，经测温、取样分析，钢水的成 分的质量百分比为C 1. 489% Si 0. 122% Mn 0. 557% P 0. 027%S 0. 026% Cr 17. 47% Ni 6. 73% Cu 0. 264%其余为铁和不可避免的杂质。温度1546°C，渣厚50mm。( 二)脱碳第一步顶枪纯吹氧脱碳，供气强度为3300m3/h，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别 为1200m7h、600m3/h，时间6分钟，加入石灰It与白云石0. 6t，钢水的温度达到1670°C ；第二步顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为3000m7h、300m7h，底枪吹氧气和氮 气，供气强度分别为1200m7h、600m7h，时间1. 5分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁200kg (铬 含量67% )，高碳锰铁330kg(锰含量75% )，钢水的温度到1700°C ；第三步继续顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为1800m7h、1200m7h，底枪吹氧气 和氮气，供气强度分别为1500m7h、900m7h，时间7分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁148kg， 烧结镍400kg，钢水的温度达到1762°C ；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌，供气强度分别为1020m7h、2040m7h，时间5分钟， 进一步脱碳，加入烧结镍350kg (镍含量97 % )，加入石灰480kg，测温、取样分析钢水的成 分，钢水温度1733°C。钢水的成分的质量百分比为C 0. 105% Mn 0. 852% P 0. 028% S 0. 015%Cr 15. 62% Ni 8. 47% Cu 0. 286%其余为铁和不可避免的杂质。第五步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为780m7h、2160m3/h，时间5分钟， 进一步脱碳，加入石灰500kg (降温)，钢水的温度到1726°C ；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为540m7h、2160m3/h，时间8分钟， 加入2400kg石灰，钢水的温度降到1705°C ；将钢中碳含量脱到0. 05%，吹氧结束。(三)还原底枪纯吹氩气搅拌，供气强度分别为1320m3/h，时间2. 5分钟，加入硅铁 lOOOKg(硅含量为75% )还原，加入萤石650kg调渣，时间15分钟，取样测温，钢水的温度 降至1670°C，取样分析钢水的成分的质量百分比为C 0. 038% Si 0. 389% Mn: 1.042% P 0. 028%S 0. 002% Cr 17. 48% Ni 8. 10% Cu 0. 261%N:0. 0417% 其余为铁和不可避免的杂质。(四)调整分析上述钢水成分可知，其中Si、Cr含量不符合要求，再加入微碳铬铁(Cr含量 68% )450kg、硅铁100kg调整钢水的成分。钢水的温度为1640°C。(五)出钢取样分析钢水，钢水成分的质量百分比为
C 0. 047% Si 0. 431% Mn 1. 053% P 0. 03%S 0. 001% Cr 18. 05% Ni 8. 05% Cu 0. 261% N 0. 0388%其余为铁和不可避免的杂质。测温，钢水的温度为1620°C .本冶炼方法适用于氩氧炉每个炉役前10-15次炉龄，炉龄15次后根据炉壳喷溅情 况恢复现有的常规冶炼方法。冶炼过程中现场观察，本氩氧炉炉役前期的冶炼方法喷溅现象明显减少，由于前 期造渣材料的减少使得冶炼过程前期快速升温，铬的氧化减少，同时用于还原铬的硅铁减 少，从而使得石灰量减少，各项消耗指标均有所降低，降低了生产成本。本冶炼方法新炉 壳前7炉与现有的冶炼方法新炉壳前7炉相比较，硅耗降低5. 26kg/t，金属收得率提高 3. 94%,冶炼时间缩短3. 73分钟。
具体实施例方式下面结合实施例详细说明本氩氧炉炉役前期的冶炼方法的具体实施方式
，但本氩 氧炉炉役前期的冶炼方法的具体实施方式
不局限于下述的实施例。实施例本氩氧炉炉役前期的冶炼方法实施例是以普通304钢种为例，为下述依次的步 骤(一)将45t的符合氩氧炉冶炼的钢水加入氩氧炉中，经测温、取样分析，钢水的成 分的质量百分比为C 1. 489% Si 0. 122% Mn 0. 557% P 0. 027%S 0. 026% Cr 17. 47% Ni 6. 73% Cu 0. 264其余为铁和不可避免的杂质。温度1546°C，渣厚50mm。( 二)脱碳第一步顶枪纯吹氧脱碳，供气强度为3300m3/h，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别 为1200m7h、600m7h，时间6分钟，加入石灰It与白云石0. 6t，保证氧化前期的基本碱度， 达到对炉衬的保护，钢水的温度达到1670°C ；第二步顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为3000m7h、300m7h，底枪吹氧气和氮 气，供气强度分别为1200m7h、600m7h，时间1. 5分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁200kg (铬 含量67% )，高碳锰铁330kg(锰含量75% )，钢水的温度到1700°C ；第三步继续顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为1800m7h、1200m7h，底枪吹氧气 和氮气，供气强度分别为1500m7h、900m7h，时间7分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁148kg， 烧结镍400kg，钢水的温度达到1762°C ；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌，供气强度分别为1020m7h、2040m7h，时间5分钟， 进一步脱碳，加入烧结镍350kg (镍含量97 % )，加入石灰480kg，测温、取样分析钢水的成 分，钢水温度1733°C。(为防止过程温度过高可考虑调整加入少量石灰，最好使钢水的温度 不高于1730°C )；钢水的成分的质量百分比为C 0. 105% Mn 0. 852% P 0. 028% S 0. 015%Cr 15. 62% Ni 8. 47% Cu 0. 286%
其余为铁和不可避免的杂质。第五步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为780m7h、2160m3/h，时间5分钟， 进一步脱碳，加入石灰500kg (降温)，钢水的温度到1726°C ；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为540m7h、2160m3/h，时间8分钟， 加入2400kg石灰，钢水的温度降到1705°C ；将钢中碳含量脱到0. 05%，吹氧结束。(三)还原底枪纯吹氩气搅拌，供气强度分别为1320m3/h，时间2. 5分钟，加入硅铁 lOOOKg(硅含量为75% )还原，加入萤石650kg调渣，时间15分钟，取样测温，钢水的温度 降至1670 °C取样分析钢水的成分的质量百分比为C 0. 038% Si 0. 389% Mn: 1.042% P 0. 028%S 0. 002% Cr 17. 48% Ni 8. 10% Cu 0. 261%N:0. 0417% 其余为铁和不可避免的杂质。(四)调整分析上述钢水成分可知，其中Si、Cr含量不符合要求，再加入微碳铬铁(Cr含量 68% )450kg、硅铁100kg调整钢水的成分。钢水的温度为1640°C。(五)出钢取样分析钢水，钢水成分的质量百分比为C 0. 047% Si 0. 431% Mn 1. 053% P 0. 03%S 0. 001% Cr 18. 05% Ni 8. 05% Cu 0. 261%N:0. 0388% 其余为铁和不可避免的杂质。测温，钢水的温度为1620°C .钢水的成分与温度符合要求。本实施例从步骤(一)到步骤(五)出钢共计耗时71. 97分钟(包括过程加料以 及等待生产节奏的时间)。
权利要求
一种氩氧炉炉役前期的冶炼方法，它包括下述依次的步骤(一)将45t±2t的符合氩氧炉冶炼的钢水加入氩氧炉中；(二)脱碳第一步顶枪纯吹氧脱碳，供气强度为72.7m3/h/t～77.3m3/h/t，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为25m3/h/t～30m3/h/t、12.5m3/h/t～15m3/h/t，时间6±1分钟，加入石灰与白云石，每吨钢水加石灰22±2kg，每吨钢水加白云石13±1kg，保证氧化前期的基本碱度，达到对炉衬的保护，钢水的温度达到1680℃±20℃；第二步顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为66m3/h/t～72m3/h/t，5.7m3/h/t～8m3/h/t，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为25m3/h/t～30m3/h/t、12.5m3/h/t～15m3/h/t，时间1.5±0.5分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入高碳铬铁4.5±1kg，每吨钢水加高碳锰铁7.5±1k，钢水的温度1650℃～1750℃；第三步继续顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为39m3/h/t～43.2m3/h/t、25m3/h/t～30m3/h/t，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为32m3/h/t～36.4m3/h/t、18.2m3/h/t～22.7m3/h/t，时间7±1分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入高碳铬铁3.5±1kg，每吨钢水加入烧结镍9±1kg，钢水的温度达到1710℃～1770℃；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌，供气强度分别为21.6m3/h/t～24.5m3/h/t、45.5m3/h/t～47.7m3/h/t，时间5±1分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入烧结镍8±1.5kg，每吨钢水加入石灰11±2kg，测温、取样分析钢水的成分，钢水温度1700℃～1740℃；第五步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为16m3/h/t～19.3m3/h/t、48m3/h/t～50.5m3/h/t，时间5±0.5分钟，进一步脱碳，每吨钢水加入石灰11±1kg降温，钢水的温度到1700℃～1740℃；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为11m3/h/t～14m3/h/t、46m3/h/t～51.5m3/h/t，时间8±1分钟，每吨钢水加5.5±1kg石灰，钢水的温度降到1680℃～1720℃；将钢中碳含量脱到不高于0.05％，吹氧结束；(三)还原底枪纯吹氩气搅拌，供气强度分别为27m3/h/t～33m3/h/t，时间2.5±0.5分钟，每吨钢水加入硅铁22±2Kg还原，每吨钢水加入萤石15±1Kg调渣，时间15±1分钟，取样测温，钢水的温度降至1650℃～1690℃；取样分析钢水的成分；(四)调整分析上述钢水成分可知，其中Si、Cr含量不符合要求，每吨钢水再加入微碳铬铁10kg±1Kg、硅铁2.2±0.2Kg调整钢水的成分。钢水的温度为1610℃～1670℃；(五)出钢取样分析钢水，钢水的成分和温度达到要求出钢。
2.根据权利要求1所述的氩氧炉炉役前期的冶炼方法，其特征是在步骤(一)中，经测温、取样分析加入的钢水，钢水的成分的质量百分比为 2.5% Si :0. 01% 0. 6% Mn:0. 01% P ≤0. 06% S ≤0. 06% Cr:12% 25% Ni:0. 01 25% Cu:0. 01% 3% 其余为铁和不可避免的杂质，温度1460 1530°C，渣厚30 70mm ； 在步骤(二)脱碳的第四步中，取样分析钢水的成分的质量百分比为C :0. 07% 0. 15% Mn :0. 7% 1. 15% P:彡 0.06%S:彡 0.05%Cr:8% 22%Ni:0. 01% 25%Cu 0. 01% 3%其余为铁和不可避免的杂质；在步骤(三)还原时，取样分析钢水的成分的质量百分比为C:0. 01% 0.Si:0. 2% Mn:0. 5% 2% P ^ 0. 06%S ^ 0. 05%Cr:12% 25% Ni:0. 01% 25% Cu:0. 01% 3%N 0. 01% 0. 4%其余为铁和不可避免的杂质；在步骤(五)出钢时，取样分析钢水，钢水成分的质量百分比为C:0. 01% 0.Si:0. 2% Mn:0. 5% 2% P ^ 0. 06%S ^ 0. 05%Cr:12% 25% Ni:0. 01% 25% Cu:0. 01% 3%N 0. 01% 0. 4%其余为铁和不可避免的杂质，测温，钢水的温度为1550°C 1640°C .
3.根据权利要求1或2所述的氩氧炉炉役前期的冶炼方法，其特征是(一)加入氩氧炉冶炼的钢水为45t，经测温、取样分析，钢水的成分的质量百分比为 C 1. 489% Si 0. 122% Mn 0. 557% P 0. 027%S 0. 026% Cr 17. 47% Ni :6. 73% Cu :0. 264% 其余为铁和不可避免的杂质，温度1546°C，渣厚50mm ；(二)脱碳第一步顶枪纯吹氧脱碳，供气强度为3300m3/h，底枪吹氧气和氮气，供气强度分别为 1200m7h、600m3/h，时间6分钟，加入石灰It与白云石0. 6t，钢水的温度达到1670°C ；第二步顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为3000m7h、300m7h，底枪吹氧气和氮气，供 气强度分别为1200m7h、600m7h，时间1. 5分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁200kg，高碳锰 铁330kg，钢水的温度到1700°C ；第三步继续顶枪吹氧气和氮气，供气强度分别为1800m7h、1200m7h，底枪吹氧气和氮 气，供气强度分别为1500m7h、900m7h，时间7分钟，进一步脱碳，加入高碳铬铁148kg，烧结 镍400kg，钢水的温度达到1762°C ；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌，供气强度分别为1020m3/h、2040m7h，时间5分钟，进一 步脱碳，加入烧结镍350kg，加入石灰480kg，测温、取样分析钢水的成分，钢水温度1733°C ； 钢水的成分的质量百分比为C 0. 105% Mn 0. 852% P 0. 028% S 0. 015% Cr 15. 62% Ni 8. 47% Cu 0. 286% 其余为铁和不可避免的杂质；第五步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为780m7h、2160m7h，时间5分钟，进一 步脱碳，加入石灰500kg降温，钢水的温度到1726°C ；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌，供气强度分别为540m7h、2160m7h，时间8分钟，加入 2400kg石灰，钢水的温度降到1705°C ；将钢中碳含量脱到0. 05%，吹氧结束；(三)还原底枪纯吹氩气搅拌，供气强度分别为1320m3/h，时间2. 5分钟，加入硅铁lOOOKg还原， 加入萤石650kg调渣，时间15分钟，取样测温，钢水的温度降至1670°C，取样分析钢水的成 分的质量百分比为C 0. 038% Si 0. 389% Mn 1. 042% P 0. 028% S 0. 002% Cr :17. 48% Ni :8. 10% Cu :0. 261% N :0. 0417%其余为铁和不可避免的杂质；(四)调整分析上述钢水成分可知，其中Si、Cr含量不符合要求，再加入微碳铬铁450kg、硅铁 100kg调整钢水的成分。钢水的温度为1640°C ；(五)出钢取样分析钢水，钢水成分的质量百分比为C 0. 047% Si 0. 431% Mn 1. 053% P 0. 03% S 0. 001% Cr 18. 05% Ni 8. 05% Cu 0. 261% N 0. 0388% 其余为铁和不可避免的杂质。
全文摘要
一种氩氧炉炉役前期的冶炼方法，其步骤包括(一)将钢水加入氩氧炉中；(二)脱碳第一步顶枪吹氧脱碳，底枪吹氧气和氮气，加石灰与白云石；第二步顶枪与底枪吹氧气和氮气脱碳，加入高碳铬铁和高碳锰铁；第三步顶枪与底枪继续吹氧气和氮气脱碳，加入高碳铬铁和烧结镍；第四步底枪吹氧气和氮气搅拌脱碳，加入烧结镍和石灰；第五步底枪吹氧气和氩气搅拌脱碳加石灰降温；第六步底枪吹氧气和氩气搅拌加入石灰；(三)还原底枪吹氩气搅拌，加入硅铁和萤石；(四)调整再加入微碳铬铁和硅铁；(五)出钢钢水成分达到要求出钢。本氩氧炉炉役前期的冶炼方法喷溅现象明显减少，降低了生产成本。
文档编号C21C7/068GK101875998SQ20091022792
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月28日 优先权日2009年11月28日
发明者刘明生, 刘睿智, 范军, 谭建兴 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司