专利名称：一种ANS精炼炉喷吹CO<sub>2</sub>生产低碳钢的精炼方法
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ANS精炼炉喷吹(X)2生 产低碳钢的精炼方法。
背景技术：
ANS精炼工艺的基本原理是在钢包底吹氩气搅拌钢液的条件下，在浸渍罩内部完 成钢液的脱氧、合金化以及升温等操作，解决了传统吹氩搅拌引起钢水裸露、卷渣造成的钢 水过氧化问题，在钢水升温、合金化以及去除夹杂物方面具有独特的优势。目前，生产碳含量为0. 01% 0. 03%的低碳钢种的冶炼工艺主要有两种一是转 炉直接将钢水碳含量吹炼至目标范围内，在转炉出钢过程中向钢包内加入足够的铝对钢液 进行充分脱氧，将钢水溶解氧降低至0. 0003% 0. 0005%，然后通过炉外精炼工艺(ANS、 吹氩搅拌)促进钢水中脱氧产物Al2O3聚合、上浮、去除；二是转炉将钢水碳含量吹炼至 0. 03% 0. 06%，转炉出钢过程中不对钢水脱氧或只加入少量铝进行较弱脱氧，然后通过 炉外精炼工艺(RH、V0D)进一步脱碳、去除夹杂物等。第一种方法的缺点是转炉钢水溶解氧含量较高，出钢脱氧后钢水会产生大量的 脱氧产物，一方面增加炉外处理过程去除脱氧产物的难度，另一方面没有去除的脱氧产物 聚集在钢水中，降低钢水的洁净度。第二种方法可以稳定地生产低碳钢，但获得真空的投资 及生产成本较高，一般用于生产超低碳钢及特殊钢，不适宜大规模地应用于普碳钢和低合 金钢的生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种ANS精炼炉喷吹(X)2生产低碳钢的精炼方法，适合大 规模生产普碳钢和低合金钢的非真空状态下钢水二次精炼脱碳工艺，即在ANS精炼过程 中，通过向钢水喷吹CO2气体，对钢液进行脱碳处理、温度调整以及净化作用，以便能够经 济、高效地生产低碳及超低碳用钢。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案—种ANS精炼炉喷吹CO2生产低碳钢的精炼方法，其特征在于ANS精炼过程向钢液 内喷吹CO2气体。具体为处理开始后喷吹C02，CO2采用单独的喷枪喷入或利用原有氧枪与 O2混合喷入，单独喷入时(X)2的喷入强度为8Nm3/h *t 12Nm3/h *t，压力为0. 5 1. OMPa, O2喷入强度为7Nm7h · t 14Nm7h · t，压力为0. 95 1. 05MPa ；混合喷吹时(X)2的体积百 分浓度为1 % 99%，O2的体积百分浓度为1 % 99%，混合气体喷入强度为10Nm3/h-t 15Nm3/h · t，压力为 0. 5 1. 05MPa。进一步，合金化后，喷吹(X)2气体0 5min，喷吹强度为5 10Nm7h · t，压力为 0. 5 1. 05MPa。进一步，CO2采用单独的喷枪喷入方式为浸渍罩上部、钢包侧壁或钢包底部。根据钢水碳含量、溶解氧含量及温度，确定喷吹(X)2量，根据处理过程钢水温度变化情况确定加入升温剂的数量及相应的吹氧量。本发明所阐述的一种ANS精炼炉喷吹(X)2生产低碳钢的精炼方法，通过向钢水喷 吹CO2，在原有钢水升温、合金化以及去除夹杂物等功能的基础上，增加了钢水脱碳功能以 及降低合金使用量，适宜冶炼碳含量为0. 01% 0. 03%的低碳钢种。该工艺投资小，生产 成本低，适合经济、高效、大规模地生产普碳钢和低合金钢，具有良好的推广应用前景。同 时，降低合金使用量意味着减少了生产合金过程中(X)2气体的排放量，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。
图1为喷吹(X)2条件下各种反应的AG0示意图。
具体实施例方式ANS精炼炉喷吹(X)2生产低碳钢的精炼方法转炉采用低氧出钢，保证出钢溶解氧含量为0.02% 0.03%，出钢碳含量为 0. 05% 0. 1%，出钢温度为 1650°C 1700°C。ANS处理过程中，向钢液内喷入(X)2气体，钢液中会发生如下反应CO2+[C] = 2C0单独喷入时，CO2采用在浸渍罩上部安装喷枪的形式进行单独喷入(也可采用在钢 包侧壁或钢包底部安装喷枪的形式)。(X)2的喷入强度为12Nm7h · t，压力为0. SMPa ；O2由 原有氧枪喷入，喷入强度为9Nm3/h · t，压力为1. OMPa ；混合喷吹时，CO2利用原有氧枪与A混合喷入，CO2的体积百分浓度为观％，A的 体积百分浓度为72%，混合气体喷入强度为13Nm3/h · t，压力为0. SMPa0脱氧合金化后，单独喷吹C023min，喷吹强度为7Nm7h · t，压力为0. 8MPa，实现深 脱碳及钢水净化处理。喷吹CO2条件下钢液中各反应的AG0如图1所示，从图中可以看出，在1400°C 1700°C范围内，CO2气体能够与钢液中的各种元素进行反应。在1600°C 1700°C范围内， CO2气体优先和钢液中的碳反应，因此ANS精炼过程中喷入(X)2气体完全可以实现钢液脱碳处理。
权利要求
1.一种ANS精炼炉喷吹(X)2生产低碳钢的精炼方法，其特征在于ANS精炼过程向钢液 内喷吹CO2气体。
2.根据权利要求1所述的ANS精炼炉喷吹CO2生产低碳钢的精炼方法，其特征在于，处 理开始后喷吹C02，CO2采用单独的喷枪喷入或利用原有氧枪与&混合喷入，单独喷入时CO2 的喷入强度为8Nm3/h · t 12Nm3/h · t，压力为0. 5 1. OMPa, O2喷入强度为7Nm3/h · t 14Nm3/h · t，压力为0. 95 1. 05MPa ；混合喷吹时(X)2的体积百分浓度为 99%，O2的 体积百分浓度为 99%，混合气体喷入强度为10Nm3/h-t 15Nm3/h *t，压力为0. 5 1. 05MPa。
3.根据权利要求2所述的ANS精炼炉喷吹CO2生产低碳钢的精炼方法，其特征在于CO2 采用单独的喷枪喷入方式为浸渍罩上部、钢包侧壁或钢包底部。
全文摘要
本发明公开一种ANS精炼炉喷吹CO2生产低碳钢的精炼方法，特征在于ANS精炼过程向钢液内喷吹CO2气体。具体为处理开始后喷吹CO2，CO2采用单独的喷枪喷入或利用原有氧枪与O2混合喷入，单独喷入时CO2的喷入强度为8～12Nm3/h·t，压力为0.5～1.0MPa，O2喷入强度为7～14Nm3/h·t，压力为0.95～1.05MPa；混合喷吹时CO2的体积百分浓度为1％～99％，O2的体积百分浓度为1％～99％，混合气体喷入强度为10～15Nm3/h·t，压力为0.5～1.05MPa。本发明适合大规模生产普碳钢和低合金钢的非真空状态下钢水二次精炼脱碳工艺，对钢液进行脱碳处理、温度调整以及净化作用，实现经济、高效生产低碳及超低碳用钢。
文档编号C21C7/068GK102146498SQ201010108208
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月5日 优先权日2010年2月5日
发明者唐复平, 廖相巍, 李德刚, 贾吉祥, 赵成林, 雷洪波 申请人:鞍钢股份有限公司