专利名称：转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法
技术领域：
本发明涉及一种转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法。
技术背景
KOBMS转炉生产不锈钢在还原期开始后需要加入一定数量的还原剂用于还原吹氧 冶炼期进入炉渣的金属氧化物。转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法是使用硅铁或硅铁加铝作 为还原剂。碳化硅具有较强的还原能力，硅铁价格较高，相应的增加了不锈钢的制造成本。发明内容
为了克服现有转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法的上述不足，本发明提供一种成本 较低的转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法。
申请人不锈钢生产线采用“K0BMS-V0D-CCM”三步法生产工艺，KOBMS转炉生产的 不锈钢钢水还需要经VOD精炼，对KOBMS转炉产出的钢水成分不要求特别精确控制，因此可 以使用碳化硅替代硅铁进行还原，还原后钢水成分可以达到VOD生产控制要求。
本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法的构思是在KOBMS转炉冶炼不锈钢的脱碳与 合金化后的还原期，用含量不低于80 %的碳化硅(碳化硅含量越高越好，但是成本会升 高)，加入碳化硅代替硅铁用于还原。
本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法包括转炉冶炼不锈钢的脱碳及合金化与还原， 其步骤特征是在脱碳与合金化后的还原期用含量不低于80%的碳化硅代替硅铁还原钢水 中的铬氧化物。
具体讲，本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法包括下述步骤
I转炉不锈钢冶炼(脱碳、合金化)
将脱磷铁水兑入KOBMS转炉，脱磷铁水中C、Si及P的含量(重量百分比)与温度 的要求为
C 3. 0% -4. 0% ；Si ≤ 0. 10% ；P ≤ 0. 025% ；温度≤ 1300°C ；
使用顶部氧枪和底部风枪吹入高压氧气和氮气进行脱碳升温处理，氧气流量与 氮气的流量比为1 (2. 53-3. 5)，吹炼过程中将分批从转炉的顶部料仓将高碳铬铁(含 [Cr]65% )、高碳锰铁(含[Mn]78% )、炼钢石灰与轻烧白云石加入炉内，加入的高碳铬铁、 高碳锰铁、炼钢石灰与轻烧白云石的重量与脱磷铁水的重量配比为
脱磷铁水63-67 ；高碳铬铁19-23 ；高碳锰铁0. 2-0. 4 ；
炼钢石灰4-6 ；轻烧白云石1. 7-2. 3 ；
冶炼脱碳至钢水碳含量(重量百分比)达到0. 20-0. 40%，铬、镍含量达到相应钢 种的控制范围、温度达到1680-1700°C ；
II 还原
因步骤I吹氧脱碳过程造成了大量的铬氧化物进入炉渣，需要在还原步骤中通过 添加还原剂将渣中的Cr2O3还原成Cr回到钢水中。根据计算需加入纯硅的量进行还原，折算需加入碳化硅的量，再加入萤石，底吹氮搅拌还原，当炉中的渣中Cr2O3 ^0.5% (占渣中 的重量的百分比)即完成还原步骤。
本发明根据碳化硅和硅铁中硅的含量，通过计算后加入一定量的碳化硅代替硅铁 用于还原。加入的碳化硅及萤石与脱硅铁水的重量份配比一般为
脱磷铁水65 ；80碳化硅1. 2-1. 6 ；萤石0. 7-0. 8。
上述的转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法，其特征是
步骤I转炉不锈钢冶炼
加入的高碳铬铁、高碳锰铁、炼钢石灰与轻烧白云石的重量与脱磷铁水的重量配 比为
脱磷铁水65 ；高碳铬铁21 ；高碳锰铁0.3;
炼钢石灰5 ；轻烧白云石2。
步骤II还原
加入的碳化硅及萤石与脱硅铁水的重量份配比为
脱磷铁水65 ；80碳化硅1. 4 ；萤石0. 7。
本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法，采用碳化硅代替硅铁还原炉渣中的金属氧化 物，可降低原料的成本，碳化硅较硅铁价格低约50%，因此使用碳化硅代替硅铁可降低还原 成本约20%。目前硅铁0^Si75B)市场价为5000元/吨，80碳化硅(折算含硅约50% ) 市场价沈00元/吨，80碳化硅可按照1. 5 1的比例替代i^eSi75B，即使用1. 5吨80碳化 硅代替1. 0吨硅铁(FeSi75B)，可降低成本约1100元。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法的具体实施方式
，但 本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法的具体实施方式
不局限于下述的实施例。
实施例一
使用原料脱磷铁水、高碳铬铁、炼钢石灰、轻烧白云石、萤石块、80碳化硅、高碳 锰铁、高压氧气、氮气
反应容器80吨KOBMS转炉
冶炼产品430不锈钢钢水
80碳化硅成分的重量百分比为
SiC 82% ；游离 C 5. 8% ；S 0. 05 ；
SiO 9% ；水份 0.4% ；灼减 2. 75%。
脱磷铁水中碳、硅与磷成分(重量百分比)为
C 3. 6% ；Si 0. 08% ；P 0. 020% ；
KOBMS转炉出钢430中C、Si、Mn与Cr (重量百分比)的要求
C 0. 20-0. 40 ；Si 0. 15-0. 30 ；Mn 0. 10-0. 25 ；Cr 15. 90-16. 30。
本实施例为
C 0. 30% ；Si 0. 20% ；Mn 0. 18% ；Cr 16. 10%。
本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法实施例为下述的步骤
I转炉不锈钢冶炼(脱碳、合金化)
将65吨脱磷铁水兑入KOBMS转炉，使用顶部氧枪和底部风枪吹入高压氧气和 氮气进行脱碳升温处理，供氧流量1200Nm3/h，供氮流量3600Nm3/h，吹炼过程中分两批从 转炉的顶部料仓加入原料，第一批加入加入11吨高碳铬铁(含[Cr]65%)、0. 15吨高碳 锰铁(含[Mn]78% )、3吨炼钢石灰与1吨轻烧白云石，第二批加入10吨高碳铬铁(含 [Cr]65% ),0. 15吨高碳锰铁(含[Mn]78% )、1吨炼钢石灰、1吨轻烧白云石，冶炼脱碳至 钢水碳含量(重量百分比)达到0. 20%, [Mn]含量应达到0. 20-0. 40% ； [Cr]含量应达到 15. 90-16. 30% ο温度达到1690°C，即完成本步骤;
II 还原
因步骤I吹氧脱碳过程造成了大量的铬氧化物进入炉渣，需要在还原步骤中通过 添加还原剂将渣中的Cr2O3还原成Cr回到钢水中。根据计算需加入0. 7吨纯硅进行还原， 折算需加入80#碳化硅1. 4吨(若加硅铁(FeSi75B)需加0. 95吨)，再加入700kg萤石，以 3600Nm3/h的流量底吹氮搅拌还原12分钟，即完成还原步骤，还原后渣中Cr2O3为0. 4%。
实施例二
使用原料脱磷铁水、高碳铬铁、炼钢石灰、轻烧白云石、萤石块、80碳化硅、高碳 锰铁、高压氧气、氮气
反应容器80吨KOBMS转炉
冶炼产品409L不锈钢钢水
80碳化硅成分的重量百分比为
SiC 82% ；游离 C 5. 8% ；S 0. 05 ；SiO 9% ；水份 0. 4% ；
灼减2. 75%。
脱磷铁水中碳、硅与磷成分(重量百分比)为
C 3. 8% ；Si 0. 08% ；P 0. 016% ；
KOBMS转炉出钢409L中C、Si、Mn与Cr (重量百分比)的要求
C 0. 20-0. 40 ；Si 0. 15-0. 30 ；Mn 0. 10-0. 25 ；Cr 12. 10-12. 50。
本实施例为
C 0. 32 ；Si 0. 20 ；Mn 0. 20 ；Cr 12. 30。
本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法实施例为下述的步骤
I转炉不锈钢冶炼(脱碳、合金化)
将71吨脱磷铁水兑入KOBMS转炉，使用顶部氧枪和底部风枪吹入高压氧气和 氩气进行脱碳升温处理，供氧流量1200Nm3/h，供氩流量3600Nm3/h，吹炼过程中分两批从 转炉的顶部料仓加入原料，第一批加入加入10吨高碳铬铁(含[Cr]65%)、0. 15吨高碳 锰铁(含[Mn]78% )、2.5吨炼钢石灰与1吨轻烧白云石，第二批加入6吨高碳铬铁(含 [Cr]65% )、0. 13吨高碳锰铁(含[Mn] 78% ),1.5吨炼钢石灰、1吨轻烧白云石，冶炼脱碳 至钢水碳含量(重量百分比)达到0. 20%，[Mn]含量应达到0. 20-0. 40% ； [Cr]含量应达 到12. 00-12. 40%。温度达到1690°C，即完成本步骤；
II 还原
因步骤I吹氧脱碳过程造成了大量的铬氧化物进入炉渣，需要在还原步骤中通过 添加还原剂将渣中的Cr2O3还原成Cr回到钢水中。根据计算需加入0. 6吨纯硅进行还原， 折算需加入80#碳化硅1. 3吨(若加硅铁(FeSi75B)需加0. 95吨)，再加入700kg萤石，以3600Nm3/h的流量底吹氩搅拌还原12分钟，即完成还原步骤，还原后渣中Cr2O3为0. 4%。
权利要求
1.一种转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法，它包括下述步骤 I转炉不锈钢冶炼将脱磷铁水兑入转炉，脱磷铁水中C、Si及P的含量的重量百分比与温度的要求为 C 3. 0% -4. 0% ；Si 彡 0. 10% ；P 彡 0. 025% ；温度彡 1300°C ； 使用顶部氧枪和底部风枪吹入高压氧气和氮气进行脱碳升温处理，氧气流量与氮气的 流量比为1 (2. 53-3. 5)，吹炼过程中将分批从转炉的顶部料仓将高碳铬铁、高碳锰铁、炼 钢石灰与轻烧白云石加入炉内，加入的高碳铬铁、高碳锰铁、炼钢石灰与轻烧白云石的重量 与脱磷铁水的重量配比为脱磷铁水63-67 ；高碳铬铁19-23 ；高碳锰铁0. 2-0. 4 ； 炼钢石灰4-6 ； 轻烧白云石1. 7-2. 3 ；冶炼脱碳至钢水碳含量的重量百分比达到0. 20-0. 40%，铬、镍含量达到相应钢种的控 制范围、温度达到1680-1700°C ； II还原步骤I吹氧脱碳过程造成了大量的铬氧化物进入炉渣，需要在还原步骤中通过添加还 原剂将渣中的Cr2O3还原成Cr回到钢水中；根据计算需加入纯硅的量进行还原，折算需加入 碳化硅的量，再加入萤石，底吹氮搅拌还原，当炉中的渣中Cr2O3 ^ 0. 5%，即完成还原步骤。
2.根据权利要求1所述的转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法，其特征是 步骤I转炉不锈钢冶炼加入的高碳铬铁、高碳锰铁、炼钢石灰与轻烧白云石的重量与脱磷铁水的重量配比为脱磷铁水65 ；高碳铬铁21 ；高碳锰铁0. 3 ； 炼钢石灰5;轻烧白云石2; 高碳铬铁含[Cr] 65%、高碳锰铁含[Mn] 78% ； 步骤II还原加入的碳化硅及萤石与脱硅铁水的重量份配比为 脱磷铁水65 ；80碳化硅1. 4 ；萤石0. 7。
全文摘要
本发明涉及一种转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法，它包括下述步骤I转炉不锈钢冶炼将脱磷铁水兑入转炉，脱磷铁水中C、Si及P的含量的重量百分比为C 3.0％-4.0％；Si≤0.10％；P≤0.025％；吹入高压氧气和氮气进行脱碳升温，氧气与氮气的流量比为1∶(2.53-3.5)，并分批从转炉的顶部料仓将高碳铬铁、高碳锰铁、炼钢石灰与轻烧白云石加入炉内；钢水中碳含量的重量百分比达到20-0.40％，铬、镍含量达到相应钢种的控制范围；II还原计算需加入纯硅的量进行还原，折算为碳化硅的量，再加入萤石，吹氮搅拌还原，使炉中的Cr2O3≤0.5％。本转炉冶炼不锈钢的脱氧还原方法可降低原料的成本。
文档编号C21C5/35GK102031329SQ20101057536
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者侯海滨, 刘卫东 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司