一种含硫易切削不锈钢冶炼中aod造渣方法
【专利摘要】本发明公开了一种含硫易切削不锈钢冶炼中AOD造渣方法，在该方法中，AOD造渣时，用镁砂来代替一部分石灰并根据吹入的氧气量与兑入钢水的碳、硅含量来确定需要加入的石灰及镁砂含量。石灰加入量按以下公式确定：其中，为吹入的总氧量，Wmelt为AOD兑入的钢水重量，[％C]为AOD兑入的钢种碳含量，[％Si]为AOD兑入的钢水硅含量，镁砂加入量为石灰加入量的约50％。通过以上方法，解决了冶炼含硫易切削不锈钢过程中造低碱度渣对炉衬侵蚀严重，造高碱度渣硫收得率低的问题，硫收得率达到了80％。
【专利说明】一种含硫易切削不锈钢冶炼中AOD造渣方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种含硫易切削不锈钢冶炼中A0D造渣方法，涉及冶金行业的钢铁 冶炼【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 所谓含硫易切削不锈钢是指具有优良切削加工性能的不锈钢材料，提高材料的切 削性能主要是钢中加入易切削元素硫来实现。硫在钢中通过形成细小的硫化物夹杂导致 应力集中的缺口效应，降低了钢的切削抗力，但也正是由于硫的含量较高，给冶炼带来了难 度。硫属于性质较活泼元素，容易与渣中氧化钙反应吸收到炉渣中去，导致钢水中的硫收得 率降低。
[0003] CN102041355A公开了一种不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，其成分重量百分比 为：Ca038 ?50%、Si022 2 ?28%、Al2035 ?10%、CaF25 ?10%、Ca-Si3 ?8%、Mg02 ? 5%、B2035?10%、改性剂粒度3?15mm，所述不锈钢精炼过程用钢包渣改性剂，对不锈钢 冶炼过程A0D出钢后的钢包渣的改性和还原处理，控制其碱度，降低其氧化性，使得钢包渣 具有提高不锈钢洁净度的功能，进一步提高不锈钢的质量。
[0004] CN102560001A公开了一种小容量A0D炉双渣法冶炼不锈钢的脱硫、氧工艺，其特 征是:A0D炉容量小于等于1〇吨，初钢水兑入A0D炉后，进入吹氧脱碳期，加渣料进行一次 造渣，并吹氧脱碳；吹氧脱碳结束，进入富铬渣预还原期，加脱氧剂还原吹氧脱碳时产生的 氧化铬，富铬渣预还原结束时，钢水温度控制为1700-1820? ;进入二次造渣期，部份扒渣， 二次造渣的炉渣碱度控制为1. 8-3. 8,二次造渣期吹氩气或氮气的时间大于等于2分钟；然 后进入钢水成份调整期，调整钢水成分；出钢，出钢温度为1570-1670°C，钢水兑入盛钢桶， 浇注成钢锭，该工艺可显著地降低钢中硫、氧含量，从而能成功地冶炼用于冷或热加工的高 合金的超级奥氏体不镑钢及超低碳双相不镑钢等尚端不镑钢。
[0005] CN102943148A公开了一种高纯净不锈钢的制备方法，该方法包括以下步骤：将熔 化的原料置于A0D精炼炉中进行脱碳并还原脱硫，得到熔钢；然后输送到钢包；再进行连 铸；其中，A0D精炼炉的处理包括以下步骤：吹氧脱碳结束后，投入硅铁同时造渣脱硫，脱硫 至炉中S含量< 0. 01重量％时，从A0D精炼炉中第一次出钢到钢包，在钢包内进行扒渣后， 将熔钢重新兑入A0D精炼炉中并从新造渣，吹氧并炉渣碱度控制在1. 4-1. 8范围内，然后吹 入氩气进行搅拌，至炉中S含量< 0.01%时，从A0D精炼炉中第二次出钢，得到熔钢。该制 备方法采用A0D精炼炉，通过双渣法，防止硬性夹杂物的产生，从而制备得到高纯净不锈。
[0006] CN103014242A公开了一种不锈钢冶炼化渣剂及冶炼化渣方法，主要是涉及用于 A0D双渣法冶炼化渣剂及A0D双渣法冶炼化渣方法，属于不锈钢冶炼领域，所述A0D双渣 法冶炼化渣剂由第一组分和第二组分组成；所述第一组分为浇钢上浇注之后产生的废弃 物高铝废砖；所述第二组分为萤石；所述高铝废砖包含有下列质量百分比（％)的组分： Al20368-72，Si022 2-28，Ca02_5，Fe2032-5 ;所述第一组分与所述第二组分的质量比值为〇· 5 : 1。该A0D双渣法冶炼化渣剂成本低，利于环保且化渣综合效果好。
[0007] CNl〇3667598A公开了一种奥氏体不锈钢单渣冶炼方法，涉及不锈钢冶炼技术领 域，包括的步骤有：（1)电弧炉初炼钢水，转入A0D炉继续冶炼，（2)用惰性气体Ar(N)降低 A0D炉内C0分压，该方法采用惰性气体Ar (N)降低C0分压，从而达到降碳保铬的目的，而又 无须提高温度，具有节能减排的优点。
[0008] JP2013006757A公开了一种减少钢渣中石灰的方法，其通过向钢渣中加入碱金属 氢氧化物的水溶液来实现，并通过调节所述水溶液的浓度来达到最佳脱除石灰效果。
[0009] EP2213753A1公开了 一种用于在二次炼钢中造渣的方法，该方法包括将造钢转炉 渣中的钙-铝炉渣与矾土和/或石灰混合。
[0010] "石灰石替代石灰炼钢造渣效果研究"，王鹏飞等，包钢科技，第38卷第4期，2012 年8月， 3〇_32页，研究了转炉炼钢用石灰石代替部分石灰造渣过程中石灰石的行为，论证 了转炉用石灰石炼钢造渣的相对合理方案。结果表明，转炉炼钢前期预加石灰石做造渣原 料,可以很快完成煅烧化渣过程，能够实现降低吨钢石灰消耗，达到降本增效的目的，用石 灰石造渔能够达到预期目标，使转炉吨钢石灰消耗降低近l〇kg/t。
[0011] 在现有技术的所述造渣方法中，均没有涉及在含硫易切削不锈钢冶炼中A0D造 渣，同时也没有公开镁砂来代替一部分石灰并根据吹入的氧气量与兑入钢水的碳、硅含量 来确定需要加入的石灰及镁砂含量，并且没有给出这样的技术启示或教导。
[0012] 另外，根据热力学分析，有利于脱硫的热力学条件是高温、低的氧含量、高碱度、大 渣量。因此，如果想要提高硫的收得率，需要与上述条件相反，低温、高的氧含量、低碱度、少 渣量。其中，温度因为连铸过热度要求和后续过程中的温降，控制的余地有限，氧含量因为 钢水中有硅的关系不可能太高。因此，在现有技术方法中，提高硫收得率通常采用的方法通 常是低碱度，少渣量的方法。然而，控制低碱度炉渣会造成A0D渣线部位侵蚀严重，造成炉 体寿命降低，渣量太少在后续LF操作当中不能埋弧操作，容易引起钢水增碳。
【发明内容】
[0013] 为了克服上述现有技术的上述不足，本发明提供了一种易切削不锈钢冶炼中A0D 造渣方法，该方法在保证硫收得率的同时，对炉体寿命没有危害。
[0014] 本发明人经过深入研究发现，MgO是碱性氧化物且脱硫能力比CaO低，因此，造渣 时用镁砂来代替一部分石灰的话，能够在不降低碱度的情况下，降低炉渣的脱硫能力，提高 硫收得率并且不影响炉体寿命。
[0015] 基于所述发现，并且经过大量试验、分析和不断的优化，本发明确定了如下技术方 案：
[0016] 一种含硫易切削不锈钢冶炼中A0D造渣方法，其特征在于，A0D造渣时，用镁砂来 代替一部分石灰并根据吹入的氧气量与兑入钢水的碳、硅含量来确定需要加入的石灰及镁 砂含量。
[0017] 优选地，石灰加入量按以下公式确定：
[0018] 石灰加入量=(X [%C] X 0.75 -X[%Si]X 0.8) X0.756χ 1.2
[0019] 其中，％为吹入的总氧量，W^SAOD兑入的钢水重量，[% C]为AOD兑入的钢 种碳含量，[% Si]为AOD兑入的钢水硅含量。这样的计算公式在先前技术文献中没有记 载，也不是本领域技术人员容易想到的，而是经过本领域专家通过繁复试验、逐步优化并且 进行理论分析才获得的。
[0020]进一步优选地，镁砂加入量为石灰加入量的约5〇%。本发明人发现，镁砂加入量为 石灰加入量的约50%时，能够获得最佳的硫收得率并且不影响炉体寿命。
[0021]优选地，石灰为活性石灰，其中Ca0>93%;镁砂为一级镁砂，其中 Mg0>93%，以上含 量如本领域所通常理解的，均基于重量计。
[0022] 优选地，所述的石灰和镁砂加入前在400°C以上温度下烘烤。
[0023] 在本发明的进一步优选方面，所述方法可以包括如下步骤：
[0024] 1)钢水在A0D完成脱碳还原之后，根据以下公式计算需要加入的石灰量及镁砂加 入量，使得二元碱度（Ca0/Si02)为约1. 2,三元碱度（Ca0+Mg0/Si02)为约1. 8。
[0025] 石灰加入景=C % - X [%C] X 0·7:5 X [%间 X 0:8) X 0 756 X LJ
[0026] 其中，&为吹入的总氧量，为A0D兑入的钢水重量，[% C]为A0D兑入的钢种 碳含量，[% Si]为A0D兑入的钢水硅含量；
[0027] 镁砂加入量为石灰加入量的约50%。
[0028] 2)使用的石灰为活性石灰，其中Ca0>93%，镁砂为一级镁砂，其中Mg0>93%。
[0029] 3)石灰和镁砂加入前在400°C以上温度下烘烤。
【具体实施方式】
[0030] 以下的实施用于阐述本发明，但本发明的保护范围并不仅限于以下实施。
[0031] 实施例1 :
[0032] 利用A0D冶炼硫含量为0. 24%?0· 3%的303CU含硫易切削不锈钢，使用本发明 方法进行造渣。
[0033] 实施例2 :
[0034] 利用A0D冶炼硫含量>0· 15%的3〇3含硫易切削不锈钢，使用本发明方法进行造 渣。
[0035] 对比例1 :
[0036] 利用A0D冶炼硫含量为〇· 24%?0· 3%的303CU含硫易切削不锈钢，使用本领域 的传统A0D方法进行造渣。
[0037] 对比例2 :
[0038] 利用A0D冶炼硫含量>0· 15%的3〇3含硫易切削不锈钢，使用本领域的传统A〇D方 法进行造渔。
[0039] 在上述实施例和对比例中，发现实施例1与对比例1相比以及实施例2与对比例 2相比，硫收得率分别提高10%和12%，并且炉体寿命没有收到不影响，本发明造渣方法显 示出明显的优越性。 > 、
[0040] 最后应说明的是，上述实施例显然仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并 非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做 出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引 申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【权利要求】
1. 一种含硫易切削不锈钢冶炼中AOD造渣方法，其特征在于，AOD造渣时，用镁砂来代 替一部分石灰并根据吹入的氧气量与兑入钢水的碳、硅含量来确定需要加入的石灰及镁砂 含量。
2. 根据权利要求1所述的AOD造渣方法， 其中，石灰加入量按以下公式确定 石灰加入量=
其中，&为吹入的总氧量，Wnrelt为AOD兑入的钢水重量，[% C]为AOD兑入的钢种碳含 量，[% Si]为AOD兑入的钢水硅含量； 镁砂加入量为石灰加入量的约50%。
3. 根据权利要求2所述的AOD造渣方法，其特征在于，石灰为活性石灰，其中Ca0>93%; 镁砂为一级镁砂，其中Mg0>93 %。
4. 根据权利要求书2或3所述的AOD造渣方法，其特征在于，所示的石灰和镁砂加入前 在400°C以上温度下烘烤。
5. 根据权利要求书2-4中任一项所述的AOD造渣方法，其中钢水在AOD完成脱碳还原 之后，根据上述公式计算需要加入的石灰量及镁砂加入量，使得二元碱度（CaCVSiO 2)为约 1. 2,三元碱度（Ca0+Mg0/Si02)为约 L 8。
【文档编号】C21C7/076GK104232845SQ201410445465
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】金吉男, 张亮, 方毅, 苏杰, 洪育建, 付少朋, 朱雪珍 申请人:浙江瑞浦科技有限公司