阅读说明：本技术 一种aod炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法 (Method for smelting nickel-chromium stainless steel by using high-nickel molten iron for AOD furnace ) 是由 游香米 吴燕萍 赵运锋 史彩霞 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于不锈钢冶炼技术领域,提出一种AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法,包括：将高镍铁水兑入AOD炉内；下顶枪顶吹氧气进行脱硅吹炼,并在吹炼过程中加入石灰造渣,待脱硅结束后提枪；向炉内加入高碳铬铁,并用侧枪侧吹惰气进行搅拌,待还原结束后倒前渣；再次下顶枪顶吹氧气进行脱碳吹炼,并辅以侧枪侧吹惰气进行搅拌,且在钢水碳含量低于脱碳速度的临界碳含量后顶枪停吹；向炉内加入还原剂和调渣剂,并使用侧枪侧吹惰气进行强搅拌,以促进脱氧和还原脱硫至目标钢水成分。本发明方法充分利用高镍铁水中的Si、Cr等发热元素和有益合金元素,节约能源,并降低合金消耗量,同时提高了铬收得率,保证了AOD冶炼的稳定性。(The invention belongs to the technical field of stainless steel smelting, and provides a method for smelting nickel-chromium stainless steel by using high-nickel molten iron for an AOD furnace, which comprises the following steps: adding high-nickel molten iron into an AOD furnace; blowing oxygen from the top of a lower top gun for desiliconization blowing, adding lime for slagging in the blowing process, and lifting the gun after desiliconization is finished; adding high-carbon ferrochrome into the furnace, laterally blowing inert gas by using a side gun for stirring, and pouring the front slag after the reduction is finished; blowing oxygen at the top of the top lance again for decarburization blowing, stirring by assisting side lance side blowing inert gas, and stopping blowing after the carbon content of the molten steel is lower than the critical carbon content of the decarburization speed; reducing agents and slag modifiers are added into the furnace, and strong stirring is carried out by side lance side blowing of inert gas, so as to promote deoxidation and reduction desulfurization to target molten steel components. The method of the invention fully utilizes heating elements such as Si, Cr and the like and beneficial alloy elements in the high-nickel molten iron, saves energy, reduces alloy consumption, improves chromium yield and ensures the stability of AOD smelting.)

一种AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法

技术领域

本发明属于不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法。

背景技术

以镍铁水为原料的铬镍系不锈钢生产工艺流程充分利用了镍铁水的物理热，避免了能量损失，工艺流程最短，具有成本优势。但由于镍铁水中Si含量高，给AOD的冶炼带来很大挑战。为缩短后续AOD的冶炼周期和控制其冶炼操作的稳定性，常用的操作方法是配置预处理脱硅设施，先行脱硅后再入AOD冶炼。如专利CN103614609A公布了一种不锈钢冶炼用铁水脱硅方法，即是在AOD炉前增设脱硅转炉，将铁水经脱硅处理后再入AOD冶炼，但这种方法虽然保证了AOD冶炼的稳定性，但是多了一道处理工序，增加了转兑铁的温度损失，同时镍铁水脱硅处理后，镍铁水中的铬会氧化进入渣而损失掉，将会降低全流程铬的收得率。再如专利CN110819880A公布了一种200系不锈钢生产用含铬低镍铁水预处理工艺及应用，该专利针对的是采用低镍铁水生产200系不锈钢的情况，采用的仍旧是在不锈钢冶炼炉前增设脱硅转炉的解决方案，该工艺方案虽然考虑了回收低镍铁水脱硅过程中氧化掉的铬的还原，但是仍旧存在转兑过程温度损失以及不能充分利用镍铁水中发热元素的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法，旨在解决现有工艺对镍铁水中发热元素利用不充分，且铬收得率低等问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法，包括如下步骤：

兑镍铁水：将高镍铁水兑入AOD炉内；

脱硅吹炼：下顶枪顶吹氧气进行脱硅吹炼，并在吹炼过程中加入石灰造渣，待脱硅结束后提枪；

还原倒渣：向炉内加入高碳铬铁，并用侧枪侧吹惰气进行搅拌，待还原结束后倒前渣；

脱碳吹炼：再次下顶枪顶吹氧气进行脱碳吹炼，并辅以侧枪侧吹惰气进行搅拌，且在钢水碳含量低于脱碳速度的临界碳含量后顶枪停吹；

还原脱硫：向炉内加入还原剂和调渣剂，并使用侧枪侧吹惰气进行强搅拌，以促进脱氧和还原脱硫至目标钢水成分。

优选的，在兑镍铁水中，控制高镍铁水加入量为670～710kg/t钢水，且高镍铁水成分按质量百分比为：C＝2.0～3.5％、Si＝1.0～2.0％、Mn＝0.10～0.20％、P≤0.045％、S≤0.12％、Ni＝10～12％、Cr≤2％，余量为铁。

优选的，在脱硅吹炼中，控制顶枪的供氧强度为1.0～1.5Nm³/min.t。

优选的，在脱硅吹炼中，控制石灰活性度不低于320，且石灰中CaO含量不低于90％，造渣碱度为1.0～1.5。

优选的，在脱硅吹炼中，脱硅结束指熔池中硅含量为0.6％及以下。

优选的，在还原倒渣中，控制高碳铬铁加入量为生产目标铬镍不锈钢所需铬铁总加入量的10～30％，且高碳铬铁中Cr含量不低于50％。

优选的，在还原倒渣中，控制惰气的搅拌强度不低于0.3Nm³/min.t，搅拌时间不低于6min。

优选的，在还原倒渣中，还原结束指渣中Cr₂O₃含量不高于0.2％。

优选的，在脱碳吹炼中分为高碳区脱碳和低碳区脱碳：高碳区脱碳时，顶枪与侧枪复合吹炼；低碳区脱碳时，仅使用侧枪进行吹炼。

本发明的优点在于：本发明提及的AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法，以高镍铁水为原料，将其兑入AOD炉先进行脱硅吹炼，吹炼过程中加入石灰造渣，脱硅结束后提枪，再进行还原倒渣，并通过高位料仓向炉内加入高碳铬铁，同时侧吹惰性气体进行搅拌，进行充分还原后倒前渣；之后进行脱碳吹炼和还原脱硫至目标钢水成分。该工艺生产能充分利用高镍铁水中的Si、Cr等发热元素和有益合金元素，节约能源，降低合金消耗量，同时提高铬的收得率，有效的保证了AOD冶炼的稳定性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法的原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1所示，本实施例中提及的AOD炉用高镍铁水冶炼镍铬不锈钢的方法，包括以下步骤：

1)兑镍铁水：将高镍铁水兑入AOD炉内，并控制高镍铁水加入量约670～710kg/t钢水，且高镍铁水成分按质量百分比为C＝2.0～3.5％、Si＝1.0～2.0％、Mn＝0.10～0.20％、P≤0.045％、S≤0.12％、Ni＝10～12％、Cr≤2％，余量为铁；

2)脱硅吹炼：下顶枪顶吹氧气进行脱硅吹炼，并在吹炼过程中加入石灰造渣，待脱硅结束后提枪；期间控制顶枪顶吹氧气的供氧强度为1.0～1.5Nm³/min.t；控制石灰活性度不低于320，且石灰中CaO含量不低于90％；控制造渣碱度为1.0～1.5；而脱硅结束是指熔池中硅含量为0.6％及以下。

3)还原倒渣：通过高位料仓向炉内加入高碳铬铁，同时侧吹惰性气体进行搅拌，待还原充分结束后倒前渣；期间控制高碳铬铁中Cr含量不低于50％，且高碳铬铁加入量为生产目标铬镍不锈钢所需铬铁总加入量的10～30％；而采用的惰性气体为N₂、CO₂、Ar气等，且惰性气体的搅拌强度不低于0.3Nm³/min.t，搅拌时间不低于6min。并且，还原充分是指渣中Cr₂O₃含量不高于0.2％。

4)脱碳吹炼：倒渣结束后，下顶枪顶吹氧气进行脱碳吹炼，且脱碳吹炼分为高碳区脱碳和低碳区脱碳，在高碳区脱碳时，顶枪与侧枪复合吹炼，并待钢水碳含量低于脱碳速度的临界碳含量后，顶枪停吹；而低碳区脱碳时，则仅使用侧枪进行吹炼；

5)还原脱硫：脱碳吹炼结束后，加入还原剂和调渣剂，同时使用侧枪进行强搅拌，以促进脱氧和还原脱硫至目标钢水成分。其还原剂为硅铁、硅铝铁、铝；调渣剂为石灰、电石渣或萤石等，根据渣的粘稠程度加入石灰、萤石保持渣的良好流动性，使用量为总出渣质量的0.2％～3％。此阶段能够吸附钢液中的脱氧、脱硫产物，提高钢液质量，缩短冶炼时间。

下面简述一个具体操作：将一定量的高镍铁水兑入AOD炉内，先进行脱硅处理，脱硅氧枪的供氧强度为1.2Nm³/min.t，脱硅过程中加入石灰进行造渣，造渣碱度为1.0～1.5，当熔池中硅含量低于0.6％时，提枪；之后进入还原倒渣，以将生产目标铬镍不锈钢所需铬铁总加入量20％比例的高碳铬铁，并通过高温料仓加入熔池，同时侧吹惰性气体进行搅拌，还原渣中被氧化的铬，还原结束后倒前渣；之后进入AOD常规操作，即脱碳吹炼和还原脱硫至目标钢水成分。

上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。