CN106834608A - 一种aod炉用co2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,属于不锈钢冶炼技术领域。它包括以下步骤:Ⅰ AOD兑钢;Ⅱ AOD高碳区吹炼;Ⅲ AOD低碳区吹炼;ⅣAOD 还原期;在步骤Ⅱ高碳区使用CO2替代氩气,步骤Ⅳ还原期用CO2替代50%的氩气。该方法在不影响AOD脱碳保铬和还原效果的情况下,用CO2气体替代了部分氩气,减少了氩气的使用量,吨钢CO2气体的使用量为10‑15Nm3/t。
Description
技术领域
本发明涉及一种AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,属于不锈钢冶炼领域。
背景技术
AOD是氩氧脱碳炉的简称,主要用来冶炼不锈钢,不锈钢在脱碳过程中因存在碳铬的竞争性氧化,为了减少铬的氧化,需要用氩气或氮气来降低CO分压,达到脱碳保铬的目标。因氩气价格昂贵,制备过程复杂,在现有的不锈钢生产过程常用氮气替代氩气,但是对于部分不锈钢产品,要求极低的氮含量,因此需要在AOD冶炼过程全程吹氩,氩气消耗高,成本显著升高。因此需要开发一种更廉价的气体,能同时替代氩气,又使钢液中的氮含量较低,最终达到降低AOD冶炼不锈钢的成本。
发明内容
本发明旨在提供一种AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,可以使AOD冶炼不锈钢氩气消耗降低10-15Nm3/t。
本发明提供了一种AOD炉中用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,包括以下步骤:
Ⅰ AOD兑钢
电炉冶炼的钢水,质量百分数比达到下述要求时兑AOD吹炼:
C:2.0-2.5%,Si≤0.2%,Mn≤0.5%,P≤0.035%,Cr:12-20%,Ni:0-20%,N≤0.015%,其它为不可避免的杂质元素和铁;兑钢后钢水温度1500-1550℃;
Ⅱ AOD高碳区吹炼
AOD兑钢后,摇炉,将氩气切换为CO2气体,吹炼,当钢液中C:0.3-0.6%,T≥1640℃时,将CO2切换为氩气;其中C含量采用AOD二级模型计算;
Ⅲ AOD低碳区吹炼
AOD低碳区吹炼,使用氩气和氧气:当C≤0.2%,Mn≤1.5%,P≤0.035%,Cr≤20%,Ni≤20%时,进入还原期;
Ⅳ AOD 还原期
AOD进入还原期后,将氩气阀门的开口度关闭50%,氧气切换为CO2气体,其中氩气/CO2气体比例为1:1,还原10-20min后,AOD出钢。
本发明的关键在于AOD冶炼不锈钢时,在高碳区用CO2替代氩气,在还原期用CO2气体替代50%的氩气。
本发明AOD是指氩氧脱碳炉。
所述不锈钢主要是指Cr含量大于12%的不锈钢。
氩气在AOD冶炼不锈钢中主要的作用是降低CO分压,实现脱碳保铬,CO2气体属于弱氧化性气体,与钢液中的Si、Cr等发生反应,但是反应能力较弱,所以可以使用CO2替代氩气。在AOD高碳区,C含量较高,所需要的CO分压较高,所以可以使用CO2替代氩气,当进入低碳区后需要较低的CO分压,如果用CO2替代Ar气,会提高CO分压,降低了脱碳速度,影响生产。在AOD还原期主要是对钢液中的氧进行还原,Ar主要目的是对钢液进行搅拌,因此可以用CO2替代氩气。
在AOD生产过程可以使用廉价的氮气替代氩气,但是对于氮含量较低的不锈钢,过程吹入大量氮气容易使成分中N含量超标,而CO2不存在上述问题。
本发明适用于AOD冶炼不锈钢生产中;AOD冶炼不锈钢主要在高碳区使用CO2气体,替代价格昂贵的氩气;采用本发明冶炼的304系典型不锈钢可使用10-15Nm3CO2气体/t钢。
本发明的有益效果:AOD氧化期采用CO2替代氩气,不仅可以减少昂贵的氩气的消耗量,还可以生产超低氮不锈钢;还原期采用CO2气体替代50%的氩气,既能减少氩气消耗,又能达到相同的还原效果,使用本发明生产的超纯铁素体不锈钢可使用10-15Nm3CO2气体/t钢。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明,但不局限于以下实施例。
实施例1:
以冶炼钢种SUS436为例:
本实施例的操作步骤为:
Ⅰ AOD兑钢
电炉冶炼的钢水,质量百分数比达到下述要求时兑AOD吹炼:
C:2.4%,Si:0.18%,Mn:0.13%,P:0.019%,Cr:15.4%,Ni:0.1%,N:0.015%,其它为不可避免的杂质元素和铁。兑钢后钢水温度1526℃。
Ⅱ AOD高碳区吹炼
AOD兑钢后,摇炉,将氩气切换为CO2气体,吹炼,当钢液中C:0.58%,T:1660℃时,将CO2切换为氩气;
Ⅲ AOD低碳区吹炼
AOD低碳区吹炼,使用氩气和氧气:当C:0.18%,Mn:0.13%,P:0.019%,Cr:14.2%,Ni:0.12%时,进入还原期;
Ⅳ AOD 还原期
AOD进入还原期后,将氩气阀门50%,氧气切换为CO2气体,其中氩气/CO2气体比例为1:1,还原12min后,AOD出钢。
本实施案例中CO2气体共使用12.5Nm3/t。
实施例2
以冶炼钢种321为例:
本实施例的操作步骤为:
Ⅰ AOD兑钢
电炉冶炼的钢水,质量百分数比达到下述要求时兑AOD吹炼:
C:2.4%,Si:0.12%,Mn:0.23%,P:0.033%,Cr:18.9%,Ni:7.%,N:0.015%,其它为不可避免的杂质元素和铁。兑钢后钢水温度1540℃。
Ⅱ AOD高碳区吹炼
AOD兑钢后,摇炉,将氩气切换为CO2气体,吹炼,当钢液中C:0.51%,T:1644℃时,将CO2切换为氩气;
Ⅲ AOD低碳区吹炼
AOD低碳区吹炼,使用氩气和氧气:当C:0.015%,Mn:1.25%,P:0.034%,Cr:16.3%,Ni:9.8%时,进入还原期;
Ⅳ AOD 还原期
AOD进入还原期后,将氩气阀门50%,氧气切换为CO2气体,其中氩气/CO2气体比例为1:1,还原12min后,AOD出钢。
本实施例中CO2气体共使用14.5Nm3/t。
Claims (5)
1.一种AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,其特征在于:AOD冶炼不锈钢包括以下步骤:Ⅰ AOD兑钢;Ⅱ AOD高碳区吹炼;Ⅲ AOD低碳区吹炼;ⅣAOD 还原期;在步骤Ⅱ高碳区使用CO2替代氩气,步骤Ⅳ还原期用CO2替代50%的氩气。
2.根据权利要求1所述的AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,其特征在于:冶炼不锈钢,吨钢CO2气体的使用量为10-15Nm3/t。
3.根据权利要求1所述的AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,其特征在于:所述不锈钢是指Cr的质量含量大于12%的不锈钢。
4.根据权利要求1~3任一项所述的AOD炉用CO2替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,其特征在于:包括以下步骤:
Ⅰ AOD兑钢
电炉冶炼的钢水,质量百分数比达到下述要求时兑AOD吹炼:
C:2.0-2.5%,Si≤0.2%,Mn≤0.5%,P≤0.035%,Cr:12-20%,Ni:0-20%,N≤0.015%,其它为不可避免的杂质元素和铁;兑钢后钢水温度1500-1550℃;
Ⅱ AOD高碳区吹炼
AOD兑钢后,摇炉,将氩气切换为CO2气体,吹炼,当钢液中C:0.3-0.6%,T≥1640℃时,将CO2切换为氩气;其中C含量采用AOD二级模型计算;
Ⅲ AOD低碳区吹炼
AOD低碳区吹炼,使用氩气和氧气:当C≤0.2%,Mn≤1.5%,P≤0.035%,Cr≤20%,Ni≤20%时,进入还原期;
Ⅳ AOD 还原期
AOD进入还原期后,将氩气阀门的开口度关闭50%,打开CO2气体阀门,其中氩气/CO2气体比例为1:1,还原10-20min后,AOD出钢。
5.根据权利要求4所述的AOD炉用CO2气体替代部分氩气冶炼不锈钢的方法,其特征在于:步骤Ⅱ中和步骤Ⅳ中使用的CO2气体纯度≥99.5%。
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