CN115710614A - 一种防止aod冶炼前期喷溅的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金技术领域，一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法，包括以下步骤：步骤一：不锈钢冶炼入炉硅质量百分比大于0.6‑1.5%时，石灰加入量20‑30kg/t,开始吹炼，顶枪供氧强度1.6‑1.9Nm3/(min/t),吹氧量达到10‑15Nm3/t时，脱硅期完成开始摇炉倒渣；步骤二：在吹炼后期观察炉口，吹炼过程中出现炉口开始溢渣时，避免直接提枪，造成更大的喷溅；步骤三：氧枪枪位由2.7m降低到2.0‑2.5m，将氧气切换为氮气，供气强度降低至1‑1.2Nm3/(min/t),保证钢渣界面反应生成气体及时排出，减少炉渣泡沫化所需要的气体量；步骤四：搅拌2‑4min后，观察炉口反应，等待反应平稳后提枪，摇炉倒渣。本方法在不提枪的情况下，通过改变氧枪吹炼介质和吹炼模式，减弱并消除不锈钢冶炼前期发生的喷溅，保证冶炼顺行，生产安全。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法。
背景技术
不锈钢是指具有抵抗大气、酸、碱和盐等腐蚀作用的合金钢的总称。不锈钢因具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐磨损、外观精美等特性，用途非常广泛，是石油、化工、化肥、制药、食品、国防、餐具、合成纤维和石油提炼等行业中广泛使用的金属材料；
目前为进一步降低不锈钢冶炼成本，兑入冶炼炉的预溶液硅含量大幅升高达到0.6%-4%（质量百分比），碳含量升高到1-5%，且冶炼过程加入大量的高碳高硅物料，这就导致在冶炼前期硅元素氧化后形成的低碱度炉渣粘度很高，这样当熔池温度达到碳氧反应所需温度时，碳氧反应生成的大量一氧化碳气体在排出时会受到高粘度炉渣的阻碍，进而导致发生喷溅。
中国专利CN 105525055 B 公开了“一种转炉少渣冶炼脱碳期喷溅的控制方法”，该专利针对入炉铁水Si的质量分数在0.2-0.7%之间，转炉脱碳期的喷溅控制，主要通过控制顶枪枪位和供氧操作，以及通过加入辅料和炉渣碱度控制，达到控制喷溅效果。中国专利CN 108+77614 B 公开了“一种抑制转炉冶炼前期喷溅的方法”，该专利主要是通过控制吹炼前期顶枪枪位和氧压，以及增大底吹搅拌效果控制喷溅。中国专利CN 105755199 B 公开了“针对转炉冶炼高硅铁水的防喷溅冶炼控制”，该转炉通过在放渣阶段倒掉脱硅渣，正常冶炼阶段控制顶枪枪位和供氧强度，以及终渣二元碱度，达到控制喷溅目的。
然而，由于以上主要针对转炉冶炼碳钢对喷溅的控制，申请人在实践研究中发现，AOD在冶炼过程中，由于炉容比（0.52m3/t）比转炉小，仅仅采用以上方法不能很好的控制喷溅，需要研发出专门针对AOD冶炼前期的控制方法。
为降低不锈钢冶炼成本，减少AOD前工序熔化合金量，需提高AOD入炉预溶液硅含量，将电炉或中频炉熔化的合金转到AOD加入，但硅含量提高后导致在冶炼前期硅元素氧化后形成的低碱度炉渣粘度很高，这样当熔池温度达到碳氧反应所需温度时，碳氧反应生成的大量一氧化碳气体在排出时会受到高粘度炉渣的阻碍，进而导致发生喷溅。
为此本发明通过顶枪使用惰性气体，消除炉内炉渣过度泡沫化所导致喷溅；本方法创新性提出，吹炼过程中出现喷溅迹象时，氧枪停止供氧但不提出炉膛，直接切换成惰性气体，搅拌的同时有效抑制喷溅。本方法在不提枪的情况下，通过改变氧枪吹炼介质和吹炼模式，改变枪位、流量及介质，破坏炉渣喷溅的物理条件，提供反应气体上升通道，减弱并消除不锈钢冶炼前期发生的喷溅，保证冶炼顺行，生产安全。
发明内容
本发明的目的就是针对上述问题，提供一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法。
本发明的目的是这样实现的：一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法，包括以下步骤：步骤一：不锈钢冶炼入炉硅质量百分比大于0.6-1.5%时，石灰加入量20-30kg/t,开始吹炼，顶枪供氧强度1.6-1.9Nm3/(min/t),吹氧量达到10-15Nm3/t时，脱硅期完成开始摇炉倒渣；步骤二：在吹炼后期观察炉口，吹炼过程中出现炉口开始溢渣时，避免直接提枪，造成更大的喷溅；步骤三：氧枪枪位由2.7m降低到2.0-2.5m，将氧气切换为氮气，供气强度降低至1-1.2Nm3/(min/t),保证钢渣界面反应生成气体及时排出，减少炉渣泡沫化所需要的气体量；步骤四：搅拌2-4min后，观察炉口反应，等待反应平稳后提枪，摇炉倒渣。
AOD兑钢温度为1350-1500℃。
本发明的有益效果是：本方法在不提枪的情况下，通过改变氧枪吹炼介质和吹炼模式，减弱并消除不锈钢冶炼前期发生的喷溅，保证冶炼顺行，生产安全。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的描述。
图1是本发明的结构示意图。
其中：1.氧枪、2.过多泡沫化的炉渣、3.气流通道、4.钢液、5.底吹枪。
具体实施方式
吹炼前期预熔液带入的Si元素优先被氧化生成炉渣，随着Si的氧化，炉渣碱度降低，表面张力大变大，加上良好的流动性和不透气性为泡沫渣的形成提供了基础。随着吹氧的进一步进行，钢水中Si含量降低、温度升高，碳氧反应加剧，形成的气体为炉渣的泡沫化提供了动力条件，渣量、温度、碳氧反应条件均满足后，就会形成大量泡沫渣涌出炉口，发生喷溅。
本方法创新性的提出：在炉内形成泡沫渣出现喷溅迹象时，停止供氧后不是直接提出顶枪，而是将顶枪氧气切换为氮气，对钢液继续搅拌，保持炉内碳氧反应气体排出通道畅通，在炉渣氧化性降低泡沫渣消除后，才提出顶枪，从而抑制喷溅。
在不锈钢冶炼前期脱硅过程中，发现泡沫渣喷溅迹象时，通过改变吹炼参数、气体介质，减少CO的产生量，同时破坏炉内低碱度炉渣的过度泡沫化，为急速脱碳形成的大量气体提供上升通道，避免炉渣溢出炉口。
具体实施步骤如下：a、不锈钢冶炼入炉硅质量百分比大于0.6-1.5%时，石灰加入量20-30kg/t,开始吹炼，顶枪供氧强度1.6-1.9Nm3/(min/t),预计吹氧量达到10-15Nm3/t时，脱硅期完成可以开始摇炉倒渣；b、在吹炼后期注意观察炉口，若吹过程中出现炉口开始溢渣时，避免直接提枪，造成更大的喷溅；c、氧枪枪位降低0.4m，将氧气切换为氮气，供气强度降低至1-1.2Nm3/(min/t),保证钢渣界面反应生成气体及时排出，减少炉渣泡沫化所需要的气体量；d、搅拌过程中降低渣中氧化性，等待炉内渣况稳定后提枪，摇炉倒渣。
1）通过顶枪使用惰性气体，消除炉内炉渣过度泡沫化所导致喷溅；2）本方法创新性提出，吹炼过程中出现喷溅迹象时，氧枪停止供氧但不提出炉膛，直接切换成惰性气体，搅拌的同时有效抑制喷溅。
实施例1
钢种 304；冶炼工艺：电炉+AOD。
a、电炉熔化不锈钢废钢55t,高碳铬铁30t、铬镍生铁52t，碳钢36t,不锈钢废钢为304返回料，高碳铬铁中的C重量百分比为7.8%，Si重量百分比为3.0%，Cr重量百分比为53%；此铬镍生铁中的C重量百分比为3.0%，Si重量百分比为2.1%，Cr重量百分比为10.3%，Ni重量百分比为9.0%，碳钢忽略合金成分。熔炼成预熔液后出钢到预熔包，出钢量165t,出钢主要成分质量百分比为：C：2.86%，Si：1.16%，Cr：18.83%，Ni：5.29%,其余为铁和其他成分。
b、AOD兑钢温度1350℃，开始吹炼供氧强度1.8Nm3/(min/t)，枪位2.6m,底吹氧气、氮气流量为100/50Nm3/t，氧氮比为2:1；加入5.0t石灰,10t冷料进行吹炼，吹氧量达到1500Nm3时，炉口出现溢渣情况。切换氧枪吹炼气体为氮气，顶枪供氧强度降低至1 Nm3/(min/t)，枪位降低至2.3m，氧枪吹气2分钟后，炉渣氧化下降低至正常水平，反应趋于平静，避免炉渣过度泡沫化造成喷溅。
实施例2
钢种 304；冶炼工艺：中频炉+AOD。
a、中频炉熔化高碳铬铁49t、铬镍生铁58t，高碳铬铁中的C重量百分比为6.6%，Si重量百分比为6.5%，Cr重量百分比为49%；此铬镍生铁中的C重量百分比为2.01%，Si重量百分比为0.16%，Cr重量百分比为0.25%，Ni重量百分比为11.37%。熔炼成预熔液后出钢到预熔包，出钢量107t,出钢主要成分质量百分比为：C：4.11%，Si：3.06%，Cr：22.57%，Ni：6.16%,其余为铁和其他成分。
b、AOD兑钢温度1440℃，开始吹炼供氧强度3.1Nm3/(min/t)，枪位2.7m,底吹氧气、氮气流量为95/35Nm3/min；加入15.0t石灰,90t冷料进行吹炼，吹氧量达到5800Nm3时，炉口出现溢渣情况。切换氧枪吹炼气体为氮气，顶枪氮气流量为150 Nm3/min，顶枪供氧强度降低至10 Nm3/min，枪位降低至2.3m，氧枪吹气2.5min后，炉渣氧化下降低至正常水平，反应趋于平静，避免炉渣过度泡沫化造成喷溅。
实施例3
钢种 316L；冶炼工艺：中频炉+AOD。
a、中频炉熔化高碳铬铁50t、铬镍生铁75t，高碳铬铁中的C重量百分比为6.6%，Si重量百分比为6.5%，Cr重量百分比为49%；此铬镍生铁中的C重量百分比为2.01%，Si重量百分比为0.16%，Cr重量百分比为0.25%，Ni重量百分比为11.37%。熔炼成预熔液后出钢到预熔包，出钢量125t,出钢主要成分质量百分比为：C：3.85%，Si：2.7%，Cr：19.75%，Ni：6.82%,其余为铁和其他成分。
b、AOD兑钢温度1435℃，开始吹炼供氧强度3.1Nm3/(min/t)，枪位2.7m,底吹氧气、氮气流量为95/35Nm3/min；加入14.0t石灰,78t冷料进行吹炼，吹氧量达到5300Nm3时，炉口出现溢渣情况。切换氧枪吹炼气体为氮气，顶枪氮气流量为150 Nm3/min，顶枪供氧强度降低至10 Nm3/min，枪位降低至2.3m，氧枪吹气2.5min后，炉渣氧化下降低至正常水平，反应趋于平静，避免炉渣过度泡沫化造成喷溅。本发明通过改变氧枪吹炼模式，改变枪位、流量及介质，破坏炉渣喷溅的物理条件，提供反应气体上升通道，消除炉渣过度泡沫化导致的炉渣喷溅。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明所保护范围的结构特征并不限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围内。
Claims (2)
1.一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：不锈钢冶炼入炉硅质量百分比大于0.6-1.5%时，石灰加入量20-30kg/t,开始吹炼，顶枪供氧强度1.6-1.9Nm3/(min/t),吹氧量达到10-15Nm3/t时，脱硅期完成开始摇炉倒渣；
步骤二：在吹炼后期观察炉口，吹炼过程中出现炉口开始溢渣时，避免直接提枪，造成更大的喷溅；
步骤三：氧枪枪位由2.7m降低到2.0-2.5m，将氧气切换为氮气，供气强度降低至1-1.2Nm3/(min/t),保证钢渣界面反应生成气体及时排出，减少炉渣泡沫化所需要的气体量；
步骤四：搅拌2-4min后，观察炉口反应，等待反应平稳后提枪，摇炉倒渣。
2.根据权利要求1所述的一种防止AOD冶炼前期喷溅的方法，其特征在于：AOD兑钢温度为1350-1500℃。
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