[發明專利]一種VD爐從預熔渣中還原金屬鋁的方法

在審

• 申請號: 201310386338.0
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103451441A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 林洋;費鵬;孫群;張鐘錚;馬勇;張新義;張越
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22B7/04
• 分類號: C22B7/04;C22B21/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所 21224
• 代理人: 張群

技術領域

本發明涉及一種VD爐從預熔渣中還原金屬鋁的方法。

背景技術

VD法（真空脫氣法）是將鋼包吹氬與真空脫氣相結合，形成的一種鋼包處理法，在67～266Pa真空下精煉，具有很好的去氣和脫氧效果。此外還具有脫硫、成分微調、均勻成分和溫度的功能，主要用于生產低氣體含量鋼，如管線鋼、重軌鋼和簾線鋼等。它具有投資少，處理成本低、生產能力大、精煉效果好、容易操作等一系列優點，在煉鋼生產中獲得了廣泛應用。鋼水在VD爐的處理過程中通常按照鋼種要求需要加入金屬鋁，達到脫氧和合金化的目的。由于金屬鋁價格較高，并且鋁是一種強脫氧劑，氧化鋁在通常情況下很難被還原，而VD爐經常使用富含氧化鋁的預熔渣進行脫硫，脫硫后的爐渣在澆鑄鋼水結束后都排放掉，利用的較少，為此有必要針對VD爐的真空脫氣和鋼水脫硫的冶金反應環境開發出一個從富含氧化鋁的預熔渣中回收金屬鋁方法，降低VD爐精煉鋼水的處理成本。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供VD爐從預熔渣中還原金屬鋁的方法，利用VD爐的冶金條件，從富含氧化鋁爐渣中回收金屬鋁到鋼水中，減少鋁的消耗，有效降低成本。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種VD爐從預熔渣中還原金屬鋁的方法，利用VD爐高真空度下氧化鋁和碳的還原氧化反應，將爐渣中的氧化鋁和增碳劑中的碳反應生成金屬鋁，具體包括以下步驟：

1）煉鋼出鋼控制鋼包凈空在500mm～1200mm，在VD爐進行鋁回收工藝操作之前，首先使用鋁進行鋼水的深脫氧，通常控制鋼水中的Als含量≥0.005%，目的是避免在真空狀態下加入的增碳劑發生劇烈的碳氧化反應，從而抑制了爐渣中氧化鋁的還原反應；

2）鋁脫氧之后加入1～8kg/t預熔渣，同時加入0.1～0.4kg/t增碳劑，控制VD爐鋼包的底吹氬氣體供氣強度在0.15～0.50Nm³·h^-1/t，控制真空罐內反應區域的真空壓力處于較高真空度，控制真空壓力≤67Pa，控制鋼水溫度在1550℃-1650℃，產生的一氧化碳氣體通過真空系統排出到VD爐外，強攪拌時間為5-15min，完成了回收鋁的反應。

所述的加入VD爐的爐渣材料粒度控制在3mm-50mm，形成含Al₂O₃30%-45%，含CaO40%-60%的鋼包爐渣。

所述的增碳劑是高碳含量物質，是焦炭、石油焦或電極碎塊，含碳量≥90%，粒度控制在5mm-20mm。

所述的預熔渣預熔渣組成成分質量百分比為：Al₂O₃35～46，SiO₂≤8.0，S≤0.020，Fe₂O₃≤1.5，MgO≤6，CaF₂≤5，H₂O≤0.5，其余為CaO，所述的預熔渣熔點為1300-1400℃。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

實現了在VD爐使用預熔渣脫硫過程中有效地從預熔渣中回收金屬鋁，降低了鋼水的處理成本，鋼水回收增鋁量達到0.003%-0.020%。

具體實施方式

下面對本發明進行詳細地描述，但是應該指出本發明的實施不限于以下的實施方式。

利用VD爐高真空度下氧化鋁和碳的還原氧化反應，將爐渣中的氧化鋁和增碳劑中的碳反應生成金屬鋁，金屬鋁熔于鋼水中，產生的一氧化碳氣體由于真空罐內氣體分壓低，通過真空系統排出到VD爐外，從而促進了還原反應的進一步進行。反應過程中要充分利用鋼包底吹氬氣促進爐渣在VD爐和鋼水的反應，真空罐內的鋼水和爐渣及增碳劑不斷相互沖擊熔合，液態的渣滴和增碳劑之間進行較為強烈的反應，部分氧化鋁會被還原從而達到回收金屬鋁進入鋼水中的目的。增碳劑是高碳含量物質，是焦炭、石油焦或電極碎塊，含碳量≥90%，粒度控制在5mm-20mm。粒度過小在加入的過程中容易被真空系統抽走，粒度過大影響了物料熔化和反應速度。

下面的實施例為100噸VD爐，所使用的預熔渣中含Al₂O₃38.7%、含CaO44.5%，增碳劑含碳量96.1%：

實施例1

鋼水脫氧后鋼水Als含量為0.017%（質量百分數）；

鋼包內鋼水溫度為1618℃；

鋼包凈空為620mm；

VD爐鋼包底吹氬流量為25Nm³/h；

VD爐真空罐內真空度為49Pa；