[發(fā)明專利]一種降低轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410250070.2
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN104004877A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳路;常軍;曾建華;梁新騰;楊森祥;黃德勝;杜麗華;張彥恒
• 申請（專利權(quán)）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C21C5/35
• 分類號: C21C5/35
• 代理公司: 北京潤平知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;金迪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種降低轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的方法。

背景技術(shù)

轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼水終點碳氧積高低是衡量鋼中氧的重要依據(jù)，終點碳氧積低有利于降低合金消耗，減少脫氧過程中形成的夾雜物，提高鋼水質(zhì)量。

轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，在碳含量不是很低時，反應速度取決于供氧強度，此時供氧強度越大，脫碳速度也越快，一般1min約脫除0.2重量％左右的碳。但是，當鋼中碳含量低于某個臨界值(一般認為此臨界值在0.07重量％-0.12重量％)，供氧強度對脫碳速度已不起明顯作用。隨著碳含量進一步降低(例如降到0.03％時)，脫碳速度變得極慢，同時鐵的氧化程度急劇上升，進一步脫碳就十分困難，因此，用普通方法冶煉超低碳鋼(w(C)<0.02％)是很不容易的，并且轉(zhuǎn)爐終點碳氧平衡難以控制，難以達到降低轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的方法。

轉(zhuǎn)爐熔池中脫碳反應主要是：[C]+[O]＝CO↑

K＝Pco/(a[C]×a[O])＝Pco/(fc×[％C]×fo[％O])????(1)

式(1)中：K為只與溫度有關(guān)的平衡常數(shù)；Pco為CO的分壓力；fc為鋼水中碳的活度系數(shù)；fo為鋼水中氧的活度系數(shù)。fc和fo與濃度有關(guān)，隨著碳濃度的增加，fc下降而fo上升，但在[C]＝0.02％～2.00％時，fc和fo的積變化不大，接近于1。因而在實際生產(chǎn)中fc×fo＝1。則式(1)變?yōu)椋?/p>

K＝Pco/([％C]×[％O])????(2)

因此，[％C]×[％O]＝Pco/K，當反應達到平衡時，

lgK＝1168/T+2.07????(3)

當T＝1660+273，P為1.0-1.1大氣壓時，K＝401，則[％C]×[％O]＝0.00249

Pco＝P_大氣壓+98066×H_金×ρ_金+98066×H_渣×ρ_渣+98066×2σ/r_co????(4)

在式(4)中：P_大氣壓為大氣壓力，Pa；H_金為CO氣泡上鋼水液的高度，mm；H_渣為CO氣泡上爐渣的高度，mm；ρ_金為鋼水的密度，g/cm³；ρ_渣為爐渣的密度，g/cm³；σ為金屬液表面張力，N/m；r_co為氣泡半徑，mm。當氣泡半徑小于1mm時，毛細管壓力才會明顯。同時實際生產(chǎn)中H_渣與ρ_渣對比而言均很小。因此，[％C]×[％O]＝(1+H_金ρ_金)/K。由此可知，當反應達到平衡時，[％C]×[％O]除與鋼水溫度有關(guān)外，也與鋼液的平均深度有關(guān)，鋼液平均深度越大碳氧積也就越高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有的轉(zhuǎn)爐冶煉終點碳氧積高的缺陷，提供一種能夠降低轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的方法。

本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在實際在生產(chǎn)中，鋼液的平均深度變化很小，可以忽略不計，而在特定溫度下，終點鋼水的碳氧積與CO氣體分壓P_CO有密切的關(guān)系，改變CO氣體分壓P_CO時，終點鋼水的碳氧積隨P_CO降低而降低。發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，在冶煉的不同階段通過改變底吹氣體的流量利用底吹氣體所產(chǎn)生的攪拌效果使CO分壓下降，使得碳氧反應趨向平衡，碳、氧濃度下降，從而有效降低碳氧積。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種降低轉(zhuǎn)爐終點碳氧積的方法，該方法包括在轉(zhuǎn)爐中兌入半鋼后頂吹氧氣和底吹氣體進行轉(zhuǎn)爐冶煉并出鋼，其中，所述底吹氣體包括冶煉前期底吹氮氣或氬氣、冶煉中期和后期底吹氬氣；出鋼過程底吹氬氣；所述冶煉前期底吹氮氣的流量為40-60m³/h，所述冶煉中期底吹氬氣的流量為40-60m³/h，所述冶煉后期底吹氬氣的流量為70-90m³/h，所述出鋼過程底吹氬氣的流量為40-60m³/h。

采用本發(fā)明提供的方法，能夠有效降低終點鋼水的碳氧積，從而降低終點氧含量，由此可以增加合金收得率，降低合金消耗，減少脫氧過程中形成的夾雜物，提高鋼水質(zhì)量。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

具體實施方式