[發(fā)明專利]一種底吹氧氣-石灰粉提高鉻礦還原的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010529370.X
• 申請日: 2020-06-11
• 公開（公告）號: CN111748670B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱榮;周赟;魏光升;董凱;魏國立;陳培敦;李偉峰;章杰;王春陽;朱青德;任鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號: C21C5/36
• 分類號: C21C5/36;C21C5/34;C22C33/06
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發(fā)明提出一種底吹氧氣?石灰粉提高鉻礦還原的方法，屬于不銹鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域。在不銹鋼冶煉過程中以氧氣為載氣，將石灰粉從冶煉爐底部通過噴槍吹入煉鋼熔池，氧氣直接與煉鋼熔池充分接觸，利用率高，反應(yīng)效果好，一同吹入的石灰粉比表面積大，成渣速度快。在不同冶煉階段實時調(diào)節(jié)氧氣流量和石灰粉的噴吹速率，能夠靈活控制爐渣堿度，有效改善熔池攪拌，加速鉻礦在爐渣中的熔解和還原過程，提高鉻礦的金屬收得率和石灰利用率，縮短不銹鋼冶煉周期，降低生產(chǎn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要屬于不銹鋼冶煉技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種底吹氧氣-石灰粉提高鉻礦還原的方法。

背景技術(shù)

鉻礦是冶煉不銹鋼的主要原料，由各類尖晶石相按不同比例組成，包括一些SiO₂、磷化物和硫化物等雜質(zhì)成分。尖晶石相主要包括鐵鉻尖晶石(FeO·Cr₂O₃)、鎂鉻尖晶石(MgO·Cr₂O₃)和鎂鋁尖晶石(MgO·Al₂O₃)等，這導(dǎo)致鉻礦的熔點很高，在冶煉過程中不能快速熔解，大部分以固相形式懸浮在爐渣中，故而鉻礦還原的速度慢，不銹鋼冶煉周期長，金屬損失率大。

鉻礦的熔融還原分為兩個階段：(1)鉻礦在爐渣中熔解；(2)熔融鉻礦在渣-金界面發(fā)生還原反應(yīng)。這兩個階段對爐渣堿度要求不同，較低的爐渣堿度利于鉻礦的熔解，較高的爐渣堿度能提高Cr₂O₃的活度，利于鉻礦的還原。傳統(tǒng)的冶煉不銹鋼加入石灰的方法是將石灰在加造渣料的階段全部以塊狀形式從爐口一次性投入煉鋼熔池，導(dǎo)致前期爐渣堿度太高，不利于鉻礦熔解，且塊狀石灰在整個冶煉過程中熔解速度較慢且往往不能完全熔解，降低了石灰的利用率，造成資源的浪費。

在不銹鋼冶煉過程中，大部分時期底吹都是小流量的惰性氣體，導(dǎo)致熔池攪拌不足，渣中FeO較高。攪拌強度低導(dǎo)致鉻礦在熔解的過程中分解出的MgO和Al₂O₃等會在鉻礦表面覆蓋，形成一個致密的保護層，阻礙了鉻礦的進一步熔解。FeO含量高會提高Cr₂O₃的還原溫度，不利于“脫碳保鉻”反應(yīng)的進行。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提出一種底吹氧氣-石灰粉提高鉻礦還原的方法，在不銹鋼冶煉過程中以氧氣為載氣，將石灰粉從不銹鋼冶煉爐底部通過噴槍吹入煉鋼熔池，氧氣直接與煉鋼熔池充分接觸，利用率高，反應(yīng)效果好，一同吹入的石灰粉比表面積大，成渣速度快。在不同冶煉階段實時調(diào)節(jié)氧氣流量和石灰粉的噴吹速率，能夠靈活控制爐渣堿度，有效改善熔池攪拌，加速鉻礦在爐渣中的熔解和還原過程，提高鉻礦的金屬收得率和石灰利用率，縮短不銹鋼冶煉周期，降低生產(chǎn)成本。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種底吹氧氣-石灰粉提高鉻礦還原的方法，其特征在于，該方法在不銹鋼冶煉過程中以氧氣為載氣，將石灰粉從不銹鋼冶煉爐底部通過噴槍吹入煉鋼熔池，并實時調(diào)節(jié)不同冶煉階段的氧氣流量和石灰粉噴吹速率，達(dá)到快速、持續(xù)高效的還原鉻礦的目的。在鉻礦熔化期，向不銹鋼冶煉爐熔池噴入較大流量的氧氣和較小噴吹速率的石灰粉，控制較低爐渣堿度，保證熔池快速升溫，加速鉻礦熔解；在初始還原期，向不銹鋼冶煉爐熔池噴入較大流量的氧氣和較大噴吹速率的石灰粉，適當(dāng)增加爐渣堿度，促進鉻礦的還原反應(yīng)的進行；持續(xù)還原期，向不銹鋼冶煉爐熔池噴入較小流量的氧氣和較小噴吹速率的石灰粉，穩(wěn)定爐渣堿度，保證鉻礦被持續(xù)還原；深度還原期，停止向不銹鋼冶煉爐熔池噴入氧氣和石灰粉，改噴較大流量的氬氣，強化熔池攪拌，進一步促進鉻礦的深度還原。

進一步地，在不銹鋼冶煉不同時期氧氣流量和石灰粉噴吹速率具體參數(shù)為：