[发明专利]一种对含铬钢直接合金化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及炼钢工艺领域，尤其涉及一种对含铬钢直接合金化的方法。

背景技术

铬是炼钢生产含铬合金钢中最重要的合金元素之一。我国是贫铬国家，伴随着世界铬矿资源的不断减少，国际市场上铬铁价格也逐渐走高。我国铁合金行业所用的铬铁矿90％以上均为进口矿。随着我国含铬钢需求的增大。铬矿资源的供需矛盾将十分突出。目前铬矿山开采的铬矿其粉矿比例为30-50%，铬矿粉的价格比块矿便宜15-20％。尽管铬矿粉比铬矿块便宜（例如块矿40元/度吨，粉矿33元/度吨），由于其粒度细，直接加入炉内与熔渣接触，便于其尽快融化，尽快还原速度。据2012年12月18日网上查询的车板价铬矿粉为33元/度吨，即吨钢水中每增加1%的铬大约需铬矿粉（按收得率90%计）不到40元（没计入运费、损耗和税费，以及碳粉消耗等）。现有的合金化方法是在炼钢出钢过程中将铬铁加入钢包中，利用钢水的热量和出钢冲击力使其融化和均匀化。1吨钢水中每增加1%的铬大约需要164元铬铁。通常炼钢生产含铬合金钢时，是将铬铁合金在炼钢炉出钢时加人钢水中来生产含铬钢。铬铁合金的生产方法主要有高炉冶炼法和电炉冶炼法，高炉冶炼法铬铁合金成本较低（杂质多些），多用于生产含铬合金钢。其工艺流程为将铬矿块（人造块）投入铬铁高炉冶炼成铬铁，然后将铬铁进行炼钢合金化成为含铬的合金钢。因此，在铬铁的生产过程中，将消耗大量的能源、人力和材料，加工成本高，所造成环境污染较严重。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种对含铬钢直接合金化的方法，该方法采用铬矿粉熔融还原法在精炼过程中直接进行合金化，从而节约资源，降低成本，降低了炼钢过程中所造成的环境污染。

一种对含铬钢直接合金化的方法，包括以下步骤：

（1）以铬矿粉中Cr₂O₃的质量m₀为基准，将按照以下公式计算出还原剂与所述铬矿粉的质量，将还原剂和铬矿粉混合得到熔融还原混合物，所述公式为：

m1=m0/w，m2=3M(1+t)m0/152

所述m₁为铬矿粉的质量，m₂为还原剂的质量，M为还原剂的摩尔质量，w为铬矿粉中Cr₂O₃的质量百分比含量，t为0.2～0.4；

（2）将所述熔融还原混合物加入转炉出钢的温度为1500～1700℃的钢水中，对所述钢水的钢包在压力为0.5～1.5MPa、流量为150～300L/min的条件下吹还原性气体搅拌；

（3）待步骤（2）所述的钢水充分熔化后，将所述钢包转入LF站，在压力为0.1～0.5MPa、流量为60～150L/min的条件吹所述还原性气体搅拌，在温度1500～1700℃下进行LF钢包炉精炼10～50min。

其中，所述还原剂为碳粉、硅粉、金属活泼性优于铬的金属单质粉末。

其中，所述还原性气体为氩气。

其中，步骤（3）所述LF钢包炉精炼包括以下步骤：

造渣：在所述LF钢包炉精炼开始3～5min后，加入石灰、精炼渣、萤石、碳化硅、硅钙铝、AD粉的渣料中一种或至少两种后熔化10min产成LF炉渣，所述造渣的次数为至少一次；

合金化：造渣后，补加合金成分和/或喂合金线；所述补加合金成分具体为补加Al、Ca、Mg、Si金属元素中的至少一种；所述喂合金线具体为以3.5米/秒的速度按照1.5～2.0米/（1ｔ钢水）喂入合金线，所述喂合金线的合金的加入量为0.1～0.14kg/（1ｔ钢水）。

其中，所述LF炉渣中FeO质量百分比含量低于0.5%，粘度为30～80Kg/m.s。

其中，所述LF炉渣中CaO与SiO的质量比为3～12，优选为3～5，例如CaO与SiO的质量比3、4、5。

其中，所述渣料熔化时发泡的厚度为250～600mm，优选为300～400mm。

其中，所述造渣的次数为2次。

其中，所述渣料的加入方式包括一次加入石灰、精炼渣、萤石中的至少一种和分批次加入碳化硅、硅钙铝、AD粉中的至少一种。