[发明专利]一种TSR炉顶底复吹CO2

说明书

本发明提出一种TSR炉顶底复吹CO₂冶炼不锈钢的方法，属于不锈钢冶炼技术领域。通过在TSR炉冶炼氧化期的不同阶段从炉子顶部或底部吹入不同比例的CO₂，利用CO₂的弱氧化性强化熔池脱碳同时减少铬的氧化烧损，配合吹入一定量的N₂/Ar，降低熔池CO分压，提高冶炼效率和铬金属收得率，降低生产成本。利用CO₂参与脱碳反应的吸热效应，对熔池进行控温，降低炉身和炉底耐材的高温熔损。利用CO₂参与熔池内元素氧化反应提升熔池的搅拌性能，改善熔池动力学条件，缩短冶炼周期。

技术领域

本发明主要属于不锈钢冶炼技术领域，具体涉及一种TSR炉顶底复吹CO₂冶炼不锈钢的方法。

背景技术

TSR炉是一个具有一支顶吹氧枪和多支底吹枪的顶底复吹不锈钢冶炼炉，相较于AOD和VOD等传统的不锈钢精炼炉，TSR炉不仅可以实现顶部超音速供氧，而且可以通过底吹枪喷吹大流量底吹气体进行全程混合喷吹冶炼，兼具冶炼碳钢和不锈钢的功能。

目前，TSR炉冶炼不锈钢的主要原料为铁水和高碳铬铁，冶炼阶段分为氧化期和还原期。由于铁水中碳含量高且高碳铬铁的加入会向冶炼熔池进一步增碳，导致氧化期冶炼期间脱碳任务重，供氧量大，铬的氧化烧损严重，从而致使还原期需要往炉内加入大量的硅铁合金和一定量的萤石，进行化渣后改善炉渣的反应动力学条件，进行还原和脱氧反应，将渣中的铬部分还原回钢水中并降低钢水过氧化，因此延长了TSR炉冶炼周期，增加了生产成本。同时，在氧化期炉子顶部和底部大量供氧会使炉内温度很高，导致炉身的渣线部位和炉底的耐材受高温侵蚀严重，严格限制了TSR炉炉龄。

中国专利CN 201010108179.4和CN 201010108211.9分别公开了一种VOD 喷吹CO₂生产不锈钢的精炼方法和一种AOD喷吹CO₂生产不锈钢的冶炼方法，通过混合喷吹O₂和CO₂对钢液进行精炼生产不锈钢，但是这两种方法仅针对 1600℃以上的初炼钢水的精炼过程，且在精炼过程中不喷吹惰性气体降低炉内 CO分压，会导致钢液中的铬烧损严重；中国专利CN201710083799.9公开了一种AOD炉用CO₂替代部分氩气冶炼不锈钢的方法，在高碳区冶炼用CO₂代替 Ar，该方法同样是针对1500～1550℃的初炼钢水的精炼过程，只考虑节省的Ar 成本问题，且并未考虑冶炼过程中过多减少Ar量会抑制脱碳保铬反应发生，降低铬金属收得率；中国专利CN 201910241419.9公开了一种底吹CO₂冶炼不锈钢的方法，该方法仅通过底吹CO₂对脱磷铁水进行初炼得到不锈钢母液，而不是不锈钢产品。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种TSR炉顶底复吹CO₂冶炼不锈钢的方法，通过在氧化期不同阶段从顶部或底部吹入不同比例的CO₂，利用CO₂的弱氧化性强化熔池脱碳，减少铬的氧化烧损，降低生产成本。并且CO₂参与脱碳反应有良好的吸热效应，可以对熔池进行控温，降低炉身和炉底耐材的高温熔损。同时， CO₂参与炼钢反应提升熔池的搅拌性能，配合吹入一定量的N₂/Ar，改善熔池动力学条件，降低熔池CO分压，提高铬金属收得率，缩短冶炼周期。

本发明是通过以下技术方案实现的：