[发明专利]一种提高200系不锈钢废钢比的GOR冶炼方法

说明书

本发明提供一种提高200系不锈钢废钢比的GOR冶炼方法，其结合热量平衡和质量平衡，建立了公式1：T1+T2×ΔW‑T3×M1‑T4≥T5和公式2：M1+M2‑M3≤M4，并根据公式1和公式2测算200系不锈钢废钢的最大添加量；与此同时，根据200系不锈钢废钢对不锈钢钢水脱碳行为的影响，通过公式3：M1+M2‑M3≤M4和公式4：ɑ[C]^3×ɑ(Cr₂O₃)/ɑ[Cr]^2=P_CO^3/K提供合理的吹氧制度（即GOR炉的底枪吹氧的氧气吹入量和一氧化碳分压P_CO），从而实现有效提高200系不锈钢废钢比至≥6%的同时，保证GOR的高冶炼效率和低成本。

技术领域

本发明属于不锈钢冶炼领域，具体涉及一种提高200系不锈钢废钢比的GOR冶炼方法。

背景技术

200系不锈钢作为节镍经济型不锈钢，被广泛运用在家用装饰、厨具、家电等领域。随着我国200系不锈钢废钢的逐渐增加，提高不锈钢生产过程中200系不锈钢废钢的使用率有利于降低冶炼成本，这也符合国家所提倡的低碳、绿色、低排放的发展方向。

然而，目前200系不锈钢GOR冶炼过程中冷料（包括高碳铬铁4~10%、石灰4~9%、硅锰合金4~6%、200系废钢2~4%）的添加总量大（一般会达到17%以上）；同时冶炼工艺也未综合考虑热量平衡，当进一步提高废钢的添加量易出现冶炼过程热量不足的情况，导致吹氧冶炼过程中金属容易被氧化，使得还原硅的消耗（还原硅指还原金属所使用的硅铁消耗）偏高，增加总硅铁消耗（硅铁消耗＞20kg/t），增加冶炼成本。与此同时，200系不锈钢废钢中通常含有8~12%的锰元素，大量添加200系不锈钢废钢会增加钢液的锰含量，而较高的锰含量又会降低碳元素的活度，抑制脱碳反应的进行；当钢水中锰含量较高、碳含量较低时仍采用较大的氧气流量，会导致钢液中铬、锰等金属元素大量被氧化，这会降低合金收得率（＜95%）和GOR冶炼效率。

发明内容

本发明旨在提供一种提高200系不锈钢废钢比的GOR冶炼方法，能够解决现有的200系不锈钢冶炼工艺难以有效增加200系不锈钢废钢使用量的技术问题，同时能够将铬、锰等金属的氧化和还原硅的消耗控制在较低水平，提高冶炼效率。

一种提高200系不锈钢废钢比的GOR冶炼方法，包括如下步骤：（1）将200系不锈钢初炼钢水倒入GOR炉中，顶枪、底枪均按照现有的吹氧氧气流量进行吹氧脱碳，并在吹氧脱碳期间加入高碳铬铁和石灰，脱碳至钢液成分满足：碳含量为0.4～0.7%；之后顶枪停吹，向GOR炉中加入200系废钢，使得钢液成分满足：碳含量为0.4～0.7%，锰含量0.5～3%；之后，调整底枪的氧气流量、吹氧时间为特定的底枪吹氧氧气流量和吹氧时间继续进行底枪吹氧，直至钢液中碳含量满足成品要求；

其中所述高碳铬铁和石灰按照现有的200系不锈钢生产工艺中高碳铬铁、石灰的常规加入量来添加；

其中所述的200系不锈钢废钢的加入量根据以下方法来确定：

先将200系不锈钢初炼钢水倒入GOR炉中并获取入炉钢水的成分、重量和初始温度，再根据以下公式1的热量平衡公式和公式2的质量平衡公式来计算200系不锈钢废钢的最大加入量：

T1+T2×ΔW-T3×M1-T4≥T5 公式1；

式中：T1-入炉钢水的初始温度，℃；T2-假设钢水中各元素被氧化时所对应的单位质量氧化物升温，℃/t；ΔW-假设钢水中各元素被氧化时所对应的氧化物质量增加量，t；T3-单位质量冷料的添加所带来的温降，℃/t；M1-冷料包括200系不锈钢废钢、高碳铬铁和石灰的加入总量，t；T4-冶炼过程温降，℃；T5-加还原硅之前的钢水温度，℃；

M1+M2-M3≤M4 公式2；