一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法
【专利摘要】本发明公开了一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，在转炉炼钢过程中，将铬矿粉和还原剂随造渣料一起加入到炼钢转炉中；利用转炉内的高温、搅拌条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以向转炉中钢水内添加金属铬。本发明使用价格低廉的铬矿粉作为原材料，不需使用额外的设备，在转炉炼钢过程中利用转炉中的高温、搅动条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以增加钢水中的金属铬的含量；工艺过程更加简单，所需设备少，生产成本低，经济效益更好；同时减少能源的消耗和污染。
【专利说明】一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢工艺领域，更具体的涉及一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法。
【背景技术】
[0002]铬是耐热钢的主要合金元素之一。铬钢具有较高的抗氧化性和耐蚀性，含铬的合金钢质地坚硬、耐磨、耐腐蚀、不易生锈，可用来制造机器和工具。
[0003]我国是贫铬国家，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，随着我国含铬钢的需求的增大，铬矿资源的供需矛盾将十分突出。目前铬矿山开采的铬矿粉占开采量的30%-50%，但铬矿粉的价格比块矿便宜15%-20%。
[0004]传统的铬合金化方法是在炼钢出钢过程中将铬铁加入到钢包中，利用钢水的热量和出钢冲击力使其熔化和均匀化，制备铬铁需要额外的设备。据研究显示每吨钢水中每增加1%的铬大约需要164元的铬铁。在这样的情况下，需要一种使用更加廉价的含铬原料就可制得铬合金钢的生产工艺，获得更好的经济效益的同时能够节省铬矿资源。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的在于，提出一种工艺更加简单、不需使用额外设备仅使用炼钢转炉就可以增加钢水中金属铬含量的方法。
[0006]为达此目的，本发明采用以下技术方案:
[0007]—种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，在转炉炼钢过程中，将铬矿粉和还原剂随造渣料一起加入到炼钢转炉中；利用转炉内的高温、搅拌条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以向转炉中钢水内添加金属铬。
[0008]进一步的，所述转炉炼钢过程中添加金属铬的方法具体步骤为:
[0009]Al将铬矿粉、还原剂、催化剂混合并进行粉碎制成第一混合料；
[0010]BI在所述第一混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第一压块；
[0011]Cl将造渣料和所述第一压块加入到炼钢转炉当中；
[0012]Dl在转炉中的高温和搅拌条件下，第一压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中。
[0013]进一步的，所述步骤Al中铬矿粉的重量份数为6-9.5份；所述步骤Al中还原剂的重量份数为0.5-4份 ；所述步骤Al中催化剂的重量份数为0-2份；所述步骤Cl中造渣料的重量为钢水重量的3-10%。
[0014]进一步的，在转炉炼钢过程中添加金属铬的方法的具体步骤为:
[0015]A2将所述铬矿粉、催化剂混合并进行粉碎制成第二混合料；
[0016]B2在所述第二混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第二压块；
[0017]C2将造渣料、还原剂和所述第二压块加入到炼钢转炉当中；
[0018]D2在转炉中的高温和搅拌条件下，第二压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中。
[0019]进一步的，所述步骤A2中铬矿粉的重量份数为6-9.5份；所述步骤A2中催化剂的重量份数为0-2份；所述步骤C2中还原剂为第二压块重量份数的0.5-4份；所述步骤C2中造渣料的重量钢水重量的3-10%。
[0020]进一步的，所述粘结剂为玻璃水和膨润土混合。
[0021]优选的，所述玻璃水的重量份数为0.1-1.0份。
[0022]优选的，所述膨润土的重量份数为0.1-1.5份。
[0023]优选的，所述造渣料为含氧化钙、氧化镁或二氧化硅的矿物质。
[0024]优选的，所述还原剂为碳粉、硅铁、铝粉中的至少一种。
[0025]本发明的有益效果为:本发明使用价格低廉的铬矿粉作为原材料，不需使用额外的设备，在转炉炼钢过程中利用转炉中的高温、搅动条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以增加钢水中的金属铬的含量；工艺过程更加简单，所需设备少，生产成本低，经济效益更好；同时减少能源的消耗和污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为现有技术工艺流程图；
[0027]图2为本发明实施例一的工艺流程图；
[0028]图3为本发明实施例二的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图，并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0030]如图1所示，是现有技术生产含铬合金钢的工艺流程图。现有技术生产含铬合金钢的原料主要选用含铬的块矿以及含铬的人造块，据统计块矿的价格为40元/度吨，而铬矿粉的价格仅为33元/度吨，现有技术的生产成本比本发明的生产成本更高。而在对铬矿山进行开采时，开采出来的铬矿粉的重量约占总开采量的30%-50%，因此原料供应相当的充足。现有技术在生产含铬合金钢的过程中要额外增加一个工艺步骤用于冶炼铬铁，相应的要增加这一步骤所需要的设备，而后将冶炼出来的铬铁经过炼钢合金化这一过程制得含铬合金钢。传统的工艺流程步骤繁多，涉及到的设备较多，消耗较多的能源和原料。
[0031]实施例一
[0032]如图2所示，是本实施例中以铬矿粉为原料，在转炉炼钢过程中向钢水中添加金属铬的方法的具体工艺步骤:
[0033]Al将铬矿粉、还原剂、催化剂混合并进行粉碎制成第一混合料；
[0034]其中铬矿粉的重量份数为6-9.5份,还原剂的重量份数为0.5-4份,本实施例中的还原剂选用碳粉；催化剂的重量份数为0-2份。并将上述各原料混合后制块，粒度10-50mm，制成第一混合料。
[0035]BI在所述第一混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第一压块；
[0036]在第一混合料中加入重量份数为0.1-1.0的水和重量份数为0.1-2.5的粘结剂，本实施例中的粘结剂选用玻璃水和膨润土的混合料；其中玻璃水的重量份数为0.1-1.0份，膨润土的重量份数为0.1-1.5份；并将第一混合料、水、粘结剂均匀混合后进行压块，制
成第一压块。
[0037]Cl将造渣料和所述第一压块加入到炼钢转炉当中；
[0038]在转炉炼钢过程中，将步骤BI中制得的第一压块随造渣料一起加入到炼钢转炉之中，本实施例中选用的造渣料为含氧化钙、氧化镁或二氧化硅的矿物质，为保证转炉炼钢内炉渣的流动性、脱S和脱P的能力，重量份数为钢水重量的3-10%。
[0039]Dl在转炉中的高温和搅拌条件下，第一压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中；
[0040]转炉炼钢过程中，炼钢转炉中的温度为1600-1700°C，碳粉在高温、转炉搅动的条件下，与加入到转炉之中的第一压块中的铬矿粉发生还原反应，将铬矿粉中的铬元素还原出来，增加钢水中的金属铬的含量。转炉中的钢水出钢并进行合金化，即可得到含铬元素的合金钢。
[0041]实施例二
[0042]如图3所示，是本实施例中采用铬矿粉熔融还原法制备铬钢的工艺流程，包括以下步骤:
[0043]A2将所述铬矿粉、催化剂混合制成第二混合料；
[0044]其中铬矿粉的重量份数为6-9.5份，催化剂的重量份数为0-2份。并将上述各原料混合后制块，粒度10-50mm,制成第二混合料。
[0045]B2在所述第二混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第二压块；
[0046]在第二混合料中加入重量份数为0.1-1.0的水和重量份数为0.1-2.5的粘结剂，本实施例中的粘结剂选用玻璃水和膨润土的混合料；其中玻璃水的重量份数为0.1-1.0份，膨润土的重量份数为0.1-1.5份；并将第二混合料、水、粘结剂均匀混合后进行压块，制
成第二压块。
[0047]C2将造渣料、还原剂和所述第二压块加入到炼钢转炉当中；
[0048]在转炉炼钢过程中，将步骤B2中制得的第二压块和还原剂随造渣料一起加入到炼钢转炉之中，本实施例中选用的造渣料为转炉炼钢需要保证炉渣流动性、脱S和脱P能力而加入的含氧化钙、氧化镁或二氧化硅的矿物质，重量份数为钢水重量的3-10% ;选用的还原剂为含碳、硅或铝的物质，其重量为加入造块重量的5-40%。
[0049]D2在转炉中的高温和搅拌条件下，第二压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中。
[0050]转炉炼钢过程中，炼钢转炉中的温度为1600-1700°C，在高温、转炉搅动的条件下，还原剂与加入到转炉之中的第二压块中的铬矿粉发生还原反应，将铬矿粉中的铬元素还原出来，增加钢水中的金属铬的含量。转炉中的钢水出钢并进行合金化，即可得到含铬元素的合金钢。
[0051]本发明使用价格低廉的铬矿粉作为原材料，不需使用额外的设备，在转炉炼钢过程中利用转炉中的高温、搅动条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以增加钢水中的金属铬的含量；工艺过程更加简单，所需设备少，生产成本低，经济效益更好；同时减少能源的消耗和污染，是一种可大规模推广的绿色发明。
[0052]需要声明的是，上述【具体实施方式】仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本【技术领域】的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保 护范围之内。
【权利要求】
1.一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于: 在转炉炼钢过程中，将铬矿粉和还原剂随造渣料一起加入到炼钢转炉中；利用转炉内的高温、搅拌条件和还原剂的还原性将铬矿粉中的铬元素还原出来以向转炉中钢水内添加金属铬。
2.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于，所述转炉炼钢过程中添加金属铬的方法具体步骤为: Al将铬矿粉、还原剂、催化剂混合并进行粉碎制成第一混合料； BI在所述第一混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第一压块； Cl将造渣料和所述第一压块加入到炼钢转炉当中； Dl在转炉中的高温和搅拌条件下，第一压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中。
3.根据权利要求2所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于: 所述步骤Al中铬矿粉的重量份数6-9.5份； 所述步骤Al中还原剂的重量份数为0.5-4份； 所述步骤Al中催化剂的重量份数为0-2份； 所述步骤Cl中造渣料的重量为钢水重量的3-10%。
4.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于，在转炉炼钢过程中添加金属铬的方法的具体步骤为: A2将所述铬矿粉、催化剂混合并进行粉碎制成第二混合料； B2在所述第二混合料中加水和粘结剂并进行混合，混合均匀后进行压块，制成第二压块； C2将造渣料、还原剂和所述第二压块加入到炼钢转炉当中； D2在转炉中的高温和搅拌条件下，第二压块中的铬矿粉在还原剂的作用下，被还原为铬元素进入钢水中。
5.根据权利要求4所述一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于: 所述步骤A2中铬矿粉的重量份数为6-9.5份； 所述步骤A2中催化剂的重量份数为0-2份； 所述步骤C2中还原剂为第二压块重量份数的0.5-4份； 所述步骤C2中造渣料的重量为钢水重量的3-10%。
6.根据权利要求2或4任一项所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于: 所述粘结剂为玻璃水和膨润土混合； 所述玻璃水的重量份数为0.1-1.0份； 所述膨润土的重量份数为0.1-1.5份。
7.根据权利要求2或4任一项所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于: 所述造渣料为含氧化钙、氧化镁或二氧化硅的矿物质。
8.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢过程中添加金属铬的方法，其特征在于:所述还原剂为碳粉 、硅铁、铝粉中的至少一种。
【文档编号】C21C5/28GK103540705SQ201310528455
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】陈宏豫, 程新宇, 胡育新, 冯晓明, 李宏波, 曹立军 申请人:承德建龙特殊钢有限公司