D0I:10.13374.issn1001-053x.2011.12.017 第33卷第12期 北京科技大学学报 Vol.33 No.12 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 转炉冶炼新型耐候钢06 CuPNi1Cr2 赵平12,3》殷树春12)刘青12)区 苍大强12》付国庆1,2) 1)北京科技大学钢铁治金新技术国家重点实验室，北京100083 2)北京科技大学治金与生态工程学院，北京100083 3)中国镍资源控股有限公司，香港999077 ☒通信作者，E-mail:qliu@usth.edu.cn 摘要为高效利用资源，充分利用低镍铬红土矿中的镍铬元素，研发了一种新型耐候钢06CPN1C2.针对转炉冶炼耐候钢 过程金属液中铬元素氧化的问题，研究并讨论了冶炼温度和一氧化碳分压对脱碳保铬的影响.转炉治炼O6CPN1C2耐候钢 模拟实验表明，顶吹氧气强度为3.0-3.3m3mi1t,终点碳的质量分数为0.02%~0.05%，治炼终点温度控制在1680- 1700℃时，脱碳保铬效果显著. 关键词炼钢：耐候钢：转炉：红土矿：镍：铬：脱碳 分类号T℉729.1 Smelting of a new-type weathering steel 06CuPNil Cr2 by converter ZHA0 Ping.a,NShu-thm-2,LIU Qing☒，CANG Da--qiang》,FU Guo-qing) 1)State Key Laboratory of Advanced Metallurgy,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 3)China Nickel Resources Holding Co.Ld.,Hong Kong999077,China Corresponding author,E-mail:qliu@ustb.edu.cn ABSTRACT A new-type weathering steel 06CuPNilCr2 was developed by high-efficiently utilizing nickel and chromium in low nick- el-chromium laterite ores.The influences of bath temperature and the partial pressure of carbon monoxide on decarburization and keep- ing chromium were studied and discussed to solve the problem of chromium oxidation in steelmaking.06CuPNilCr2 smelting experi- ments show that the effects of decarburization and keeping chromium are remarkable when the oxygen top-blowing is 3.0 to 3.3 m min-t,the mass fraction of final carbon is 0.02%to 0.05%and the end-point smelting temperature is 1680 to 1700C. KEY WORDS steelmaking:weathering steel;converters:laterite:nickel:chromium:decarburization 由于全球镍需求增长和硫化镍资源短缺，人们 程中，很难避免铁水中的铬首先被氧化而进入渣中 对红土型镍矿资源开发进行了大量的研究习.印 因此，本研究的任务是研究在炼钢过程中如何采取 度尼西亚是褐铁型红土矿的主要生产基地，产量有 有效的工艺措施保住铁水中的铬，探讨相关治金过 130万t回.采用这种低品位红土型镍矿通过高炉治 程机理，并研发相关工艺，为今后充分利用低品位红 炼得到的铁水中镍和铬的质量分数分别为0.8%~ 土矿中镍铬资源提供参考技术依据. 1.2%和1.0%~5.0%，根据铁水中镍和铬的含量， 1脱碳保铬热力学分析 研发了一种新型高强度耐候钢O6 CuPNi1Cr2.根据 镍和铬的物理化学性质，上述低品位红土矿经高炉 在炼钢过程中铬既能够被氧化也能够被还原， 冶炼得到的铁水在炼钢过程中可以获得镍质量分数 金属液中铬在低温下能大量氧化进入渣中，但在高 为0.8%~1.2%的钢水.然而，由于铬与氧的亲和 温下又能被钢液中碳还原进入钢液中.由Ellingham 力显著强于铁与氧的亲和力，在炼钢吹氧脱碳的过 图可知，治金温度必须高于临界转化温度，才能使钢 收稿日期：201009-30 基金项目：教有部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCETO7-0067):中央高校基本科研业务费专项(FRF-BR-09020B)第 33 卷 第 12 期 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 No． 12 Dec． 2011 转炉冶炼新型耐候钢 06CuPNi1Cr2 赵 平1，2，3) 殷树春1，2) 刘 青1，2) 苍大强1，2) 付国庆1，2) 1) 北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室，北京 100083 2) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 3) 中国镍资源控股有限公司，香港 999077 通信作者，E-mail: qliu@ ustb． edu． cn 摘 要 为高效利用资源，充分利用低镍铬红土矿中的镍铬元素，研发了一种新型耐候钢 06CuPNi1Cr2． 针对转炉冶炼耐候钢 过程金属液中铬元素氧化的问题，研究并讨论了冶炼温度和一氧化碳分压对脱碳保铬的影响． 转炉冶炼 06CuPNi1Cr2 耐候钢 模拟实验表明，顶吹氧气强度为 3. 0 ～ 3. 3 m3 ·min － 1 ·t － 1 ，终点碳的质量分数为 0. 02% ～ 0. 05% ，冶炼终点温度控制在 1 680 ～ 1 700 ℃时，脱碳保铬效果显著． 关键词 炼钢; 耐候钢; 转炉; 红土矿; 镍; 铬; 脱碳 分类号 TF729. 1 Smelting of a new-type weathering steel 06CuPNi1Cr2 by converter ZHAO Ping1，2，3) ，YIN Shu-chun1，2) ，LIU Qing1，2) ，CANG Da-qiang1，2) ，FU Guo-qing1，2) 1) State Key Laboratory of Advanced Metallurgy，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 3) China Nickel Resources Holding Co． Ltd． ，Hong Kong 999077，China Corresponding author，E-mail: qliu@ ustb． edu． cn ABSTRACT A new-type weathering steel 06CuPNi1Cr2 was developed by high-efficiently utilizing nickel and chromium in low nick￾el-chromium laterite ores． The influences of bath temperature and the partial pressure of carbon monoxide on decarburization and keep￾ing chromium were studied and discussed to solve the problem of chromium oxidation in steelmaking． 06CuPNi1Cr2 smelting experi￾ments show that the effects of decarburization and keeping chromium are remarkable when the oxygen top-blowing is 3. 0 to 3. 3 m3 · min － 1 ·t － 1 ，the mass fraction of final carbon is 0. 02% to 0. 05% and the end-point smelting temperature is 1 680 to 1 700 ℃ ． KEY WORDS steelmaking; weathering steel; converters; laterite; nickel; chromium; decarburization 收稿日期: 2010--09--30 基金项目: 教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目( NCET07--0067) ; 中央高校基本科研业务费专项( FRF--BR--09--020B) 由于全球镍需求增长和硫化镍资源短缺，人们 对红土型镍矿资源开发进行了大量的研究［1--3］． 印 度尼西亚是褐铁型红土矿的主要生产基地，产量有 130 万 t ［4］． 采用这种低品位红土型镍矿通过高炉冶 炼得到的铁水中镍和铬的质量分数分别为 0. 8% ～ 1. 2% 和 1. 0% ～ 5. 0% ，根据铁水中镍和铬的含量， 研发了一种新型高强度耐候钢 06CuPNi1Cr2． 根据 镍和铬的物理化学性质，上述低品位红土矿经高炉 冶炼得到的铁水在炼钢过程中可以获得镍质量分数 为 0. 8% ～ 1. 2% 的钢水． 然而，由于铬与氧的亲和 力显著强于铁与氧的亲和力，在炼钢吹氧脱碳的过 程中，很难避免铁水中的铬首先被氧化而进入渣中． 因此，本研究的任务是研究在炼钢过程中如何采取 有效的工艺措施保住铁水中的铬，探讨相关冶金过 程机理，并研发相关工艺，为今后充分利用低品位红 土矿中镍铬资源提供参考技术依据． 1 脱碳保铬热力学分析 在炼钢过程中铬既能够被氧化也能够被还原， 金属液中铬在低温下能大量氧化进入渣中，但在高 温下又能被钢液中碳还原进入钢液中． 由 Ellingham 图可知，冶金温度必须高于临界转化温度，才能使钢 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.12.017