電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝。本發(fā)明結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，針對(duì)不銹鋼生產(chǎn)中存在的一些問題，采用高硅（硅調(diào)整到1.0％～1.5％）、高鎳(控制在10％左右)、高溫、高壓(1.5～1.8MPa)、雙管連續(xù)吹氧18～22分鐘、及時(shí)加合金快速降低爐內(nèi)鋼液溫度和合理供電等工藝技術(shù)和操作手段，使冶煉時(shí)高合金鋼返回料的使用率達(dá)到90％以上，鉻在整個(gè)冶煉過程中的回收率達(dá)到95％以上，冶煉吹氧時(shí)間縮短了約40分鐘左右。采用本發(fā)明所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼工藝可大大提高了爐襯的使用壽命，有效地降低生產(chǎn)成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，產(chǎn)生非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不銹鋼冶煉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種在高硅、高鎳、高壓、高溫等條件下的一種電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼工藝現(xiàn)已普遍應(yīng)用于不銹鋼生產(chǎn)領(lǐng)域，其目的是回收廢合金鋼中價(jià)值高的金屬元素如鉻、鎳、鑰等，以降低冶煉生產(chǎn)成本。用電弧爐返回吹氧法冶煉生產(chǎn)鎳鉻系不銹鋼，在長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)存在如下問題:
(O電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼生產(chǎn)中高合金鋼返回爐料使用量較低，一般為40%~60%，且合金的回收率不高 ，冶煉成本較高；
(2)電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼在吹氧脫碳的過程中，鋼液中的鉻也會(huì)被氧化，低溫時(shí)鉻氧化傾向大，鋼液中的含鉻量愈高時(shí)，鉻的氧化燒損愈多，造成出鋼液的成分無(wú)法保證，尤其是碳、鉻的含量不好控制；
(3)電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼在生產(chǎn)過程中鋼液的溫度不好控制，電壓、電流操作不當(dāng)，會(huì)造成短弧操作，電壓、電流使用不合理，合金回收率低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)進(jìn)程及產(chǎn)品質(zhì)量;
(4)電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼在吹煉時(shí)爐內(nèi)溫度不斷升高，使?fàn)t襯長(zhǎng)時(shí)間處于過熱狀態(tài)，高溫爐渣對(duì)爐襯侵蝕嚴(yán)重，造成爐襯損壞，需要用鹵水鎂砂高溫快速補(bǔ)爐或重新砌爐，補(bǔ)爐操作復(fù)雜，費(fèi)時(shí)費(fèi)工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼工藝，通過高硅、高鎳、高溫、高壓、雙管連續(xù)吹氧、及時(shí)加合金快速降低爐內(nèi)鋼液溫度和合理供電等工藝技術(shù)和操作手段，以解決電弧爐返回法冶煉時(shí)回爐料使用量低、化學(xué)成分難以控制、合金元素鉻回收率低、冶煉時(shí)間長(zhǎng)、爐襯損壞嚴(yán)重等問題。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為:
一種電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于它包括以下步驟:
步驟一、配料:90%的爐料采用本鋼種高合金鋼返回料，如有大塊爐料切割成小塊；在裝料前爐底加入鋼液重量1.0~1.5%的FeSi，配入Ni到中上線；
步驟二、熔化期:當(dāng)爐料熔清后，鋼液的溫度> 1600°C時(shí)，根據(jù)爐渣情況，判斷是否放渣，保證吹氧脫碳在薄渣下進(jìn)行；
步驟三、氧化期:取爐試樣分析鋼液成分，將Si的成分調(diào)整控制到鋼液重量的1.0~
1.5%，Ni的成分調(diào)整控制到鋼液重量的9.5~10.5%，計(jì)算鋼液成分鉻碳質(zhì)量比，確定吹氧溫度，當(dāng)爐內(nèi)鋼液溫度滿足要求時(shí)，將吹氧壓力提高至1.5~1.8MPa，用兩根吹氧管連續(xù)吹氧18~22分鐘，觀察爐膛氣氛、吹氧火焰的顏色，再次取樣分析鋼液成分，將C的成分調(diào)整控制到<鋼液重量的0.03% ；步驟四、還原期:在脫氧良好的白渣情況下加入FeCr合金塊調(diào)整最終成分同時(shí)能起到快速降低爐內(nèi)溫度的作用，其中所述FeCr合金塊中Cr含量為60~70%，加入FeCr合金后及時(shí)推拉攪拌鋼液，補(bǔ)加FeCr合金調(diào)整鋼液最終成分，爐內(nèi)溫度快速降低，攪拌鋼液，把露于渣面上的固體FeCr合金塊推入鋼液中，分批次加入還原劑回收渣中的Cr，當(dāng)加入的合金露于渣面上時(shí)，采用電壓210V、電流1KA的供電方式；如合金埋入渣面下時(shí)則采用電壓180V，電流8KA的供電方式，還原期嚴(yán)禁短弧操作，電極下降要同步；
步驟五、出鋼，澆注。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟三所述的吹氧溫度范圍為1705~1835°C。
[0006]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，步驟四中所述合FeCr合金塊中Cr含量為60~70%。
[0007]作為本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟四中所述還原劑為鋁塊、鋁屑、FeS1、CaSi中的一種或兩種以上的組合。其中所述鋁塊中鋁的質(zhì)量百分比含量> 95% ;所述鋁屑中鋁的質(zhì)量百分比含量≥95% ;所述FeSi中Si的質(zhì)量百分比含量為72~80% ;所述CaSi中Si的質(zhì)量百分比含量> 28%ο
[0008]本發(fā)明所述的工藝具有以下技術(shù)特點(diǎn):
(I)、高硅:氧化期硅含量為鋼液重量的1.0%~1.5%。由于硅和氧的親和力大于鉻和氧的親和力，硅先于鉻被氧化，且熔化所需時(shí)間較長(zhǎng)，為了解決熔化期鉻燒損嚴(yán)重難題和為氧化期提供適當(dāng)?shù)墓韬?，在?shí)際操作中，提前在裝料時(shí)加入鋼液重量1.0%~1.5%的硅鐵。每氧化1%的硅比每氧化1%的鉻放出的熱量多，這樣在熔化過程中用硅來(lái)保護(hù)鉻，降低鉻的燒損，與此同時(shí)，硅氧化放出較大熱量，迅速提高了鋼液溫度，為碳的提前氧化創(chuàng)造了條件。通過實(shí)驗(yàn)證明，化清鉻的含量比原工藝中鉻的含量提高了 1.5%~2.0%。
[0009](2)、高鎳:熔清鎳控制在鋼液重量的9.5~10.5%。由于鎳與氧親和力較小，在返回吹氧法冶煉時(shí)，一般將鎳按中上線配入爐料中。鎳能提高碳的活度，可以降低脫碳溫度，將鎳全部配入爐料中對(duì)吹氧脫碳有利。有出鋼液質(zhì)量的10%左右鎳存在時(shí)，可使氧化末期在脫碳溫度降低40~50°C的情況下，仍能達(dá)到同樣的脫碳效果。
[0010](3)、高溫:根據(jù)鉻碳質(zhì)量比和硅、鎳的含量決定吹氧時(shí)熔池中鋼液的溫度。高鉻熔池中進(jìn)行冶煉時(shí)，在一般的冶煉溫度下(1550~1600°C)吹氧時(shí)，鉻較先與碳氧化，在此溫度下，鉻和氧的親和力比碳和氧的親合力大，即使鉻含量很低時(shí)，也是一樣先被氧化。所以一般的冶煉溫度下不可能冶煉出高鉻低碳鋼。而當(dāng)溫度升高到1705~1835°C時(shí)情況則不同，此時(shí)，碳和氧的親和力增強(qiáng)，在冶煉過程中合理控制熔煉溫度，達(dá)到高鉻熔池鋼液中脫碳(即碳氧化)保鉻(減少鉻氧化)的良好效果；
經(jīng)過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)明人得出碳的百分含量、鉻的百分含量與吹氧溫度T存在如表1所示的關(guān)系:
表1

【權(quán)利要求】
1.一種電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于它包括以下步驟: 步驟一、配料:90%的爐料采用本鋼種高合金鋼返回料，在裝料前爐底加入出鋼液重量1.0~1.5%的FeSi，配入Ni到中上線； 步驟二、熔化期:當(dāng)爐料熔清后，鋼液的溫度> 1600°C時(shí)，根據(jù)爐渣情況，判斷是否放渣，保證吹氧脫碳在薄渣下進(jìn)行； 步驟三、氧化期:取爐試樣分析鋼液成分，將Si的成分調(diào)整控制到鋼液重量的1.0~1.5%，Ni的成分調(diào)整控制到鋼液重量的9.5~10.5%，計(jì)算鋼液成分鉻碳質(zhì)量比，確定吹氧溫度，當(dāng)爐內(nèi)鋼液溫度滿足要求時(shí)，將吹氧壓力提高至1.5~1.8MPa，用兩根吹氧管連續(xù)吹氧18~22分鐘，觀察爐膛氣氛、吹氧火焰的顏色，再次取樣分析鋼液成分，將C的成分調(diào)整控制到<鋼液重量的0.03% ； 步驟四、還原期:在脫氧良好的白渣情況下補(bǔ)加FeCr合金，及時(shí)攪拌鋼液，把露于渣面上的固體FeCr合金塊推入鋼液中，分批次加入還原劑回收渣中的Cr，當(dāng)加入的合金露于渣面上時(shí),采用電壓210V、電流1KA的供電方式；如合金埋入渣面下時(shí)則采用電壓180V，電流8KA的供電方式，還原期嚴(yán)禁短弧操作，電極下降要同步； 步驟五、出鋼，澆注。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:步驟三所述的吹氧溫度范圍為1705~1835°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:步驟四中所述合FeCr合金塊的作用為調(diào)整鋼液最終成分，快速降低爐內(nèi)溫度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:步驟四中所述合FeCr合金塊中Cr含量為60~70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:所述步驟四中所述還原劑為鋁塊、鋁屑、FeS1、CaSi中的一種或兩種以上的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:所述鋁塊中鋁的質(zhì)量百分比含量> 95%。
7.根據(jù)權(quán)利 要求4所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:所述鋁屑中鋁的質(zhì)量百分比含量> 95%。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:所述FeSi中Si的質(zhì)量百分比含量為72~80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電弧爐返回吹氧法冶煉不銹鋼的工藝，其特征在于:所述CaSi中Si的質(zhì)量百分比含量≥28%。
【文檔編號(hào)】C21C5/52GK104178596SQ201410361792
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】蔣春宏, 陳永麗, 鄧楠 申請(qǐng)人:蘭州蘭石集團(tuán)有限公司