CN101271095B - 一种不锈钢废钢成分检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢废钢成分检测方法，属于不锈钢废钢成分检测工艺。本方法在配料阶段加入加入重量百分配比30～50％的不锈钢废钢，重量百分配比12～17％的铬铁合金，重量百分配比1～3％的镍，重量百分配比37～50％的脱磷铁水；在熔炼阶段将吹氧量控制为0～6m3/t，在还原阶段喷入硅铁粉1.0～2.0kg/t，加入硅铁1.5～3.0kg/t，最后利用钢液中铬、镍含量、电炉铬、镍收得率以及原料结构计算废钢中铬、镍含量。本发明稀释了不锈钢废钢夹杂物对电炉熔化形成钢液的影响，降低电炉冶炼电耗以及缩短了冶炼周期，进而降低了不锈钢废钢熔清进行成分检测对正常生产的影响。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢技术，特别属于不锈钢废钢成分检测工艺。
背景技术
根据有关统计2005年国内不锈钢废钢含镍量也在8万吨以上，2010年将达到15万吨以上(超过目前国内生产总量)；2005年国内不锈钢废钢含铬量在27万吨以上，2010年将达到48万吨以上。因此，重视不锈钢废钢回收，对于国内不锈钢产业健康发展十分重要。不锈钢废钢来源复杂，其成分均匀性很差，不锈钢废钢成分难以准确确定一直困扰各不锈钢冶炼公司，目前较为常用的方法为在采购的不锈钢废钢中抽取一定比例在电炉中熔化取样进行铬、镍以及部分夹杂物成分检测，熔清废钢夹杂物含量基本超标，这样往往导致本炉次难以继续冶炼成为成品。
宝钢股份不锈钢分公司现有检测不锈钢成分电炉熔清方法为(如图1所示)：熔清炉次炉料全部为需要检测成分的不锈钢废钢，根据不锈钢冶炼炉渣碱度要求，在配料和冶炼过程中加入一定量的石灰、白云石、焦炭以及硅铁，同时规定本炉次吹氧量不超过300m3，还原时利用硅铁还原。其技术控制要点是，以100吨交流电弧炉，80MW变压器功率为例：首先，根据废钢堆比重，分3～5料篮将不锈钢废钢加入炉内(每料篮加料后重复第一阶段和第二阶段通电作业，加料仅在第一料篮进行)；第一阶段：用低压、低电流通电，以产生稳定电弧，1-3％废钢熔化，开始将所需硅铁加入；第二阶段：通电一段时间后，炉内电极下均为液态，已穿井，电极周围均为废钢，此时采用高电压、低电流的长弧操作，并将所需石灰和白云石加入；第三阶段(最后一料篮炉料第二阶段结束进入第三阶段)：出钢前采用硅铁还原炉渣。根据不同的阶段特性，确定能量输入的供电曲线。熔炼至电耗420～500Kwh/t，测温、取样。出钢终点成分控制：[C]1.00-2.5％、[Si]≤0.20％，其它成分取决于不锈钢废钢中化学成分；出钢终点温度控制：1630～1650℃。但其缺点是：1)由于不锈钢废钢堆比重较小，一炉次加料篮要3～5次，增加炉盖打开次数和时间；2)由于采用全废钢冶炼，需要熔化的能量高，通电时间长，冶炼时间也长，冶炼时间80～100min；3)电能消耗高，电能消耗420～500Kwh/t；4)不锈钢废钢中夹杂物含量高，容易导致检测炉次钢液中夹杂物出格导致钢液报废；5)环境噪音大且持续时间长，噪音级数通常大于85分贝。
发明内容
为解决传统不锈钢废钢成分检测方法中熔清废钢夹杂物含量基本超标问题，本发明提供一种不锈钢废钢成分检测方法，它能够降低电炉冶炼电耗，能够缩短冶炼周期，提高不锈钢废钢成分检测精度。
本发明的技术方案是这样实现的，一种不锈钢废钢成分检测方法，其步骤为：
1)在配料阶段，加入重量百分配比30～50％的不锈钢废钢，重量百分配比12～17％的铬铁合金，重量百分配比1～3％的镍，重量百分配比37～50％的脱磷铁水；
2)在熔炼阶段，将吹氧量控制为：0～6m3/t；
3)加入硅8.5～12kg/t；
4)然后还原；
5)按照利用钢液中铬、镍含量、电炉铬、镍收得率以及原料结构计算废钢中铬、镍含量。
所述熔炼阶段，吹氧流量为1500～3500Nm3/h。
所述还原阶段，喷入硅铁粉1.0～2.0kg/t，加入硅铁1.5～3.0kg/t。
所述计算废钢中铬、镍含量的计算方法为：不锈钢废钢中铬＝(钢液中铬含量*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬铁合金加入比例)/加入废钢比例；不锈钢废钢中镍＝(钢液中镍含量*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/加入废钢比例。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1.采用加入脱磷铁水和高纯合金从而稀释不锈钢废钢杂质元素对电炉熔化形成钢液的影响，减少了熔清炉次废钢中带入的杂质元素，特别是减少了对不锈钢产品性能有影响的杂质元素(如Cu、Sn、Pb、As)的成分含量。
2.能有效控制熔清炉次P不锈钢的磷含量，可冶炼低P含量的不锈钢。
3.熔清炉次缩短冶炼时间30，通电时间缩短40％，避免因熔清炉次导致生产各工序不匹配。
4.降低了20％电能消耗和10％电极消耗，降低了电炉的耐材消耗，节约了能源。
5.降低了熔清炉次环境噪音，噪音级数通常小于85分贝。
6.将检测精度控制在99％以上。
具体数据见下表。
本发明与现有技术在技术要点上对比表
| 对比 | 工艺方法 | 电耗Kwh/t | 冶炼时间 | 废钢中杂质元素影响 | 铬镍检测精度 |
| 本发明 | 脱磷铁水+不锈钢废钢+部分成分确定的合金加入电炉熔化后取样分析 | 300～350 | 60～70min | 基本没有影响 | 主要受铬镍收得率波动影响，精度在99％以上 |
| 对比 | 工艺方法 | 电耗Kwh/t | 冶炼时间 | 废钢中杂质元素影响 | 铬镍检测精度 |
| 现有技术 | 全部不锈钢废钢加入电炉熔化后取样分析 | 420～500 | 90～110min | 影响很大，钢液中杂质元素容易超标 | 主要受铬镍收得率波动影响，精度在98.5％以上 |
附图说明
以下将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是现有的技术工艺示意图。
图2是本发明检测不锈钢废钢成分工艺示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的一种不锈钢废钢成分检测方法，其步骤为：
1)在配料过程中，加入重量百分配比30～50％的不锈钢废钢，重量百分配比12～17％的铬铁合金，重量百分配比1～3％的镍，重量百分配比37～50％的脱磷铁水；
2)在熔炼过程中，将吹氧量控制为：0～6m3/t；
3)加入硅8.5～12kg/t；
4)然后还原；
5)按照利用钢液中铬、镍含量、电炉铬、镍收得率以及原料结构计算废钢中铬、镍含量。
实施实例1
为降低熔清炉次容易氧化的金属铬的氧化，提高不锈钢废钢成分检测精度，配料使严格控制总硅加入量(总硅的加入量为8.5~12Kg/t)，减少母液中铬氧化。熔清炉次对应的配料模式、供电模式以及操作要点如下：
1、配料模式
熔清炉次对应配料模式
2、对应供电模式
3、熔清炉次对应操作要点
1)总硅的加入量为9.2Kg/t(总金属加入量)。
2)电耗为202Kwh/t时，吹氧，吹氧量为4m3/t。
3)通电至312Kwh/t(按加入量计算)时，取样(渣样)，开始还原。还原加入硅铁3.0kg/t，硅铁粉喷入2.0kg/t；
4)通电至350Kwh/t(按加入量计算)时，测温、取样(钢样)，温度为1658℃；
5)出钢。钢液成分为铬16.05％，镍4.95％。
6)利用公式计算不锈钢废钢中铬＝(16.05*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬合金加入比例)/废钢加入比例＝17.22％
注：电炉铬收得率按94.5％，电炉金属收得率为94.5％，铬合金中铬含量62％。
利用公式计算不锈钢废钢中镍＝(4.95*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/废钢加入比例＝7.52％
注：电炉镍收得率按98.5％，镍板中镍含量99％。
实施实例2
为降低熔清炉次容易氧化的金属铬的氧化，提高不锈钢废钢成分检测精度，配料使严格控制总硅加入量(总硅的加入量为8.5～12Kg/t)，减少母液中铬氧化。熔清炉次其对应的配料模式、供电模式以及操作要点实例如下：
1、配料模式
熔清炉次对应配料模式
2、对应供电模式
3、熔清炉次对应操作要点
1)总硅的加入量为12Kg/t(总金属加入量)。
2)电耗为189Kwh/t时，吹氧，吹氧量为6m3/t。
3)通电至286Kwh/t(按加入量计算)时，取样(渣样)，开始还原。还原加入硅铁2.5kg/t，硅铁粉喷入1.0kg/t；
4)通电至300Kwh/t(按加入量计算)时，测温、取样(钢样)，温度为1679℃；
5)出钢。钢液成分为铬15.42％，镍5.40％。
6)利用公式计算不锈钢废钢中铬＝(15.42*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬合金加入比例)/废钢加入比例＝16.27％％
注：电炉铬收得率按94.5％，电炉金属收得率为94.5％，铬合金中铬含量62％。
利用公式计算不锈钢废钢中镍＝(5.40*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/废钢加入比例＝7.37％
注：电炉镍收得率按98.5％，镍板中镍含量99％。
实施实例3
为降低熔清炉次容易氧化的金属铬的氧化，提高不锈钢废钢成分检测精度，配料使严格控制总硅加入量(总硅的加入量为8.5~12Kg/t)，减少母液中铬氧化。熔清炉次其对应的配料模式、供电模式以及操作要点实例如下：
1、配料模式
熔清炉次对应配料模式
2、对应供电模式
3、熔清炉次对应操作要点
1)总硅的加入量为8.5Kg/t(总金属加入量)。
2)通电至297Kwh/t(按加入量计算)时，取样(渣样)，开始还原。还原加入硅铁1.5kg/t，硅铁粉喷入2.0kg/t；
4)通电至320Kwh/t(按加入量计算)时，测温、取样(钢样)，温度为1662℃；
5)出钢。钢液成分为铬15.29％，镍5.43％。
6)利用公式计算不锈钢废钢中铬＝(15.29*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬合金加入比例)/废钢加入比例＝18.08％
注：电炉铬收得率按94.5％，电炉金属收得率为94.5％，铬合金中铬含量62％。
利用公式计算不锈钢废钢中镍＝(5.43*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/废钢加入比例＝8.07％
注：电炉镍收得率按98.5％，镍板中镍含量99％。
实施实例4
为降低熔清炉次容易氧化的金属铬的氧化，提高不锈钢废钢成分检测精度，配料使严格控制总硅加入量(总硅的加入量为8.5~12Kg/t)，减少母液中铬氧化。熔清炉次其对应的配料模式、供电模式以及操作要点实例如下：
1、配料模式
熔清炉次对应配料模式
2、对应供电模式
3、熔清炉次对应操作要点
1)总硅的加入量为10.6Kg/t(总金属加入量)。
2)通电至292Kwh/t(按加入量计算)时，取样(渣样)，开始还原。还原加入硅铁2.0kg/t，硅铁粉喷入1.45kg/t；
4)通电至314Kwh/t(按加入量计算)时，测温、取样(钢样)，温度为1668℃；
5)出钢。钢液成分为铬15.39％，镍5.19％。
6)利用公式计算不锈钢废钢中铬＝(15.39*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬合金加入比例)/废钢加入比例＝17.66％
注：电炉铬收得率按94.5％，电炉金属收得率为94.5％，铬合金中铬含量62％。
利用公式计算不锈钢废钢中镍＝(5.19*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/废钢加入比例＝7.89％
注：电炉镍收得率按98.5％，镍板中镍含量99％。
实施实例5
为降低熔清炉次容易氧化的金属铬的氧化，提高不锈钢废钢成分检测精度，配料使严格控制总硅加入量(总硅的加入量为8.5~12Kg/t)，减少母液中铬氧化。熔清炉次其对应的配料模式、供电模式以及操作要点实例如下：
1、配料模式
熔清炉次对应配料模式
2、对应供电模式
3、熔清炉次对应操作要点
1)总硅的加入量为9.8Kg/t(总金属加入量)。
2)电耗为219Kwh/t时，吹氧，吹氧量为3m3/t。
3)通电至305Kwh/t(按加入量计算)时，取样(渣样)，开始还原。还原加入硅铁2.20kg/t，硅铁粉喷入1.75kg/t；
5)通电至331Kwh/t(按加入量计算)时，测温、取样(钢样)，温度为1671℃；
6)出钢。钢液成分为铬15.81％，镍5.32％。
7)利用公式计算不锈钢废钢中铬＝(15.81*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬合金加入比例)/废钢加入比例＝18.10％％
注：电炉铬收得率按94.5％，电炉金属收得率为94.5％，铬合金中铬含量62％。
利用公式计算不锈钢废钢中镍＝(5.32*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/废钢加入比例＝7.87％
注：电炉镍收得率按98.5％，镍板中镍含量99％。
Claims (4)
1.一种不锈钢废钢成分检测方法，其特征在于包括：
1)加入重量百分配比30～50％的不锈钢废钢，重量百分配比12～17％的铬铁合金，重量百分配比1～3％的镍，重量百分配比37～50％的脱磷铁水；
2)吹氧量控制：0～6m3/t；
3)加入硅8.5～12kg/t；
4)还原；
5)利用钢液中铬、镍含量、电炉铬、镍收得率以及原料结构计算废钢中铬、镍含量。
2.如权利要求1所述的不锈钢废钢成分检测方法，其特征在于：步骤2)中的吹氧流量为1500～3500Nm3/h。
3.如权利要求2所述的不锈钢废钢成分检测方法，其特征在于：步骤4)中喷入硅铁粉1.0～2.0kg/t，加入硅铁1.5～3.0kg/t。
4.如权利要求1—3任意一项所述的不锈钢废钢成分检测方法，其特征在于：步骤5)中的计算方法为：
不锈钢废钢中铬＝(钢液中铬含量*电炉金属收得率/电炉铬收得率-铬合金中铬含量*铬铁合金加入比例)/加入废钢比例；
不锈钢废钢中镍＝(钢液中镍含量*电炉金属收得率/电炉镍收得率-镍板中镍含量*镍板加入比例)/加入废钢比例。
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