CN102373313A - 电炉冶炼不锈钢造渣的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电炉冶炼不锈钢造渣的方法，它包括下述依次的步骤：I电炉装料 共2个料篮，分2次加入：料蓝1 镍返回废钢40±4；含镍生铁35±4；高碳铬铁20±2；渣钢10±1；料蓝2 镍返回废钢10±1；含镍生铁45±4.5；高碳铬铁15±1.5；先装料篮1；II送电化钢料篮1内炉料装入电炉后，加入第一批压球；加入第二批压球和石灰，进行第2次装料；III电炉装料；IV送电化钢，加入第三批压球和石灰，炉门氧枪开始供氧助熔；加入第四批压球；加入第五批压球；加入第六批压球并送电，停止炉门枪供氧；VI送电升温加入硅铁，出钢。本电炉冶炼不锈钢造渣的方法使用不锈钢除尘灰预还原压球辅助造泡沫渣。

Description

电炉冶炼不锈钢造渣的方法
技术领域
本发明涉及一种电炉冶炼不锈钢造渣的方法。
背景技术
电炉生产碳素钢应用泡沫渣已经是一项很成熟的技术，对于降低冶炼电耗、缩短冶炼时间、减轻电弧对电炉炉壁的侵蚀有非常明显的作用。但是电炉在生产不锈钢过程因铬氧化形成高熔点的Cr2O3对渣况的影响，不能生成稳定、有效的泡沫渣渣况，因炉渣较“死”不活跃，不能实现有效埋弧，造成电弧能量损失，同时弧光对电炉炉壁侵蚀严重。现在不锈钢电炉造泡沫渣技术仍然是一个待攻克的难题。
发明内容
为了克服现有电炉冶炼不锈钢造渣的方法的不足，本发明提供一种使用不锈钢除尘灰预还原压球辅助造泡沫渣的电炉冶炼不锈钢造渣的方法。
本发明通过加入由不锈钢除尘灰制成的预还原压球，再配合相应的供氧操作，可以在电炉冶炼过程中形成明显而持久的泡沫渣，从而达到回收利用、不锈钢除尘灰中的铬、镍、铁等元素、同时降低冶炼电耗、缩短冶炼时间、减少电弧辐射对电炉炉衬侵蚀的效果。
不锈钢除尘灰中含有较高的Fe、Cr、Ni的氧化物，其中TFe、FeO、CaO、MgO、SiO2、Cr2O3与NiO的含量如下：
TFe 31.0～36.0；FeO 7.0～10.0；CaO 11.0～14.0；MgO 1.0-2.0；SiO2 13.0～16.0；Cr2O3 13.0-18.0；NiO 2.5-4.0。
在电炉熔炼过程中，熔池反应温度可达1600℃以上。以下Fe、Cr、Ni的还原反应均可发生，其中NiO的还原反应在300℃左右即可发生。
Si+2NiO→SiO2+2Ni        (1)
Si+2FeO→SiO2+2Fe        (2)
C+NiO→CO+Ni             (3)
C+FeO→CO+Ni             (4)
3Si+2Cr2O3→3SiO2+4Cr    (5)
3CO+Cr2O3→3CO2+2Cr      (6)。
反应生成的SiO2有助于降低炉渣的熔点增加粘度，不断生成的CO、CO2气体有助于炉渣发泡。
将不锈钢除尘灰和还原剂、结合剂、不锈钢铸坯磨屑(用于增加压球密度和金属量)按照一定比例搅拌混匀，经制球机压制成球，将压球带入回转窑进行高温烧结，即制成了烧结预还原的压球。
本发明的压球的主要成分(其中TFe、FeO、CaO、MgO、SiO2、Cr2O3 Al2O3、P、S与NiO)的含量的百分比为：
TFe 37.0～43.0；FeO 8.0～12.0；CaO 11.0～14.0；MgO1.0-3.0；SiO2 7.0～12.0；Cr2O3 11.0-16.0；NiO 1.5-3.0。
大小为40±5mm的立体形(可圆可长方)，抗压强度为1300±100N。
本发明包括下述依次的步骤：
I电炉装料
共2个料篮，分2次加入：
电炉料篮(单位吨)
料蓝1 镍返回废钢40±4；含镍生铁35±4；高碳铬铁20±2；渣钢10±1；
料蓝2 镍返回废钢10±1；含镍生铁45±4.5；高碳铬铁15±1.5；
旋开电炉盖，先装料篮1
II送电化钢
料篮1内炉料装入电炉后，关闭炉盖开始送电化钢。每吨钢水送电30±5kwh/t，后加入第一批压球，每吨钢水加压球6.0±1kg，每吨钢水送电60±5kwh/t。加入第二批压球和石灰，每吨钢水加压球6.0±1kg，石灰6.0±1kg，每吨钢水送电95±5kwh/t时本期结束。停止送电，旋开炉盖，进行第2次装料。
III电炉装料
加入第2个料篮，关闭炉盖。
IV送电化钢
每吨钢水送电150±5kwh/t，(所有送电量均为累计量。)，加入第三批压球和石灰，每吨钢水加压球6±1kg，石灰6±1kg，炉门氧枪开始供氧助熔，氧气流量为10±1Nm3/min；每吨钢水送电180±5kwh/t；加入第四批压球、石灰并送电，每吨钢水加压球3±1kg，石灰3±1kg，送电240±5kwh/t；加入第五批压球、石灰并送电，每吨钢水加压球6±1kg，石灰6±1kg，并送电300±5kwh/t；加入第六批压球并送电，每吨钢水加入压球6±1kg，送电35±5kwh/t，熔池内废钢、合金化清，停止炉门枪供氧。
VI送电升温
送电，每吨送电450±10kwh/t，(炉大小不同，用电不同，一般至7.5-7.8万度)，熔池内钢液温度升到1650-1680℃，加入硅铁，出钢，每吨钢水加硅铁1.8±0.3kg。
电炉操作结束，电炉化钢期间共加入压球33±3kg、石灰20±3kg。
本发明将烧结压球带入电炉高位料仓，在电炉冶炼过程中根据炉渣状况分批加入，即可保持炉内渣况成为泡沫渣，从而有利于不锈钢化钢操作。
在EAF冶炼不锈钢预熔液工艺过程中，泡沫渣的作用主要表现在以下几个方面：
第一：能够提高功率因数和电能的效率，降低吨钢耗电
有泡沫渣覆盖，可以采用高压长弧操作，提高送电功率，显著减少电弧辐射散热，有利于热量回收，缩短冶炼时间，提高生产效率。
第二：减少电弧高温对炉衬和渣线的侵蚀。
泡沫渣覆盖，可减少电弧高温对炉壁和渣线的侵蚀，显著提高电炉的炉龄，降低生产成本。
第三：可以减低电极消耗。(电极消耗主要原因是高温端气化、氧化损失、气流和钢渣机械冲刷、断裂)
1)石墨电极高温部分被泡沫渣所包裹，氧化减少；
2)泡沫渣下的长弧操作，电极与钢水的距离增加，电极冲刷熔损减少。
第四：形成泡沫渣有利于增加钢-渣反应界面，提高渣中Fe、Cr、Ni氧化物的还原比率，有利于Cr、Ni收得率的提高。
创新点：
(1)将不锈钢除尘灰配加一定比例还原剂、结合剂与不锈钢铸坯磨屑搅拌混匀压制成球，将压球带入回转窑进行高温烧结，即制成烧结预还原压球是一种新的技术。
(2)应用烧结预还原压球在电炉造泡沫渣，解决了电炉内不锈钢渣难以形成泡沫渣的工艺难题。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例
本实施例是生产304不锈钢预熔液(为AOD提供不锈钢母液)的一个实例。
本实施例电炉的容量为160吨。
原料：主要有不锈钢除尘灰烧结预还原压球、不锈钢废钢、高碳铬铁合金、炼钢石灰、萤石块、炉门氧枪、工业用氧气
本实施例为下述依次的步骤：
I电炉装料
共2个料篮，分2次加入：
电炉料篮(单位吨)
料蓝1 镍返回废钢40；含镍生铁35；高碳铬铁20；渣钢10；
料蓝2 镍返回废钢10；含镍生铁45；高碳铬铁15；
旋开电炉盖，先装料篮1
II送电化钢
料篮1内炉料装入电炉后，关闭炉盖开始送电化钢。送电5000度(30kwh/t)后加入第一批压球1000kg，送电10000度(60kwh/t)加入第二批压球1000kg和石灰1000kg，送电至16000度(95kwh/t)时本期结束。停止送电，旋开炉盖，进行第2次装料。
本实施例的压球的主要成分(其中TFe、FeO、CaO、MgO、SiO2、Cr2O3 Al2O3、P、S与NiO)的含量的百分比为：
TFe 41.36；FeO 10.78；CaO 12.48；MgO 2.54；SiO2 8.31；Cr2O3 13.66；Al2O3 0.40；NiO 1.68；P 0.02；S 0.17。
大小为40×30×20mm的椭圆体，抗压强度为1300N。
III电炉装料
加入第2个料篮，关闭炉盖。
IV送电化钢
送电至20000度(约150kwh/t)，(所有送电量均为累计量。)，加入第三批压球1000kg和石灰1000kg，炉门氧枪开始供氧助熔，氧气流量为10Nm3/min；送电至3万度(180kwh/t)，，加入第四批压球500kg、石灰500kg；送电至4万度(240kwh/t)，加入第五批压球1000kg和石灰1000kg；送电至5万度(300kwh/t)，加入第六批压球1000kg；送电至6.0-6.5万度，熔池内废钢、合金化清，停止炉门枪供氧。
VI送电升温
送电至7.5-7.8万度，熔池内钢液温度升到1650-1680℃，加入300kg硅铁，出钢。
电炉操作结束，电炉化钢期间共加入压球5500kg、石灰3500kg。

Claims (1)

1.一种电炉冶炼不锈钢造渣的方法，它包括下述依次的步骤：
I电炉装料
共2个料篮，分2次加入：
电炉料篮 单位 吨
料蓝1 镍返回废钢40±4；含镍生铁35±4；高碳铬铁20±2；渣钢10±1；
料蓝2 镍返回废钢10±1；含镍生铁45±4.5；高碳铬铁15±1.5；
旋开电炉盖，先装料篮1
II送电化钢
料篮1内炉料装入电炉后，关闭炉盖开始送电化钢；每吨钢水送电30±5kwh/t，后加入第一批压球，每吨钢水加压球6.0±1kg，每吨钢水送电60±5kwh/t；加入第二批压球和石灰，每吨钢水加压球6.0±1kg，石灰6.0±1kg，每吨钢水送电95±5kwh/t时，停止送电，旋开炉盖，进行第2次装料；
III电炉装料
加入第2个料篮，关闭炉盖；
IV送电化钢
每吨钢水送电150±5kwh/t，加入第三批压球和石灰，每吨钢水加压球6±1kg，石灰6±1kg，炉门氧枪开始供氧助熔，氧气流量为10±1Nm3/min；每吨钢水送电180±5kwh/t；加入第四批压球、石灰并送电，每吨钢水加压球3±1kg，石灰3±1kg，送电240±5kwh/t；加入第五批压球、石灰并送电，每吨钢水加压球6±1kg，石灰6±1kg，并送电300±5kwh/t；加入第六批压球并送电，每吨钢水加入压球6±1kg，送电35±5kwh/t，熔池内废钢、合金化清，停止炉门枪供氧；
VI送电升温
送电，每吨送电450±10kwh/t，熔池内钢液温度升到1650-1680℃，加入硅铁，出钢，每吨钢水加硅铁1.8±0.3kg。
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