CN104313234A - 提高贵重合金元素回收率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高贵重合金元素回收率的方法，解决了现有“转炉炼钢-LF炉精炼”工艺流程中贵重合金元素回收率有待提高的问题，技术方案包括转炉出钢及脱氧合金化、LF炉精炼，在转炉出钢过程中，向钢水中加入脱氧类合金和普通合金进行脱氧合金化，控制转炉出钢后钢水的氧含量在10-50ppm；然后将钢水送至氩站，在吹氩气搅拌的同时将合金化类贵重合金加入钢水中以促进贵重合金预熔化；最后将钢水送入LF炉进行精炼至合金元素达到钢种成分标准范围。本发明工艺简单、操作简便、有效提高贵重合金的元素回收率。

Description

提高贵重合金元素回收率的方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼工艺，具体的说是一种钢铁冶炼过程中提高贵重合金元素回收率的方法。

背景技术

合金化类贵重合金如Nb、V、Ni、Mo等元素对提高钢的性能有着不可替代的作用，很多钢种都必须采用贵重合金元素合金化，而这类合金价格较高，其回收率直接影响到钢种的生产成本。为降低合金化成本，有关提高合金回收率的技术国内研究了很多，但都是从提高转炉终点C、降低转炉出钢氧等方面着手。若想实现提高终点C、降低转炉出钢氧，对炼钢工操作水平和原材料要求都很高，且成功率较低。为了稳定实现提高贵重合金回收率，需要新技术的支持。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、操作简便、有效提高合金化贵重合金的回收率、降低生产成本的钢铁冶炼过程中提高贵重合金元素回收率的方法。

技术方案包括转炉出钢及脱氧合金化、LF炉精炼，在转炉出钢过程中，向钢水中加入脱氧类合金和普通合金进行初步脱氧合金化，控制转炉出钢后钢水的氧含量在10-50ppm；然后将钢水送至氩站，在吹氩气搅拌的同时将合金化类贵重合金加入所述初步脱氧合金化的钢水中以促进合金预熔化；最后将钢水送入LF炉进行精炼至合金元素达到钢种成分标准范围。

在所述氩站，增大底吹氩气量搅拌钢水至钢水裸露，将合金化类贵重合金加入至钢水裸露处。

增大底吹氩气量搅拌钢水至钢水裸露直径为400-700mm时，将合金化类贵重合金加入至钢水裸露处。

在合金化类贵重合金加入钢水后再吹氩2-3min以促进合金预熔化。

所述脱氧类合金是指钢芯铝、铝铁、硅钙钡、碳化钙等，所述普通合金是指高碳锰铁、硅铁、硅钙钡、硅锰、金属锰等，包括并不限于含Mn、Si、Al、C中至少一种元素的合金。

所述合金化类贵重合金是指铌铁、钒铁、氮化钒、镍板、镍铁、钼铁等，包括并不限于含Nb、V、Ni、Mo中至少一种元素的合金。

发明人对现有的转炉出钢及脱氧合金化过程进行了深入研究，发现了现有工艺的转炉炼钢过程中，贵重合金是在转炉出钢过程中、出钢前加入钢包内或随废钢加入转炉内，而贵重合金在转炉出钢过程中、出钢前加入钢包内或随废钢加入转炉内，此时钢水[O]含量范一般为400-1000ppm，使得合金化类贵重合金的部分元素或者在供氧吹炼过程中被氧化，或者参与了钢水脱氧，从而降低了合金化类贵重合金的回收率。

为解决上述问题，发明人大胆改变思路，不以提高转炉终点C、降低转炉出钢氧等难度大、成功率低的措施着手，而是通过改变合金化类贵重合金的加入方式，减少部分合金元素被氧化或参与脱氧，以提高其回收率，取得了良好的效果。在转炉出钢过程中按照正常工艺和用量加入脱氧类合金和普通合金进行脱氧合金化，但并不在转炉出钢前、出钢过程中加入合金化类贵重合金，因而可使出钢后钢水中[O]含量降至10-50ppm，且避免了贵重合金参与出钢过程脱氧，然后再在氩站增大底吹氩气量搅拌钢水时加入合金化类贵重合金。由于转炉出钢后钢水中氧含量降低，此时加入合金化类贵重合金，可以避免合金化类贵重合金的氧化或参与脱氧，从而减少了由此导致的损失，可显著提高回收率。

进一步的，合金化类贵重合金最好加入到钢水裸露处，这是考虑贵重合金预熔为LF炉精炼过程中合金快速充分熔化创造条件。进一步的，所述钢水裸露直径优选为400-700mm，在这个范围内可以很好预熔，直径大于700mm会造成温降大，小于400mm会造成预熔效果差。

在合金化类贵重合金加入钢水后再吹氩2-3min以促进合金预熔化，为LF炉精炼过程中合金快速充分熔化创造条件，进一步提高合金化类贵重合金的回收率。

有益效果：

(1)本发明看似简单，实则巧妙，且效果显著。与原传统工艺相比，采用本发明方法合金化类贵重合金的回收率提高了至少3个百分点以上。

(2)本发明可推广应用于所有含合金化类贵重合金的钢种的生产。

(3)本发明不需要基建投资和提高操作工人技能，仅对现有工艺中的合金化类贵重合金的加入时机进行简单改变，能大幅降低生产成本、为企业创造显著的经济效益，具有广阔的市场前景。

具体实施方式

实施例1：(下述百分数均为重量百分数)

压力容器用钢“Q370R”的Nb含量目标值为0.025％，铌铁含Nb为60％：

1)转炉出钢过程按正常工艺向钢水中加入含Mn、Si、Al元素的合金(加入量同原有工艺)进行脱氧合金化，控制转炉出钢后钢水的氧含量在10-50ppm。

(2)钢水车行至氩站后，增大底吹氩气量至钢水裸露直径400-700mm。

(3)大底吹氩气量搅拌的同时将铌铁加至钢水裸露处，铌铁加入量由原工艺的吨钢0.45kg降至吨钢0.43kg，吹氩2-3min，以促进铌铁预熔化，为LF炉精炼过程中合金快速充分熔化创造条件。

(4)钢水采用天车吊至LF炉进行精炼至Nb元素含量达到钢种成分标准范围。

实施案例2：

石油储罐用钢“12MnNiVR”的V含量目标值为0.045％、Ni含量目标值为0.25％；钒铁含V为60％、镍板含Ni为99.98％：

1)转炉出钢过程按正常工艺向钢水中加入含Mn、Si、Al元素的合金脱氧合金化，控制转炉出钢后钢水的氧含量在10-50ppm。

(2)钢水车行至氩站后，增大底吹氩气量至钢水裸露直径400-700mm。

(3)大底吹氩气量搅拌的同时将镍板及钒铁加至钢水裸露处，钒铁加入量由原工艺的吨钢0.81kg降至吨钢0.77kg、镍板加入量由原工艺的吨钢2.63kg降至吨钢2.55kg，吹氩2-3min，以促进镍板及钒铁预熔化，为LF炉精炼过程中合金快速充分熔化创造条件。

(4)钢水采用天车吊至LF炉精炼至V、Ni等元素含量达到钢种成分标准范围。

实施案例3：

压力容器用钢“15CrMoR”的Mo含量目标值为0.50％，钼铁含Mo为60％：

1)转炉出钢过程按正常工艺向钢水中加入含Mn、Si、Al元素的合金脱氧合金化，控制转炉出钢后钢水的氧含量在10-50ppm。

(2)钢水车行至氩站后，增大底吹氩气量至钢水裸露直径400-700mm。

(3)大底吹氩气量搅拌的同时将钼铁加至钢水裸露处，钼铁加入量由原工艺的吨钢8.77kg降至吨钢8.50kg，吹氩2-3min，以促进钼铁预熔化，为LF炉精炼过程中合金快速充分熔化创造条件。

(4)钢水采用天车吊至LF炉精炼至Mo元素达到钢种成分标准范围。

采用本发明工敢与原工艺的合金消耗结果进行对比，见下表：

对实施方案1-3的结果分析后可以发现：采用本发明可降低含Nb、V、Ni、Mo等元素贵重合金加入量，Nb、V元素的回收率从之前的93％提高至97％，Ni、Mo回收率从之前的95％提高至98％。

Claims (4)

1.一种提高贵重合金元素回收率的方法，包括转炉出钢及脱氧合金化以及LF炉精炼，其特征在于，在转炉出钢过程中，向钢水中加入脱氧类合金和普通合金进行初步脱氧合金化，控制转炉出钢后的钢水氧含量在10-50ppm；然后将钢水送至氩站，在吹氩气搅拌的同时将合金化类贵重合金加入所述初步脱氧合金化的钢水中以促进合金预熔化；最后将钢水送入LF炉进行精炼至各合金元素达到钢种成分标准范围。

2.如权利要求1所述的提高贵重合金元素回收率的方法，其特征在于，在所述氩站，增大底吹氩气量搅拌钢水至钢水裸露，将合金化类贵重合金加入至钢水裸露处。

3.如权利要求2所述的提高贵重合金元素回收率的方法，其特征在于，增大底吹氩气量搅拌钢水至钢水裸露直径为400-700mm时，将合金化类贵重合金加入至钢水裸露处。

4.如权利要求1-3任一项所述的提高贵重合金元素回收率的方法，其特征在于，在投入合金化类贵金属投入钢水后再吹氩2-3min以促进贵重合金预熔化。