CN1046190A

CN1046190A - 采用高碳铬铁冶炼不锈钢提高铬回收率的工艺

Info

Publication number: CN1046190A
Application number: CN89105050A
Authority: CN
Inventors: 段富宪; 艾慰心; 刘新胜; 刘敬棉
Original assignee: FUSHUN STEELWORKS
Current assignee: FUSHUN STEELWORKS
Priority date: 1989-04-06
Filing date: 1989-04-06
Publication date: 1990-10-17

Abstract

本发明属于金属冶炼技术领域，是利用电炉→精炼炉全部采用高碳铬铁冶炼不锈钢，提高铬回收率的一种新的工艺方法。本工艺方法是在电炉→精炼炉中冶炼不锈钢时全部使用高碳铬铁代替中碳铬铁，熔化不吹氧，全程不扒渣，脱好氧，造好渣、白渣出钢，提高了铬的回收率，降低了配料成本，经济效益显著，吨钢降低成本二百多元，精炼炉冶炼时间小于2小时。

Description

本发明属于金属冶炼技术领域，是利用电炉-精炼炉全部采用高碳铬铁冶炼不锈钢，提高铬回收率的一种新的工艺方法。

目前，国外利用电炉-精炼炉冶炼不锈钢，其工艺方法尚未见报道。国内利用电炉-精炼炉冶炼不锈钢，均采用中碳铬铁配料，二步法冶炼。配料成分见表1：

表1

元素	C	Si	Cr	Ni	Mo
						成分％	0.50-0.70	1.20-1.50	上限＋0.5	下限＋1.0＋1.5	中限

Cu	S	P
			中限	规格＋0.01	规格-0.005

第一步，利用电炉冶炼：

装料前炉底垫CaO-炉料装入-吹氧助熔-加入脱氧剂脱氧-扒渣-加入CaF₂、CaO造新渣-脱氧-出钢。

出钢时，化学成分要符合表2规定：

表2

元素	C	Mn	Si	Cr	Ni
						成分％	0.30-0.60	≥1.00	≤0.35	不含Ti中限含Ti中限＋0.2	下限＋1.0

Mo	Cu	P	S
				中限	中限	≤规格	规格-0.005

第二步，再利用精炼炉冶炼：

扒渣-入罐-通Ar气-抽真空-吹氧-停氧-加入造渣料、脱氧剂脱氧-加入铁合金调成分-停止抽真空、停Ar气-出钢。

原有工艺配炭过低，且出钢炭控制过低，在配料时需用中碳铬铁，配料成本高，且铬回收率小于85%，造成铬的损失多，从而使用价格较便宜的高炭铬铁的优势受到了限制，并对不锈钢脱氮不利。另外，中炭铬铁不仅成本高，而且含磷也高。因此，在配料方面使本钢返回比的提高受到制约。

本发明的目的在于为降低不锈钢成本，提高经济效益，提供一种全部使用高炭铬铁代替中炭铬铁冶炼不锈钢提高铬回收率的新工艺。

附图为本发明的冶炼工艺方框图。

本发明是这样实现的：在电炉-精炼炉中冶炼不锈钢全部使用高炭铬铁代替中炭铬铁，熔化不吹氧，全程不扒渣，脱好氧，造好渣，白渣出钢，提高铬的回收率。其具体步骤如下：

一、配料

炉料由本钢或类似本钢的返回钢、碳素返回钢、平钢及高碳铬铁及其它铁合金组成。配料成分见表3。

表3

元素	C	Si	Cr	Ni	其它
						一般钢	≤1.60	0.40-0.80	中限+0.50	下限＋0.04	同原工艺

二、初炼炉工艺

1、炉体优先采用Mg-C砖砌筑。

2、装料前炉底垫CaO₁₂-15Kg/T。

3、熔化末期吹少量氧。

4、炉料全熔测温≥1560℃，充分搅拌取全熔样，然后吹氧去C、Si。

5、当炉中去Si完毕，根据全熔样确认C含量为0.80-1.0%时即可停止吹氧。

6、止吹后不扒渣，调整渣流动性良好。然后加入SiC4-6Kg/T，加入CaC₂8Kg/T及适量C粉造还原渣，保持正气压≥10分钟。

7、待炉渣形成变白彻底搅拌取全分析样两个，并继续用SiC粉、C粉保持白渣。

8、根据全分析结果按表4调整、控制化学成分，当S≥0.040%时要扒渣处理，但扒渣前必须渣白。

表4

元素％

C

Si

Cr

Ni

Mn

S

不含Ti钢

超低C

≤0.80

≤0.25

中限－0.2+0.2

下限+0.40

不调

≤0.035

一般

≤1.00

含Ti钢

超低C

≤0.80

≤0.25

中限+0.40

下限+0.04

不调

≤0.035

一般

≤1.00

9、出钢。出钢条件：化学成分合适，测温t≥1630℃，白渣流动性良好。

三、精炼炉工艺

1、扒渣入罐。

2、采用透气砖在中心位置的滑动水口钢包状态良好。

3、吹氧期操作按表5。

注：阶段转换时按1氩、2枪位、3开泵、4氧流量的程序操作。E为氧浓差电势。

4、停氧条件：（1）氧浓差电势下降为零;（2）废气t（温度）、P（压力）均有明显下降;（3）累计耗氧量超过计算耗氧量。

5、停氧后，超低碳钢要进行真空碳脱氧，开6-1级泵，当电势值再次下降为零时，真空碳脱氧结束。

6、停氧后、充气前不调氩，充气后调氩60-80L/min，然后测温。

7、开罐测温，并加入造渣材料、脱氧剂、铁合金及降温冷料。渣料及脱氧剂，用量见表6。

表6

种类	CaO	CaF₂	Fe-Si粒	Al粒
					数量Kg/T	10--15	2	8--10	2--3

8、根据测温结果，决定抽真空时间。但要求真空度P≤3mbar时的时间≥10分钟。

9、解除真空前5分钟加入Fe-Ti及其它易氧化元素的铁合金及增碳材料。

10、化学成分合格、即满足GB2270-80技术条件，见表7（坯管），温度为1560-1590℃即可解除真空，停氩出罐。

表7

成分

C

Mn

Si

S

P

Cr

％

≤0.12

≤2.00

≤1.00

≤0.030

≤0.035

17.00-19.00

Ni	Ti
		8.00-11.00	5×(C%-0.02)～0.80

本发明的优点：

1、初炼炉配料全部采用高碳铬铁，降低了配料成本。

2、初炼炉全程不扒渣，白渣出钢，铬回收率为95%以上，提高了铬回收率，减少了铬的损失。

3、本发明工艺配Si由原工艺的1.2-1.5%降低到0.40-0.80，每吨钢节约FeSi10-18Kg。

4、精炼炉冶炼时间小于2小时。

5、经济效益显著，以KA1Cr18NigTi为例，新工艺吨钢降低成本二百多元。

本发明的实施例如下：

以冶炼KA1Cr18NigTi不锈钢管坯为例：

一、配料：如表8、9。表8

原料种类

本厂本钢返回

外购本钢返回

类似本钢返回

C素返回

高碳铬铁

Ni板

重量Kg

6，000

5，000

4，200

7，400

3，940

500

表9

元素	C	Mn	Si	Cr	Ni	P
							成分％	1.36	0.82	0.61	19.03	9.63	0.027

二、初炼炉工艺

1、补炉，炉底垫白灰300Kg。10分

2、装铁代高碳铬铁3940Kg，Ni板500Kg。10分

3、熔化，熔化末期吹氧助熔。1小时40分

表10

全熔试样成分	C	Mn	Si	S	Ni	Cr	Cu
								％	1.50	0.66	0.20	0.038	9.40	18.30	0.13

全熔温度t＝1600℃

4、吹氧去C、Si，氧气压力Po₂＝7atm，水冷氧枪吹氧。25分

5、止吹，加SiC 120Kg.

6、造渣，加CaC 200Kg，C粉70Kg，CaO 600Kg。15分

7、渣白取全分析，保持白渣。25分

表11

成分	C	Mn	Si	S	Ni	Cr	P
								%	0.78	0.66	0.02	0.035	9.16	18.17	0.028

8、补加合金：Ni板150Kg 6分

9、出钢，测温t＝1680℃ 4分

总计时间为3小时25分。

三、精炼炉（VoD炉）工艺

1、扒渣入罐取样见表12.10分

表12

成分	C	Mn	Si	P	Cr	Ni	S`
								%	0.88	0.73	0.05	0.029	18.30	9.40	0.022

2、入罐。测温t＝1650℃，Ar气30L/min测渣厚15mm，测自由空间1050mm。5分

3、抽真空，开泵6-5级单列。5分

4、予吹氧。真空度P≤250mbar，氧流量Q＝6.5m³/min Ar气流量25L/min。Po₂＝10atm。3分

5、副1吹氧。真空度P＝140mbar，氧流量Q＝7.0m³/min Ar气流量20L/min Po₂＝10atm。30分

6、副2吹氧。真空度P＝100mbar，氧流量Q＝7.5m³/min Ar气流量25L/min Po2＝10atm。15分 E↓停O₂。

7、开泵6-1级，Ar 60L/min，充气测温t＝1730℃，加入CaO400Kg、Ni板150Kg、冷料640Kg。10分

8、真空保持，Ar30L/min开6-1泵，真空度P＜3mbar，加Si粒200Kg，Al粒50Kg，中碳猛铁＜150Kg。18分

9、加Fe-Ti前开罐，测温t＝1624℃。

10、真空下加Fe-Ti500Kg，调C用高猛50Kg，Ar80L/min。10分

11、解除真空吊出，测温t＝1576℃，停Ar，加草灰10Kg.5分

总计时间为1小时55分。

VoD炉冶炼完毕，出罐浇注，液渣保护。

成品化学成分见表13。

表13

成分	C	Mn	Si	S	P	Cr	Ni	Ti
									％	0.05	1.31	0.53	0.012	0.031	17.78	9.74	0.36

Claims

一种采用高碳铬铁冶炼不锈钢，提高铬回收率的工艺其特征在于：

A、配料：炉料由本钢或类似本钢的返回钢、碳素返回钢、平钢或高碳铬铁和其它铁合金组成，配料成分如下：

元素                    C                            Si                                    Cr                                        Ni

一般钢%        ≤1.60        0.40-0.80        中限+0.50        下限+0.04

B、初炼炉工艺：

1、炉体优先采用Mg-C砖砌筑；

2、装料前炉底垫CaO12-15Kg/T;

3、熔化末期吹少量氧;

4、炉料全熔测温t≤1560℃，充分搅拌取全熔样后吹氧去C、Si;

5、去Si完毕，根据全熔样确认C含量为0.80-1.0%时停止吹氧;

6、、止吹后不扒渣，调整渣流动性良好，然后加入SiC4-6Kg/T，加入CaC₂8Kg/T及适量C粉造还原渣，保持正气压≥10分钟;

7、待炉渣形成变白，取全分析样两个，并继续用SiC粉，C粉保持白渣;

8、根据全分析结果，按下面元素含量调整、控制化学成分，当S≤0.040%时要扒渣处理，但扒渣时必须渣白;

出钢，出钢条件：化学成分合适，测温t≤1630℃，白渣流动性良好;

C.精炼炉工艺：

1、扒渣入罐;

2、采用透气砖在中心位置的滑动水口钢包状态良好;

3、吹氧操作按下列要求进行：

参数        氩流量        枪位m        真空级别        氧流量        氧压        时间

l/min m³/min atm

予吹        25        1.2        ≤250mb        6-6.5        ≥7        开吹-E↑

副吹1        20        1.2-1.25        5-6级泵单列        6.5-7.5        ≥7        E↑后-30′

副吹2        25        1.2        5-6级泵双列        7.5-8        ≥7        副1后-20′

或E↓缓吹

主吹        30        1.1-1.2        4-6级泵双列        8-9        ≥7        副2后-E↓或缓吹

4、停氧条件：（1）氧浓差电势下降为零;（2）废气t（温度）、P（真空度）均有明显下降;（3）累计耗氧量超过计算耗氧量;

5、停氧后，超低碳钢要进行真空碳脱氧，开6-1级泵，当电热值再次下降为零时，真空碳脱氧结束;

6、停氧后，充气前不调氩，充气后调氩60-80L/min;
7、开罐测温，并加入造渣材料、脱氧剂、铁合金及降温冷料、渣料及脱氧剂，用量如下：

种类 CaO CaF Fe-Si粒 AL粒

数量Kg/T 10-15 2 8-10 2-3

8、根据侧温结果，决定抽真空时间，但要求真空度P≤3mbar时的时间≥10分钟;

9、解除真空前5分钟加入Fe-Ti及其它易氧化元素的铁合金及增碳材料;

10、化学成分合格，温度为1560℃-1590℃即可解除真空，停氧出罐。