CN105132617A

CN105132617A - 一种提高元素利用率的冶炼工艺

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Publication number: CN105132617A
Application number: CN201510517858.XA
Authority: CN
Inventors: 黄顺所
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-08-23
Filing date: 2015-08-23
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明公开一种提高元素利用率的冶炼工艺，该工艺包括以下顺序的冶炼步骤：控制硅、碳配入量，向每个电炉中加入石灰，控制炉渣碱度；冶炼前不吹氧，全程通电保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入碳化硅；炉料全部熔清，升高温度加碳化硅，关闭炉门通电；让钢水和炉渣一起冲入钢包，调渣至钢水全部出尽。本发明通过在配料中控制硅配入量与碳配入量，在造渣过程中加入石灰，控制炉渣碱度，以及在冶炼、还原、出钢过程中分别加入碳化硅，降低了炉渣中的铬含量，提高了铬元素的利用率。

Description

一种提高元素利用率的冶炼工艺

技术领域

本发明属于冶炼技术领域，涉及一种冶炼工艺，具体是一种提高元素利用率的冶炼工艺。

背景技术

目前世界上不锈钢的冶炼有三种方法。一：即电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬)，生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，生产率低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，耐火材料消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。二：VOD和AOD精炼装置对不锈钢生产工艺的变革起了决定性作用。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的新生产工艺。采用电炉与VOD二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。采用电炉与AOD炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点：1、AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达2％左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20％的不锈钢废钢作为原料，降低了操作成本。2、AOD法可以一步将钢水中的碳托道0.08％，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的谈脱到0.03％以下，除超低碳。超低氮不锈钢外，95％的品种都可以生产。3、不锈钢生产周期相对VOD较短，灵活性较好。　　4、生产系统设备总投资较VOD贵。5、AOD炉生产一步成钢，人员少，设备少，所以综合成本较低。6、AOD能够采用含C1.5％以下的初炼钢水因此可以采用低价高碳FeCr、FeNi40以及35％的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。其缺点是：　　1、炉衬使用寿命短；2、还原硅铁消耗大；3、目前还不能生产超低C、超低氮、不锈钢，且钢中含气量较高；4、氩气消耗量大。目前世界上88％不锈钢采用该方法生产，其中76％是通过AOD炉生产。因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。三：即电炉＋复吹转炉＋VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni的半成品钢水，复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳，以达到最大回收Cr的目的。VOD真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成分微调。

不锈钢以其优良的性能，耐腐耐锈耐热的特点应经广泛运用于国家建设和居民日用等各个领域，特别是新近快速崛起的在汽车工业，水工业，环保工业，家电业，重大工业设施领域的运用，使国内不锈钢市场需求量不断增加，且愈来愈多的更高合金的钢种不断开发。因此对生产不锈钢的铬镍元素的需求量日益增加。而我国是铬镍资源短缺的国家，因此如何解决需求与短缺之间的矛盾，提高元素利用效率是国内不锈钢企业所普遍面临的问题。传统方法通过EAF—AOD—LF—CC/IC的流程冶炼不锈钢，在EAF环节，炉渣中的铬含量达到12%以上，铬损比较严重。对于降低企业成本，提高资源利用率来说，EF渣中的铬含量必须提高利用率。

发明内容

本发明的目的在于克服当前EAF渣中铬含量较高，提供一种提高铬元素利用率的冶炼工艺。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种提高元素利用率的冶炼工艺，该工艺包括以下顺序的冶炼步骤：

控制硅、碳配入量，向每个电炉中加入石灰，控制炉渣碱度；

冶炼前不吹氧，全程通电保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入碳化硅；

炉料全部熔清，升高温度加碳化硅，关闭炉门通电；

让钢水和炉渣一起冲入钢包，调渣至钢水全部出尽。

所述的硅配入量控制为0.65%，碳配入量控制为1.8%。

所述的石灰加入后，控制炉渣碱度在1.7。

所述的温度升高达到1580℃时，加碳化硅关闭炉门，通电4分钟。

所述的调渣为向钢包内投碳化硅调渣。

石灰一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，石灰是用石灰石、白云石、白垩、贝壳等碳酸钙含量高的产物，经900～1100℃煅烧而成。

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生产绿色碳化硅时需要加食盐）等原料通过电阻炉高温冶炼而成。碳化硅在大自然也存在罕见的矿物。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，碳化硅为应用最广泛、最经济的一种，可以称为金钢砂或耐火砂。可作为冶炼钢铁的净化剂，即用作炼钢的脱氧剂和铸铁组织改良剂，以降低成本。碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好，除作磨料用外，还有很多其他用途，例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁，可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料，耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅（含SiC约85％）是极好的脱氧剂，用它可加快炼钢速度，并便于控制化学成分，提高钢的质量。此外，碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。

本发明的有益效果：本发明通过在配料中控制硅配入量与碳配入量，在造渣过程中加入石灰，控制炉渣碱度，以及在冶炼、还原、出钢过程中分别加入碳化硅，使炉渣中降低了的铬含量，提高了冶炼过程中铬元素的利用率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明实施例炉渣中铬元素含量变化曲线。

具体实施方式

降低电炉渣中铬元素含量的冶炼方法，首先在各项元素配入达到要求的基础上，将硅配入量控制0.5-0.8%，碳配入量控制1.5-2.5%；按每炉石灰加入量800-1000kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在1.4-2.0；冶炼过程前两罐料严禁吹氧，全程通电，保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入20-30kg碳化硅；炉料全部熔清，温度达到1570-1600℃时，视炉内情况加碳化硅40-80kg，关闭炉门，通电3-5分钟；打开出钢口，让钢水和炉渣一起冲入出钢包，当钢水没入钢包1/3处，向钢包内投10-30kg碳化硅调渣，钢水全部出尽；钢水全部出尽后将钢包吊入扒渣位，依次进行流渣、扒渣、取样、测温等作业，整个过程做到平稳，严禁钢水流入渣包，扒渣结束包内炉渣小于400kg；钢水倒入AOD进行冶炼。

实施例1

提高元素利用率的冶炼工艺，其工艺步骤如下：

1、配料：在各项元素配入达到要求的基础上，硅配入量控制0.65%，碳配入量控制1.8%；

2、造渣：石灰加入量为800kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在1.4；

3、冶炼：冶炼过程前两罐料严禁吹氧，全程通电，保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入20kg碳化硅；

4、还原：炉料全部熔清，温度达到1590℃时，加碳化硅40kg，关闭炉门，通电4分钟；

5、出钢：打开出钢口，让钢水和炉渣一起冲入出钢包，当钢水没入钢包1/3处，向钢包内投20kg碳化硅调渣，钢水全部出尽；

6、扒渣：钢水全部出尽后将钢包吊入扒渣位，依次进行流渣、扒渣、取样，测温为1510℃，整个过程平稳，无钢水流入渣包；

7、钢水倒入AOD进行冶炼，炉渣约200kg，通过现有方法检测炉渣中铬元素含量，绘图1。

实施例2

提高元素利用率的冶炼工艺，其工艺步骤如下：

1、配料：在各项元素配入达到要求的基础上，硅配入量控制0.70%，碳配入量控制1.9%；

2、造渣：石灰加入量为800kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在2.0；

3、冶炼：冶炼过程前两罐料严禁吹氧，全程通电，保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入30kg碳化硅；

4、还原：炉料全部熔清，温度达到1580℃时，加碳化硅40kg，关闭炉门，通电4分钟；

5、出钢：打开出钢口，让钢水和炉渣一起冲入出钢包，当钢水没入钢包1/3处，向钢包内投30kg碳化硅调渣，钢水全部出尽；

6、扒渣：钢水全部出尽后将钢包吊入扒渣位，依次进行流渣、扒渣、取样，测温为1506℃，整个过程平稳，无钢水流入渣包；

实施例3

提高元素利用率的冶炼工艺，其工艺步骤如下：

1、配料：在各项元素配入达到要求的基础上，硅配入量控制0.80%，碳配入量控制2.0%；

2、造渣：石灰加入量为1000kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在1.6；

4、还原：炉料全部熔清，温度达到1580时，加碳化硅60kg，关闭炉门，通电3分钟；

6、扒渣：钢水全部出尽后将钢包吊入扒渣位，依次进行流渣、扒渣、取样，测温为1516℃，整个过程平稳，无钢水流入渣包；

实施例4

提高元素利用率的冶炼工艺，其工艺步骤如下：

1、配料：在各项元素配入达到要求的基础上，硅配入量控制0.60%，碳配入量控制1.5%；

2、造渣：石灰加入量为950kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在1.7；

3、冶炼：冶炼过程前两罐料严禁吹氧，全程通电，保持炉门关闭，后期吹氧助熔前向炉内加入25kg碳化硅；

4、还原：炉料全部熔清，温度达到1600℃时，加碳化硅80kg，关闭炉门，通电5分钟；

5、出钢：打开出钢口，让钢水和炉渣一起冲入出钢包，当钢水没入钢包1/3处，向钢包内投10kg碳化硅调渣，钢水全部出尽；

实施例5

提高元素利用率的冶炼工艺，其工艺步骤如下：

1、配料：在各项元素配入达到要求的基础上，硅配入量控制0.50%，碳配入量控制2.5%；

2、造渣：石灰加入量为900kg，前期加入以便快速成渣，控制炉渣碱度在1.8；

4、还原：炉料全部熔清，温度达到1570℃时，加碳化硅50kg，关闭炉门，通电4分钟；

从所绘制的图1炉渣铬元素含量上看，本发明实施例1-5的炉渣铬含量在2.5—6.0%之间，大大降低了炉渣中的铬含量。

以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种提高元素利用率的冶炼工艺，其特征在于，该工艺包括以下顺序的冶炼步骤：

炉料全部熔清，升高温度加碳化硅，关闭炉门通电；

让钢水和炉渣一起冲入钢包，调渣至钢水全部出尽。

2.根据权利要求1所述的冶炼工艺，其特征在于，所述的硅配入量控制为0.65%，碳配入量控制为1.8%。

3.根据权利要求1所述的冶炼工艺，其特征在于，所述的石灰加入后，控制炉渣碱度在1.7。

4.根据权利要求1所述的冶炼工艺，其特征在于，所述的温度升高达到1580℃时，加碳化硅关闭炉门，通电4分钟。

5.根据权利要求1所述的冶炼工艺，其特征在于，所述的调渣为向钢包内投碳化硅调渣。