CN107760976A

CN107760976A - 一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法

Info

Publication number: CN107760976A
Application number: CN201711032657.6A
Authority: CN
Inventors: 闫志伟; 陈景锋; 马骏鹏; 张增武; 杜晓建; 王伟; 周丰; 刘涛
Original assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Stainless Steel Co Ltd
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2018-03-06

Abstract

本发明涉及一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法，属于钢铁冶炼技术领域，解决中频炉或电炉使用高Si含量铬铁后造成AOD冶炼时间增加的技术问题，解决方案为按下述步骤依次进行：a、将铬镍合金或铬铁填入中频炉中熔化；b、将含钼、镍、铬的废钢或生铁填入电炉中熔化；c、将上述步骤a与步骤b中制得的预熔液混合兑入转炉中进行吹炼，氧枪吹炼至预熔液中Si的质量百分比含量为0.65%~0.75%时提枪，吹炼过程中转炉底部吹氩气持续搅拌还原至预熔液中Si含量降低至Si的质量百分比含量为Si＜0.50%；d、将上述步骤c中的预熔液兑入AOD炉进行冶炼，制得奥氏体不锈钢。经本发明冶炼后奥氏体不锈钢铬收得率提高0.25%以上，AOD冶炼时间不增加，全线生产效率得到明显提升。

Description

一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，涉及奥氏体不锈钢的冶炼方法，具体涉及一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法。

背景技术

目前冶炼奥氏体不锈钢主要是利用电炉（或中频炉）熔化废钢，而后在AOD炉（AOD炉，argon oxygen decarburization furnace，氩氧精炼炉；也可以是GOR转炉、KOBMS转炉等）中进行吹炼、合金化，如中国专利《不锈钢冶炼方法》（专利号为：200810187563.0），此方法为两步法冶炼；还有一种是在AOD炉（GOR转炉、KOBMS转炉等）后面增加VOD工序，进一步降低钢中碳含量，此方法称为三步法冶炼；而第三种是AOD炉直接使用铁水冶炼奥氏体不锈钢，如中国专利《AOD全铁水直接冶炼奥氏体不锈钢的方法》（专利号为：200610028474.2）。其缺点是AOD炉冶炼工序或前部工序不宜使用高Si含量的铬铁，否则会导致AOD冶炼的钢水中Si增加，AOD冶炼时间增加、渣量增加，直接影响AOD炉龄，因此制约了冶炼工序的炉料配料结构。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，解决现有技术中中频炉或电炉使用大批量廉价的高Si含量铬铁后造成的AOD冶炼时间增加的技术问题，本发明提供一种缩短AOD冶炼时间、提高生产效率的转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法，按下述步骤依次进行：

a、将铬镍合金或铬铁填入中频炉中熔化至液相，制得预熔液，留待后步使用；

b、将含钼、镍、铬的废钢或生铁填入电炉中熔化至液相，制得预熔液，留待后步使用；

c、将上述步骤a与步骤b中制得的预熔液混合兑入转炉中进行吹炼，氧枪吹炼至预熔液中Si的质量百分比含量为0.65%-0.75%时提枪，吹炼过程中转炉底部吹氩气持续搅拌还原至预熔液中Si含量降低至Si的质量百分比含量Si＜0.50%；

d、将上述步骤c中转炉吹炼后的预熔液兑入氩氧精炼炉进行冶炼，制得奥氏体不锈钢。

进一步地，在所述步骤b电炉熔化含钼、镍、铬的废钢或生铁制得预熔液的过程中，使用氧枪向电炉中持续吹氧，电炉出钢时不加硅铁还原，电炉出钢后不进行扒渣工序。

进一步地，所述步骤a中的中频炉预熔液与步骤b中的电炉预熔液混合后，熔液中Si质量百分比含量＞1.0%。

与现有技术相比本发明具有以下有益效果：

本发明主要是提出一种新的工艺路线，电炉及中频炉熔化高Si奥氏体预熔液，电炉吹氧生成的富含高Cr₂O₃渣不在电炉内加硅铁还原，而是将电炉及中频炉熔化的预熔液进行混合后兑入到转炉内，利用转炉底吹氩气进行搅拌，这样利用预熔液中的Si与渣中的Cr₂O₃进行反应，既可以降低预熔液中的Si含量，同时还可以将渣中的Cr还原到预熔液中。转炉可以进行顶枪吹氧进一步脱除预熔液中的Si含量，而产生的化学热又可以使转炉能够加入铬镍生铁等冷料。转炉吹炼至Si、C温度等达到要求后，再将预熔液兑入AOD进行吹炼，这样AOD入炉条件改善，冶炼时间会显著降低。

与现有技术相比，经本发明冶炼奥氏体不锈钢，使中频炉或电炉能够大批量使用廉价的高Si含量铬铁，在转炉工序利用钢中的Si还原炉渣中的Cr₂O₃，铬收得率提高0.25%以上，同时降低钢中Si含量，改善AOD入炉条件，使AOD冶炼时间缩短，全线生产效率得到明显提升。

具体实施方式

实施例一

本实施例一中冶炼的钢种牌号为：022Cr19Ni10。

a、中频炉熔化铬镍合金或铬铁成预熔液

中频炉配加炉料高碳铬铁14.98吨，此高碳铬铁中Cr含量为50.5%，Si含量为3.7%；

配加Ⅱ级国产高碳铬铁22.1吨，此高碳铬铁中Cr含量56.8%，Si=2.28%，配加铬镍生铁7.4吨，铬镍生铁中Si含量为3.4%，Cr含量为2.32%，Ni含量为8.576%。熔炼成预熔液后出钢至预熔包（预熔包号为UE8）里，出钢量为44.48吨，吊至电炉炉后，出钢各元素的质量百分比含量为：

C含量为7.81%，Si含量为2.91%，Cr含量为45.10%，Ni含量为1.40%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

b、电炉熔化含钼、镍、铬的废钢或生铁成预熔液

电炉配加铬镍生铁、镍返回废钢进行熔化，炉料入炉料单计算得出各元素的质量百分比含量为：C含量为2.9%，Si含量为2.28%，Cr含量为5.6%，Ni含量为7.38%，吹氧量为1568立方米，升温至1630℃将炉料化清后不加硅铁直接出钢至UE8包内，测量渣厚为480mm（渣重为11.04吨），出钢量为119.89吨，出钢混合后（预熔液重量164.37吨）取钢样和渣样确认成分，钢样中各元素的质量百分比含量为：

C含量为3.298%，Si含量为1.197%，Mn含量为0.248%，P含量为0.033%，S含量为0.0561%，Cr含量为16.28%，Ni含量为5.457%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

渣样中主要成分的质量百分比含量为：CaO含量为 45.01%，SiO₂含量为31.91%，Cr₂O₃含量为8.78%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

c、中频炉预熔液与电炉预熔液混合兑入转炉中进行吹炼，搅拌，降低钢水中的Si含量

兑预熔液前加石灰12吨，然后UE8包中的预熔液兑入转炉中，测量温度为1457℃。兑入转炉后氧枪开始吹炼，氧气流量为300m³/min，同时设置转炉底吹氩气流量为120m³/min，氧枪吹炼10min停吹（二级计算Si的质量百分比含量为0.70%），加入铬镍生铁21吨，转炉底部吹氩气设置为300m³/min继续搅拌12min（二级计算Si的质量百分比含量为Si＜0.50%），测温1503℃，出钢取钢样和渣样确认成分，钢样中各元素的质量百分比含量为：

C含量为2.7237%，Si含量为0.4048%，Mn含量为0.1486%，P含量为0.0338%，S含量为0.0148%，Cr含量为16.728%，Ni含量为5.80%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

渣样中主要成分的质量百分比含量为：CaO含量为49.82%，SiO₂含量为38.67%，Cr₂O₃含量为2.72%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

d、转炉吹炼后将预熔液兑入AOD进行冶炼

AOD吹氧脱碳，吹炼过程中加入高铬、镍铁等进行合金化，还原期加入硅锰、硅铁等进行还原至成分合适，出钢。出钢的钢中各元素的质量百分比含量为：

C含量为0.0213%，Si含量为0.43%，Mn含量为1.63%，P含量为0.0341%，S含量为0.0038%，Cr含量为18.124%，Ni含量为8.024%，N含量为0.0553%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

本实施例一中，在转炉工序利用预熔液中的Si还原了电炉渣中的Cr₂O₃，Cr收得率提高0.28%。

实施例二

本实施例二中冶炼的钢种牌号为：316L。

a、中频炉熔化铬镍合金或铬铁成预熔液

中频炉配加炉料高碳铬铁15吨，此高碳铬铁中：Cr含量为52.5%，Si含量为4.87%；配加进口高碳铬铁23吨，此高碳铬铁中：Cr含量为69.1%，Si含量为0.5%，配加铬镍生铁7.55吨，铬镍生铁中Si含量为2.46%，Cr含量为2.3%，Ni含量为6.98%。熔炼成预熔液后出钢至预熔包（预熔包号为UE8）里，出钢量为45.55吨，吊至电炉炉后，出钢各元素的质量百分比为：C含量为7.68%，Si含量为1.16%，Cr含量为52.56%，Ni含量为2.24%，其余为铁和不可避免的杂质元素。

b、电炉熔化含钼、镍、铬的废钢或生铁成预熔液

电炉配加铬镍生铁、含钼镍返回废钢进行熔化。炉料入炉料单计算得出各元素的质量百分比含量为：

C含量为1.95%，Si含量为 1.657%，Cr含量为4.15%，Ni含量为 6.61%，吹氧1392m³，升温至1640℃将炉料化清后不加硅铁直接出钢至UE12包内，测量渣厚为450mm（渣重为10.35吨），出钢量为120.09吨，出钢混合后（预熔液重量165.64吨）取钢样和渣样确认成分，钢样中各元素的质量百分比含量为：C含量为3.116%，Si含量为1.32%，Mn含量为0.248%，P含量为0.0311%，S含量为0.0514%，Cr含量为17.08%，Ni含量为5.36%，Mo含量为0.716%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

渣样中主要成分的质量百分比含量为：

CaO含量为 44.28%，SiO₂含量为30.43%，Cr₂O₃含量为8.93，其余为铁及不可避免的杂质元素。

兑预熔液前加石灰11吨，然后UE12包中的预熔液兑入转炉中，测量温度为1439℃。兑入转炉后氧枪开始吹炼，氧气流量为300m³/min，同时设置转炉底吹氩气流量为120m³/min，氧枪吹炼9min停吹（二级计算Si的质量百分比含量为0.70%），加入铬镍生铁17吨，底吹氩气设置为300m³/min继续搅拌11min（二级计算Si的质量百分比含量为Si＜0.50%），测温1496℃，出钢取钢样和渣样确认成分，钢样中各元素的质量百分比含量为：

C含量为2.782%，Si含量为0.432%，Mn含量为0.236%，P含量为0.0328%，S含量为0.0198%，Cr含量为16.424%，Ni含量为6.23%，Mo含量为0.665%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

渣样中主要成分的质量百分比含量为：

CaO含量为 47.62%，SiO₂含量为33.34%，Cr₂O₃含量为1.96%，其余为铁及不可避免的杂质元素。

d、转炉吹炼后将预熔液兑入AOD进行冶炼

AOD吹氧脱碳，吹炼过程中加入高铬、镍铁等进行合金化，还原期加入硅锰、硅铁等进行还原至成分合适出钢。出钢的钢中各元素的质量百分比含量为：

C含量为0.0189%，Si含量为0.41%，Mn含量为1.21%，P含量为0.0323%，S含量为0.0018%，Cr含量为16.67%，Ni含量为10.10%，Mo含量为2.05%，N含量为0.0512%，其余为铁及不可避免的杂质元素

本实施例二中，在转炉工序利用预熔液中的Si还原了电炉渣中的Cr₂O₃，Cr收得率提高0.305%。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法，其特征在于按下述步骤依次进行：

c、将上述步骤a与步骤b中制得的预熔液混合兑入转炉中进行吹炼，氧枪吹炼至预熔液中Si的质量百分比含量为0.65%~0.75%时提枪，吹炼过程中转炉底部吹氩气持续搅拌还原至预熔液中Si含量降低至Si的质量百分比含量Si＜0.50%；

2.根据权利要求1所述的一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法，其特征是：在所述步骤b电炉熔化含钼、镍、铬的废钢或生铁制得预熔液的过程中，使用氧枪向电炉中持续吹氧，电炉出钢时不加硅铁还原，电炉出钢后不进行扒渣工序。

3.根据权利要求1所述的一种转炉脱硅熔液冶炼奥氏体不锈钢的方法，其特征是：所述步骤a中的中频炉预熔液与步骤b中的电炉预熔液混合后，熔液中Si质量百分比含量＞1.0%。