CN110499405A - 一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，涉及金属冶炼工艺领域，步骤包括：配料时控制炉料的综合硅含量1.2％～1.4％，根据配料硅含量，在第一罐料底部加入400kg～600kg石灰；根据入炉硅含量陆续配入石灰，每次400kg～600kg，炉渣氧化钙的重量和二氧化硅的重量比值在1.2～1.4。第一罐料加入之后通电冶炼，通电3～5min之后开始吹氧助熔，同时在吹氧位置利用1.8MPa的压缩空气喷入碳粒，碳粒的粒度控制在1～3mm，第一罐料熔化70％～80％之后加入第二罐料、第三罐料，重复通电、吹氧、喷碳粒操作；炉料熔清，钢水温度大于1580℃，取样分析，成分合格后摇炉，钢渣混冲出钢。本发明所述方法在不增加设备投资的情况下，可将炉渣中的氧化铬含量降低至5％以下，铬元素含量降低至3.5％以下。

Description

一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法

技术领域

本发明属于金属冶炼工艺领域，尤其涉及电弧炉冶炼不锈钢母液降低炉渣中氧化铬含量。

背景技术

近年AOD、VOD等精炼设备在不锈钢冶炼行业广泛运用，不锈钢冶炼已经淘汰了传统的电炉熔化、脱碳、还原工艺，现在广泛采用电炉冶炼不锈钢母液，脱碳和还原步骤主要由后道AOD、VOD等精炼设备完成。随着不锈钢连铸技术的普及，在不锈钢母液元素成分基本合适的条件下，要求电弧炉要有更快的生产节奏。电炉提高生产节奏最常规的方法之一是增加吹氧量，吹氧量增加必然造成更大的铬元素损失。如何提高铬元素的回收率，成为制约电弧炉生产节奏的关键原因之一。

电弧炉冶炼中碳的主要作用是与氧气反应产生气体和热量，同时降低铬损。碳的加入方式主要有两种，一种是随炉料一起加入，一种是采用喷粉机喷入。加入方式和加入时机的不同，所起到的作用大小也不同。碳随炉料加入，配料碳要在1.4％～1.6％以上才能保证铬不被过度氧化，如图1所示。喷吹加入法钢液中的碳含量不能低于1.2％～1.4％，否则意味着铬的氧化，如图2所示。采用喷入法，碳氧反应的动力学条件优于随炉料加入法。喷入足够的碳，使钢渣界面的碳含量达到2.4％左右时，钢渣间碳氧反应热力学条件最好。为了确保碳能够喷到钢渣界面，需要碳有一定的射入力度，合适的碳粉粒度，良好的渣系环境，才能够保证碳喷到钢渣界面，保证反应的进行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于电弧炉冶炼不锈钢母液低炉渣中氧化铬含量的方法，以提供一种成本低、铬元素回收率高的新工艺。

本发明是通过以下技术方案实现的：

(1)配料：根据料型的搭配，控制炉料的综合硅含量在1.2％～1.4％，在第一罐料底部加入400kg～600kg石灰；根据入炉硅含量陆续配入石灰，每次400kg～600kg。

(2)吹氧冶炼：第一罐料通电3～5min之后开始向炉内吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粉粒，第一罐料熔化70％～80％后，加入第二罐料，重复第一罐料的操作，之后加入第三罐料。

(3)取样：电弧炉内炉料熔清，温度大于1580℃时，取样化验。

(4)出钢：成分合格后，摇炉致出钢位置，钢渣混冲出钢。

所述步骤(1)中控制石灰加入量的方法：按35吨电弧炉容量计，根据炉料硅含量计算炉渣中二氧化硅浓度，利用炉渣中氧化钙的重量和二氧化硅的重量比值在1.2～1.4计算石灰的加入量。

所述步骤(2)喷碳粒的方法：按35吨电弧炉容量计，碳粒的粒度控制在1mm～3mm，碳粒中碳含量99.5％以上，磷含量0.015％以下，压缩空气压力控制在1.8Mpa，喷射在吹氧位置，总碳粒喷入量700kg～900kg。

所述步骤(3)按35吨电弧炉容量计，不锈钢母液硅含量控制在0.2％～0.6％

所述步骤(4)出钢时炉渣流动性良好，混冲过程中炉渣和母液能充分混合。

本发明相比现有技术具有以下优点：该方法与现有技术相比无需增加投资，所用材料价格低廉；不用减少吹氧量，碳和氧气的充分反应，能够形成泡沫渣，降低生产电耗，并且该方法能够减少不锈钢母液中铬元素氧化，降低了制造成本。

附图说明

图1为铬元素在炉渣和钢液中的分配比同炉料中装入的碳含量的关系示意图；

图2为铬元素在炉渣和钢液中的分配比同喷入法喷入碳含量的关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤的方法不必限于清楚地列出的那些步骤，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些方法固有的其它步骤。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考实施例来详细说明本申请。

实施例1

本实施例以奥氏体不锈钢(304钢)的冶炼工艺为例，提供一种降低电弧冶炼不锈钢母液炉渣中铬元素的方法，按35吨电弧炉容量计，包括以下步骤：

(1)配料：按重量计，炉料装入量34.7吨，入炉的废钢原料中各元素的配入量为：硅1.3％，铬18.3％，镍7.9％。第一罐底部配入520kg石灰，第二罐配入石灰550kg，第三罐配入石灰480kg。

(2)吹氧冶炼：第一罐料通电3min之后开始向炉内吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第一罐料熔化70％～80％后，加入第二罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第二罐料熔化70％～80％后，加入第三罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒300kg。

(3)取样：电弧炉内炉料熔清，温度1596℃，取样化验，不锈钢母液硅含量0.41％。

(4)出钢：不锈钢母液和炉渣充分混合，利用母液中的硅进一步还原炉渣中的氧化铬。

(5)在出钢包内取炉渣样化验，炉渣中氧化铬含量4.5％，铬元素含量3.1％，氧化钙/氧化硅＝1.21。

实施例2

本实施例以奥氏体不锈钢(304钢)的冶炼工艺为例，提供一种降低电弧炉渣中铬元素的方法，按35吨电弧炉容量计，包括以下步骤：

(1)配料：按重量计，炉料装入量34.9吨，入炉的废钢原料中各元素的配入量为：硅1.4％，铬18.2％，镍7.95％。第一罐底部配入540kg石灰，第二罐配入石灰510kg，第三罐配入石灰480kg。

(2)吹氧冶炼：第一罐料通电3min之后开始向炉内吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第一罐料熔化70％～80％后，加入第二罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第二罐料熔化70％～80％后，加入第三罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒300kg。

(3)取样：电弧炉内炉料熔清，温度1590℃，取样化验，不锈钢母液硅含量0.46％。

(4)出钢：不锈钢母液和炉渣充分混合，利用母液中的硅进一步还原炉渣中的氧化铬。

(5)在出钢包内取炉渣样化验，炉渣中氧化铬含量3.5％，铬元素含量2.4％，氧化钙/氧化硅＝1.23。

实施例3

本实施例以奥氏体不锈钢(304钢)的冶炼工艺为例，提供一种降低电弧炉渣中铬元素的方法，按35吨电弧炉容量计，包括以下步骤：

(1)配料：按重量计，炉料装入量34.7吨，入炉的废钢原料中各元素的配入量为：硅1.2％，铬18.2％，镍7.9％。第一罐底部配入580kg石灰，第二罐配入石灰540kg，第三罐配入石灰420kg。

(2)吹氧冶炼：第一罐料通电3min之后开始向炉内吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第一罐料熔化70％～80％后，加入第二罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒250kg，第二罐料熔化70％～80％后，加入第三罐料，通电3min之后开始吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粒300kg。

(3)取样：电弧炉内炉料熔清，温度1593℃，取样化验，不锈钢母液硅含量0.42％。

(4)出钢：不锈钢母液和炉渣充分混合，利用母液中的硅进一步还原炉渣中的氧化铬。

(5)在出钢包内取炉渣样化验，炉渣中氧化铬含量4.1％，铬元素含量2.8％，氧化钙/氧化硅＝1.22。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配料

根据料型的搭配，控制炉料的综合硅含量在1.2％～1.4％，根据炉料硅含量，在第一罐料底部加入400kg～600kg石灰；根据入炉硅含量陆续配入石灰，每次400kg～600kg；

(2)吹氧冶炼

第一罐料通电3～5min之后开始向炉内吹氧助熔，同时向吹氧位置喷入碳粉粒，第一罐料熔化70％～80％后，加入第二罐料，重复第一罐料的操作，之后加入第三罐料；

(3)取样

电弧炉内炉料熔清，温度大于1580℃时，取样化验；

(4)出钢

成分合格后，摇炉致出钢位置，钢渣混冲出钢。

2.根据权利要求1所述的一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，其特征在于，按35吨电弧炉容量计，步骤(1)中控制石灰加入量的方法：根据炉料硅含量计算炉渣中二氧化硅浓度，利用炉渣中氧化钙的重量和二氧化硅的重量比值在1.2～1.4计算石灰的加入量。

3.根据权利要求2所述的一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，其特征在于，步骤(2)喷碳粒的方法：碳粒的粒度控制在1mm～3mm，碳粒中碳含量99.5％以上，磷含量0.015％以下，压缩空气压力控制在1.8Mpa，喷射在吹氧位置，总碳粒喷入量700kg～900kg。

4.根据权利要求3所述的一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，其特征在于，步骤(3)不锈钢母液硅含量控制在0.2％～0.6％。

5.根据权利要求4所述的一种降低电炉冶炼不锈钢母液炉渣中氧化铬含量的方法，其特征在于，步骤(4)出钢时控制炉渣流动性，令混冲过程中炉渣和钢水充分混合。