CN116219109A - 一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法 - Google Patents

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武鹏
谭建兴
兰广泽
张海飞
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Abstract

本发明涉及全废钢冶炼不锈钢领域。一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，在全废钢冶炼不锈钢过程中，在电弧炉冶炼穿井完成后，送电量每吨钢50‑60kwh时停电，加入大包钢渣到电弧炉内进行造渣，在炉内形成大部熔池即看不到固体废钢后，送电档位调整到最低档位，加入石灰进行造渣。本发明通过利用大包钢渣高碱度、流动性良好的特性替代电弧炉冶炼过程的石灰，从而降低了冶炼成本，提高了吨钢利润。

Description

一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法
技术领域
本发明涉及全废钢冶炼不锈钢领域。
背景技术
钢渣是炼钢过程中的一种副产品。它由杂质在熔炼过程中氧化而成的各种氧化物以及这些氧化物与溶剂反应生成的盐类所组成。钢渣含有多种有用成分，可作为钢铁冶金原料使用。钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，不但可以代替石灰石，且可以从中回收大量的金属铁和其他有用元素；另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料。
然而不同种类的铁矿石其冶炼过程产生的钢渣成分差异明显，在冶钢的不同工艺过程其产生的钢渣成分也差异明显。因此，钢渣回收利用并没有固定的途径，需要对钢渣成分进行研究，以给其提供最佳利用途径，以降低钢铁冶炼成本，回收利用各种有用元素。
在CCM工艺中，连铸或者模铸浇注结束后，钢包内一般会剩余部分钢水和钢渣(大包钢渣)，现有技术中大包钢渣在渣场进行二次处理回收利用，但是没有将其在全废钢冶炼不锈钢过程中应用过。在全废钢冶炼不锈钢过程中，一般使用石灰和白云石来造渣，造渣过程中需要吹氧来生成SiO2，需要送电来进行熔化，造成消耗大量能量，且钢中的铬极易被氧化，还原效果差，铬金属损失严重，浪费合金资源。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何解决全废钢冶炼不锈钢过程中，不锈钢电弧炉熔炼中电耗高、效率低，合金浪费等问题。
本发明所采用的技术方案是：一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，在全废钢冶炼不锈钢过程中，在电弧炉冶炼穿井完成后，送电量每吨钢50-60kwh时停电，加入大包钢渣到电弧炉内进行造渣，在炉内形成大部熔池即看不到固体废钢后，送电档位调整到最低档位，加入石灰进行造渣。
大包钢渣为不锈钢连铸或者模铸浇注结束后剩余的炼钢终渣，在不锈钢连铸或者模铸浇注结束后直接填入到电弧炉内；大包钢渣中按重量计，CaO：60％-65％；SiO2：20％-25％；MgO：6％-10％；Al2O3：2％-5％，Cr2O3：0％-0.5％；MnO：0％-0.5％。
大包钢渣加入量为吨钢60-100kg大包钢渣，石灰加入量为吨钢5-15kg石灰。
在加入石灰进行造渣时，终渣碱度(CaO/SiO2)为1.3-1.5。
电弧炉冶炼完成后出钢后，钢渣按重量计：CaO：35％-40％；SiO2：30％-35％；MgO：6％-10％；Al2O3：5％-8％，Cr2O3：5％-10％；MnO：1％-3％。
本发明的有益效果是：本发明解决了传统不锈钢电弧炉熔炼中电耗高、效率低，合金浪费等问题。在不锈钢电弧炉熔炼中利用大包终渣的碱度高、流动性良好的特性，代替石灰和白云石来造渣，降低了电弧炉电耗，减少了电弧炉辅料消耗，避免了铬金属损失严重，同时使后续工艺产生的大包钢渣得到有效回收利用。
(1)实现了在不锈钢电弧炉炼钢过程中由大包钢渣替代石灰和白云石来造渣的工艺技术，有效解决了大包钢渣二次利用的难题。
(2)本发明通过利用大包钢渣高碱度、流动性良好的特性替代电弧炉冶炼过程的石灰，从而降低了冶炼成本，提高了吨钢利润。
(3)本发明通过大包钢渣二次利用，电炉熔化效率大大提高，熔炼周期缩短。
(4)本发明解决了电炉石灰消耗高、熔炼电耗高、铬金属消耗高电炉渣中氧化铬含量高等问题，实现了石灰消耗降低75％，电耗降低16％，电炉渣中氧化铬含量降低66％。
具体实施方式
一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，包括如下步骤
步骤一、在全废钢冶炼不锈钢过程中，在电弧炉冶炼穿井完成后，送电量每吨钢50-60kwh时停电，此时不加入石灰造渣，旋开炉盖，打开狗窝，将大包钢渣按每吨钢60-100kg大包钢渣兑入炉内。一个实施例中，冶炼90t全废钢的一炉钢，装料后送电到电弧炉冶炼穿井完成后，电量大约至5000kwh停电，此时不加入石灰造渣，旋开炉盖，打开狗窝，使用天车把大包钢渣兑入炉内，兑钢速度均匀。大包钢渣重量5500kg，其中钢液500kg，钢渣5000kg，钢渣成分按重量计如下：
CaO：62.51％；SiO2：24.55％；MgO：7.18％；Al2O3：3.71％，Cr2O3：0.26％；MnO：0.29％。步骤二、高温钢渣兑入炉内后，炉内形成大量高温流动性良好的钢渣，此时吹氧助熔条件良好，重新送电后炉门枪开始吹氧，开始吹氧氧气流量控制2000-2400m3/h。
步骤三、炉内形成大部熔池即看不到固体废钢后，氧气流量调整到3000-3600m3/h，同时送电档位调整到最低档位，此时按每吨钢5-15kg的石灰投入量造渣，终渣碱度CaO/SiO2控制在1.3-1.5。一个实施例中(冶炼90t全废钢的一炉钢)，送电电量达到20000kwh，氧气总量达到500m3时，炉内形成大部熔池后，氧气流量调整到3000-3600m3/h，同时送电档位调整到最低档位，此时根据炉内炉渣情况调整1000kg石灰造渣。
步骤四、电炉废钢彻底熔清后，温度达到出钢条件时停止送电吹氧，加入硅铁进行还原。一个实施例中(冶炼90t全废钢的一炉钢)，当送电电量达到30000kwh，氧气流量达到1500m3时，电炉废钢彻底熔清，温度达到出钢条件1650℃时停止送电吹氧，此时加入硅铁400kg进行还原。
步骤五、硅铁加入后低档位送电，同时使用氮气进行搅拌，搅拌时间5-15分钟，随后进行出钢，钢渣混出。一个实施例中(冶炼90t全废钢的一炉钢)，硅铁加入后低档位送电电量约1000-2000kwh，同时使用氮气进行搅拌氮气流量3000-3600m3/h，搅拌时间10分钟，随后进行出钢，钢渣混出。
钢渣成分按重量计如下：CaO：38.09％；SiO2：33.49％；MgO：7.46％；Al2O3：5.89％，Cr2O3：7.7％；MnO：1.29％。
本发明工艺流程完成后，还需要进行AOD炉冶炼和LF炉精炼，然后通过CCM连铸，在CCM连铸会产生大包钢渣。不锈钢电弧炉一炉产生的不锈钢经过AOD炉冶炼和LF炉精炼后在CCM连铸时产生的大包钢渣正好能够满足且完全利用在下一炉不锈钢电弧炉(与前述采用同一个炉)的大包钢渣使用。
本发明通过优化开发电弧炉循环利用不锈钢大包钢渣工艺，不仅解决了电弧炉熔炼电耗高、石灰消耗高的问题，同时解决了冶炼过程快速成渣的问题，降低铬氧化、降低了渣中的氧化铬，节能环保的同时降低了炼钢成本，实现了石灰消耗降低75％，电耗降低16％，电炉渣中氧化铬含量降低66％，提高了吨钢成本，产生了很好的经济效益与社会效益。

Claims (5)

1.一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，其特征在于：在全废钢冶炼不锈钢过程中，在电弧炉冶炼穿井完成后，送电量每吨钢50-60kwh时停电，加入大包钢渣到电弧炉内进行造渣，在炉内形成大部熔池即看不到固体废钢后，送电档位调整到最低档位，加入石灰进行造渣。
2.根据权利要求1所述的一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，其特征在于：大包钢渣为不锈钢连铸或者模铸浇注结束后剩余的炼钢终渣，在不锈钢连铸或者模铸浇注结束后直接填入到电弧炉内；大包钢渣中按重量计，CaO：60％-65％；SiO2：20％-25％；MgO：6％-10％；Al2O3：2％-5％，Cr2O3：0％-0.5％；MnO：0％-0.5％。
3.根据权利要求1所述的一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，其特征在于：大包钢渣加入量为吨钢60-100kg大包钢渣，石灰加入量为吨钢5-15kg石灰。
4.根据权利要求1所述的一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，其特征在于：在加入石灰进行造渣时，终渣碱度CaO/SiO2为1.3-1.5。
5.根据权利要求1所述的一种大包钢渣在不锈钢电弧炉的再利用的工艺方法，其特征在于：电弧炉冶炼完成后出钢后，钢渣按重量计：CaO：35％-40％；SiO2：30％-35％；MgO：6％-10％；Al2O3：5％-8％，Cr2O3：5％-10％；MnO：1％-3％。
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CN108950133A (zh) * 2018-08-16 2018-12-07 江苏久华环保科技股份有限公司 一种全废钢电弧炉冶炼造渣方法

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