專利名稱：一種電爐冶煉不銹鋼母液工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于不銹鋼冶煉工藝。
背景技術(shù)：
不銹鋼冶煉工藝路徑通常為電爐→AOD→LF(或VOD)。電爐冶煉不銹鋼現(xiàn)有工藝為，原材料配比為100％廢鋼、固態(tài)鉻鎳合金、焦碳等。根據(jù)廢鋼資源堆比重的不同，配料入爐操作通常為2～3料籃。其技術(shù)控制要點(diǎn)是，以100噸交流電弧爐，80MW變壓器功率為例，熔煉各階段特性第一階段用低壓、低電流，以產(chǎn)生穩(wěn)定電弧，約1.5％廢鋼熔化；第二階段通電一段時(shí)間后，爐內(nèi)電極下均為液態(tài)，已穿井，電極周圍均為廢鋼，此時(shí)采用高電壓、低電流的長(zhǎng)弧操作；第三階段在爐邊上還有少量廢鋼時(shí)，應(yīng)采用強(qiáng)電流、低電壓操作，以減少電極損耗和耐材侵蝕；根據(jù)不同的階段特性，確定能量輸入的供電曲線，第一料籃起弧25MW、廢鋼穿井后64.2MW，第二料籃起弧25MW、廢鋼穿井后64.2MW、爐邊有少量廢鋼至熔煉結(jié)束54.5→44.3MW；吹氧流量1000～1500Nm3/h；吹氧量≤5m3/t；出鋼終點(diǎn)成分控制[C]1.50％、[Si]≤0.20％、[P]≤0.035％；出鋼終點(diǎn)溫度控制1630～1650℃。但其缺點(diǎn)是，1)廢鋼資源緊張，來(lái)源雜，對(duì)于成分特別是有害元素控制缺乏必要的手段；2)冶煉時(shí)間長(zhǎng)，出鋼至出鋼時(shí)間80～90min；3)電能消耗高，通電時(shí)間60～65min，電能消耗400～450Kwh/t；4)環(huán)境噪音大且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，廢鋼熔清前強(qiáng)噪音階段，噪音級(jí)數(shù)通常大于85分貝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電爐冶煉不銹鋼母液工藝，使用脫磷鐵水，降低了原材料的配料成本；緩解了廢鋼資源量不足的緊張局面，降低資源因素對(duì)生產(chǎn)的制約；減少了廢鋼中帶入的雜質(zhì)；能有效控制不銹鋼的磷含量，可冶煉低磷含量的不銹鋼；縮短冶煉時(shí)間，提升了產(chǎn)能和工序匹配能力；降低電能消耗和電極消耗，降低了電爐的耐材消耗；降低環(huán)境噪音。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，電爐冶煉不銹鋼母液工藝，其步驟如下a.配料不銹鋼廢鋼，占金屬加入量的15～25％，鉻鐵合金，占金屬加入量的15～25％，石灰加入量30～45kg/噸；脫磷鐵水，加入比例為35～60％；b.熔煉，吹氧量控制5～10m3/t，吹氧流量1500～2500Nm3/h；c.還原，硅鐵粉噴入2.5～3.5kg/t、碳粉噴入1.5～2.5kg/t或加入硅鐵2.5～3.5kg/t、鋁1.5～2.5kg/t；d.出鋼，終點(diǎn)成分控制[C]2.50～3.50％、[Si]≤0.20％、[P]≤0.030％、[Cr]16.00～19.00％、[Ni]5.00～6.50％，以上為重量百分比。
其中，脫磷鐵水成分控制[C]2.50～3.80％、[P]≤0.020％、[S]≤0.040％。
所述的步驟a中還加入鎳合金，占金屬加入量的3～4％。
所述的步驟e出鋼終點(diǎn)溫度控制1640～1660℃。
其中，熔煉各階段控制第一階段開(kāi)始時(shí)，爐內(nèi)為合金廢鋼，采用低壓、低電流操作，約1.5％廢鋼熔化；第二階段穿井后可加大電壓，用長(zhǎng)弧操作；第三階段等四周廢鋼量較少時(shí)，加入鐵水，逐步減小電壓。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1)使用脫磷鐵水，降低了原材料的配料成本；緩解了廢鋼資源量不足的緊張局面，降低資源因素對(duì)生產(chǎn)的制約。
2)減少了廢鋼中帶入的雜質(zhì)，特別是減少了對(duì)不銹鋼產(chǎn)品性能有影響的有害元素(如Cu、Sn、Pb、As)的成分含量。
3)能有效控制不銹鋼的磷含量，可冶煉低磷含量的不銹鋼。
4)縮短冶煉時(shí)間，通電時(shí)間縮短20％，提高了電爐的生產(chǎn)作業(yè)率，提升了產(chǎn)能和工序匹配能力。
5)降低了20％電能消耗和10％電極消耗，降低了電爐的耐材消耗，節(jié)約了能源。
6)吹氧量增加，最大可達(dá)到1000Nm3。
7)降低環(huán)境噪音，噪音級(jí)數(shù)通常小于85分貝。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的電爐冶煉不銹鋼母液工藝，其步驟如下a)料籃配料不銹鋼廢鋼，加入量為金屬加入量的15～25％，鉻鐵合金，加入量為金屬加入量的15～25％。如冶煉奧氏體不銹鋼，鎳合金加入，比例為金屬加入量的3～4％。石灰加入量30～45kg/噸；b)加入脫磷鐵水，脫磷鐵水加入比例為金屬加入量的35～60％；c)脫磷鐵水目標(biāo)成分控制[C]2.50～3.80％、[P]≤0.020％、[S]≤0.040％；d)熔煉根據(jù)不同的階段特性，確定能量輸入的供電曲線(以100噸交流電弧爐、80MW變壓器為例)。廢鋼料籃原料加入，開(kāi)始通電冶煉，能量輸入見(jiàn)表1表1

當(dāng)電能達(dá)到15MWh時(shí)，加入脫磷鐵水，此時(shí)，能量輸入見(jiàn)表2為表2

e)吹氧量控制5～10m3/t，吹氧流量1500～2500Nm3/h。
f)硅鐵粉噴入2.5～3.5kg/t、碳粉噴入1.5～2.5kg/t，或從爐頂料倉(cāng)加入2.5～3.5kg/t硅鐵、1.5～2.5kg/t臺(tái)鋁。
g)出鋼終點(diǎn)成分控制[C]2.50～3.50％、[Si]≤0.20％、[P]≤0.030％、[Cr]16.00～19.00％、[Ni]5.00～6.50％。
h)出鋼終點(diǎn)溫度控制1640～1660℃。
實(shí)施例1料藍(lán)配料不銹鋼廢鋼32.95噸，鉻鐵合金21.99噸，鎳板4.2噸，石灰4噸，脫磷鐵水61.4噸。鐵水成分[C]3.80％、[P]0.009％、[Si]痕跡、[Mn]0.04％、[S]0.029％。
熔煉廢鋼料藍(lán)加入，通電熔化，當(dāng)電能輸入達(dá)7MWh時(shí)開(kāi)始吹氧，氧氣流量1500Nm3/h，電能輸入達(dá)15MWh時(shí)停電，兌入脫磷鐵水，通電熔化同時(shí)吹氧，氧氣流量2500Nm3/h，總的吹氧量為1100Nm3，當(dāng)電能輸入達(dá)29MWh時(shí)還原，從爐頂料倉(cāng)加入420kg硅鐵、250kg臺(tái)鋁。當(dāng)電能達(dá)35.5MWh測(cè)溫取樣出鋼。各階段的功率使用如上表。
出鋼終點(diǎn)成分[C]2.56％、[Si]0.09％、[P]0.019％、[Cr]17.02％、[Ni]5.42％，出鋼終點(diǎn)溫度1640℃。
實(shí)施例2料藍(lán)配料不銹鋼廢鋼27.1噸，鉻鐵合金30.01噸，鎳板4.8噸，石灰4噸。脫磷鐵水61噸。鐵水成分[C]3.0％、[P]0.005％、[Si]痕跡、[Mn]0.09％、[S]0.040％。
熔煉廢鋼料藍(lán)加入，通電熔化，當(dāng)電能輸入達(dá)7MWh時(shí)開(kāi)始吹氧，氧氣流量1500Nm3/h，電能輸入達(dá)15MWh時(shí)停電，兌入脫磷鐵水，通電熔化同時(shí)吹氧，氧氣流量2500Nm3/h，總的吹氧量為1113Nm3，當(dāng)電能輸入達(dá)29MWh時(shí)還原，從爐頂料倉(cāng)加入350kg硅鐵、200kg臺(tái)鋁。當(dāng)電能達(dá)33.42MWh測(cè)溫取樣出鋼。各階段的功率使用如上表。
出鋼終點(diǎn)成分[C]2.95％、[Si]0.20％、[P]0.021％、[Cr]18.66％、[Ni]5.84％，出鋼終點(diǎn)溫度1642℃。
實(shí)施例3
料藍(lán)配料不銹鋼廢鋼27.1噸。鉻鐵合金22.01噸。鎳板4.65噸。石灰3.82噸。
脫磷鐵水60.8噸。鐵水成分[C]2.50％、[P]0.004％、[Si]0.01％、[Mn]0.06％、[S]0.021％。
熔煉廢鋼料藍(lán)加入，通電熔化，當(dāng)電能輸入達(dá)7MWh時(shí)開(kāi)始吹氧，氧氣流量1500Nm3/h，電能輸入達(dá)15MWh時(shí)停電，兌入脫磷鐵水，通電熔化同時(shí)吹氧，氧氣流量2500Nm3/h，總的吹氧量為1304Nm3，當(dāng)電能輸入達(dá)29MWh時(shí)還原，從爐頂料倉(cāng)加入450kg硅鐵、185kg臺(tái)鋁。當(dāng)電能達(dá)33.41MWh測(cè)溫取樣出鋼。各階段的功率使用如上表。
出鋼終點(diǎn)成分[C]2.75％、[Si]0.2％、[P]0.016％、[Cr]17.05％、[Ni]6.14％；出鋼終點(diǎn)溫度1659℃。
實(shí)施例4料藍(lán)配料不銹鋼廢鋼31噸，鉻鐵合金24噸，鎳板3.4噸，石灰3.7噸，脫磷鐵水58.6噸。鐵水成分[C]3.06％、[P]0.005％、[Si]痕跡、[Mn]0.06％、[S]0.010％。
熔煉廢鋼料藍(lán)加入，通電熔化，當(dāng)電能輸入達(dá)7MWh時(shí)開(kāi)始吹氧，氧氣流量1500Nm3/h，電能輸入達(dá)15MWh時(shí)停電，兌入脫磷鐵水，通電熔化同時(shí)吹氧，氧氣流量2500Nm3/h，總的吹氧量為1020Nm3，當(dāng)電能輸入達(dá)29MWh時(shí)還原，從爐頂料倉(cāng)加入300kg硅鐵、220kg臺(tái)鋁。當(dāng)電能達(dá)30.21MWh測(cè)溫取樣出鋼。各階段的功率使用如上表。
出鋼終點(diǎn)成分[C]3.08％、[Si]0.19％、[P]0.018％、[Cr]16.29％、[Ni]5.97％；出鋼終點(diǎn)溫度1653℃。
本發(fā)明在電爐冶煉環(huán)節(jié)將原料配料結(jié)構(gòu)調(diào)整為脫磷鐵水、廢鋼、固態(tài)鉻鎳鐵合金等材料冶煉不銹鋼母液，然后，加入AOD進(jìn)行精煉。由于脫磷鐵水的運(yùn)用，增加了電爐冶煉的起始物理熱，從而達(dá)到減少電爐冶煉時(shí)間、降低電能和電極消耗、提高電爐生產(chǎn)率、降低成本、降低環(huán)境噪音等效果，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
權(quán)利要求
1.一種電爐冶煉不銹鋼母液工藝，其步驟如下a)配料不銹鋼廢鋼，占金屬加入量的15～25％，鉻鐵合金，占金屬加入量的15～25％，石灰加入量30～45kg/噸；脫磷鐵水，加入比例為35～60％；b)熔煉，吹氧量控制5～10m3/t，吹氧流量1500～2500Nm3/h；c)還原，硅鐵粉噴入2.5～3.5kg/t、碳粉噴入1.5～2.5kg/t或加入硅鐵2.5～3.5kg/t、鋁1.5～2.5kg/t；d)出鋼，終點(diǎn)成分控制[C]2.50～3.50％、[Si]≤0.20％、[P]≤0.030％、[Cr]16.00～19.00％、[Ni]5.00～6.50％，以上為重量百分比。
2.如權(quán)利要求1所述的電爐使用脫磷鐵水冶煉不銹鋼母液工藝，其特征是，脫磷鐵水成分控制[C]2.50～3.80％、[P]≤0.020％、[S]≤0.040％。
3.如權(quán)利要求1所述的電爐使用脫磷鐵水冶煉不銹鋼母液工藝，其特征是，所述的步驟a中還加入鎳合金，占金屬加入量的3～4％。
4.如權(quán)利要求1所述的電爐使用脫磷鐵水冶煉不銹鋼母液工藝，其特征是，出鋼終點(diǎn)溫度控制1640～1660℃。
全文摘要
一種電爐冶煉不銹鋼母液工藝，其步驟包括a)配料不銹鋼廢鋼，占金屬加入量的15～25％，鉻鐵合金，占金屬加入量的15～25％，石灰加入量30～45kg/噸；脫磷鐵水，加入比例為35～60％，成分控制C2.50～3.80％、P≤0.020％、S≤0.040％；b)熔煉，吹氧量控制在5～10m
文檔編號(hào)C22C38/56GK1796586SQ200410099078
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月27日
發(fā)明者茅衛(wèi)東, 池和冰, 施允, 江慶元 申請(qǐng)人:寶鋼集團(tuán)上海第一鋼鐵有限公司