專利名稱：一種耐鋼候的冶煉工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋼的冶煉工藝，尤其涉及一種應用于焊接結構用耐候鋼及高耐候結構鋼的冶煉工藝，是申請?zhí)枮?00410047040.8、申請日為2004.12.08“一種耐候鋼的冶煉工藝”發(fā)明的分案申請。
背景技術：
目前，耐候鋼鋼種主要有兩類一類是焊接結構用耐候鋼，另一類是高耐候結構鋼。焊接結構用耐候鋼在鋼的冶煉過程中加入少量的合金元素如銅、鉻、鎳使其在金屬基體表面上形成保護層，以提高鋼材的耐候性能，同時保持鋼材良好的焊接性能，該類鋼主要有Q235NH(16CuCr)、Q259NH(12MnCuCr)、Q355(15MnCuCr)及Q460NH(15MnCuCr)；而高耐候結構鋼在鋼的冶煉過程中加入銅、磷、鉻、鎳等，它的耐候性能比焊接結構用耐候鋼好。高耐候結構鋼主要有Q295GNH(09CuP或09CuPRE、09CuPTiRE)、Q295GNHL(09CuPCrNi-B)、Q345GNH、Q345GNHL(09CuPCrNi-A)、Q390GNH，上述兩類耐候鋼幾乎均含有鎳或鉻元素。這兩類鋼是采用轉爐或電爐冶煉，在轉爐或電爐內(nèi)冶煉時將鋼水的終點成分碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、磷(P)、硫(S)控制在較低含量，采用加鎳(Ni)、鉻(Cr)和磷(P)合金的方法將鋼水進行鎳、鉻和磷合金化，加硅和錳合金進行鋼水的硅(Si)和錳(Mn)控制，同時根據(jù)不同鋼種(或牌號)和連鑄工藝要求進行增碳(C)處理。這種生產(chǎn)方法技術成熟，工藝穩(wěn)定，但存在如下不足之點①采用加鎳、鉻和磷合金對鋼水進行鎳、鉻和磷合金化，成本高，特別是鎳、鉻合金價格昂貴。鎳、鉻在從礦石到進入鋼水的整個冶金過程中，鎳、鉻的回收率相對較低，即鎳、鉻從礦石到合金的有價合金元素鎳、鉻回收率小于90％，再從合金到鋼水有價合金元素回收率也只在85-95％之間；②采用加鎳、鉻合金對鋼水進行鎳、鉻合金化、整個生產(chǎn)流程長，需從礦石冶煉成合金，再由合金到鋼水合金化，環(huán)境負荷大，污染相當嚴重；發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種可縮短冶金流程、提高鎳、鉻合金綜合回收率、減少環(huán)境污染、降低耐候鋼生產(chǎn)成本、用鎳礦或鉻礦直接熔融還原冶煉含鎳和鉻的耐候鋼冶煉工藝。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明發(fā)采用的技術方案是采用轉爐冶煉工藝或電爐冶煉工藝，用鎳礦或鉻礦直接熔融還原冶煉含鎳、鉻耐候鋼。
首先制成鎳、鉻還原性球團，此還原性球團由礦石、還原劑、活性催化劑、熔渣調(diào)節(jié)劑、粘結劑組成。礦石選自鎳礦或鉻礦，還原劑選自碳、鋁、硅、鈣、碳化硅或硅鈣，活性催化劑選自氧化鎳粉、氧化鉻粉、碳粉或鋁粉，熔渣調(diào)節(jié)劑選自氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁、氟化鈣、二氧化硅或堿金屬氧化物，粘結劑選自瀝青、樹脂或焦油。其中礦石占總重量的55-88，還原劑占總重量的4-18％，活性催化劑占總重量的1-6％，熔渣調(diào)節(jié)劑占總重量的1-15％，粘結劑占總重量的2-12％。先將礦石、還原劑、熔渣調(diào)節(jié)劑分別破碎、研磨成細粉，按含量為55-88％的礦石、4-18％的還原劑、1-15％的熔渣調(diào)節(jié)劑放入一容器中攪拌混合，加入1-6％的活性催化劑再混合，最后加入2-12％的粘結劑(熔融狀)，機械混后均勻，配制成粒狀或其它形狀的鎳、鉻還原性球團。其冶煉方式分為①轉爐冶煉將高爐鐵水中倒入轉爐內(nèi)，同時向轉爐內(nèi)加入廢鋼，采用常規(guī)吹煉方法冶煉。當鋼水成分或溫度達到要求后，在出鋼前向轉爐內(nèi)加入還原性球團；或在轉爐出鋼過程中將還原性球團加入到鋼包中；將鋼水送到精煉站，在對鋼水進行精煉中將還原性球團加入到鋼水中。
②電爐冶煉用常規(guī)方法對電爐中的廢鋼加熱熔化，同時向電爐內(nèi)加入部分高爐鐵水，調(diào)整成分與溫度，在鋼水達到出鋼要求時，在出鋼前將還原性球團加入到煉鋼爐內(nèi)；或在電爐出鋼過程中將還原性球團加入到鋼包中，或將鋼水包送入鋼水精煉站對鋼水進行精煉處理時，在精煉過程中向鋼水中加入還原性球團。
采用如上技術方案提供的一種耐候鋼的冶煉工藝與現(xiàn)有技術相比，其有益效果為①如用20t轉爐冶煉，130×240坯軋制成帶鋼成品，將還原性球團在出鋼過程中加入到鋼水包中，再經(jīng)過30t精煉爐冶煉，鎳或鉻的回收率分別大于93％或95％，較常規(guī)冶煉該鋼種生產(chǎn)成本降低70～85元//噸鋼。
②如用100t轉爐冶煉，CSP連鑄連軋工藝生產(chǎn)含鎳、鉻耐候薄板，根據(jù)冶煉耐候鋼牌號中對鎳、鉻含量的要求和鎳礦或鉻礦中鎳、鉻的含量確定加入還原性球團總量先在出鋼前將所需1/3的原性球團加入到轉爐內(nèi)，進行頂?shù)讖痛禂嚢?，再在出鋼過程中向鋼水包內(nèi)加入所需1/3的還原性球團，吹氬氣或氮氣(Ar、N)攪拌3～6分鐘，剩余的所需1/3還原性球團加入到110t鋼水精煉爐中。經(jīng)精煉爐處理后，鎳或鉻的回收率分別大于94％或96％，較常規(guī)采用鎳、鉻合金冶煉該鋼種的生產(chǎn)成本較低100～120元//噸鋼。
③提高了鎳、鉻的綜合回收率，充分有效地利用了資源，減少了環(huán)境污染。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。
本案所述的一種耐候鋼的冶煉工藝可采用轉爐冶煉工藝及電爐冶煉工藝，兩種冶煉工藝均是采用鎳礦、鉻礦直接熔融還原冶煉含鎳、鉻耐候鋼。
1、轉爐冶煉將高爐鐵水兌入轉爐內(nèi)并加入5～20％的廢鋼，采用單渣或雙渣操作，吹氧去除鐵水中的碳[C]、硫[S]、磷[P]元素，調(diào)整鋼水成分與溫度。當轉爐內(nèi)鋼水成分與溫度達到出鋼要求時，將還原性球團加入鋼水中可選自在出鋼前將還原性球團加入到煉鋼爐內(nèi)(轉爐內(nèi))，還原性球團的加入量為0.5～55公斤/噸鋼，可利用高溫鋼水和熔池攪拌將還原性球團中的鎳和鉻還原進入鋼水；或在轉爐出鋼過程將還原性球團加入到鋼水包中，還原性球團的加入量為0.5～55公斤/噸鋼，利用高溫鋼水沖混鎳礦粉和鉻礦粉，利用還原性球團中的還原劑將鎳、鉻還原進入鋼水中；或當鋼水出完后送入精煉站時對轉爐鋼水進行精煉過程中將還原性球團加入到鋼水精煉爐中，還原性球團的加入量為0.5～50公斤/噸鋼，在精煉爐的還原過程中將鎳、鉻從鎳礦粉、鉻礦粉中還原成金屬進入鋼水(液)起合金化作用。
以上將還原性球團加入鋼水中的三種方式為選自其中的一種如在出鋼前加入到轉爐內(nèi)或在出鋼過程中加入到鋼水包中或在鋼水精煉過程中加入到鋼水精煉爐中，并控制好還原性球團的加入量；或將還原性球團加入鋼水中選自三種加入方法的組合如在出鋼前將所需加入的還原性球團的1/3加入轉爐爐內(nèi)、1/3加入到出鋼過程中的鋼水包中、1/3加入到鋼水精煉過程中的鋼水精煉爐中。
2、電爐冶煉用常規(guī)方法將廢鋼和鐵水兌入電爐中，通電使廢鋼加熱熔化，加入造渣劑去除雜質元素，使鋼水成分滿足所煉鋼種要求。當電爐內(nèi)鋼水成分與溫度達到出鋼要求時，將還原性球團加入鋼水中可選自在出鋼前將還原性球團加入到煉鋼爐內(nèi)，還原性球團的加入量為0.5～55公斤/噸鋼；或在電爐出鋼過程中將還原性球團加入到鋼水包中，還原性球團的加入量為0.5～55公斤/噸鋼；或在對電爐鋼水進行精煉過程中將還原性球團加入到鋼水精煉爐中，還原性球團加入量為0.5～55公斤/噸鋼。
以上將還原性球團加入鋼水中的三種方法為選自其中的一種，也可選自三種加入方法的組合如在出鋼前將所需加入的還原性球團的1/3加入電爐爐內(nèi)、1/3加入到出鋼過程中的鋼水包中、1/3加入到鋼水精煉過程中的鋼水精煉爐中。
如上所述還原性球團由礦石、還原劑、活性催化劑、熔渣調(diào)節(jié)劑、粘結劑組成，其中礦石占總重量的55-88％、還原劑占總重量的4-18％、活性催化劑占總重量的1-6％、熔渣調(diào)節(jié)劑占總重量的1-15％、粘結劑占總重量的2-12％。該還原性球團中的各組分含量之和為100％。
礦石選自鎳礦或鉻礦；還原劑選自碳、鋁、硅、鈣、碳化硅或硅鈣；活性催化劑選自氧化鎳粉、氧化鉻粉、碳粉或鋁粉；熔渣調(diào)節(jié)劑選自氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁、氟化鈣、二氧化硅或堿金屬氧化物；粘結劑選自瀝青、樹脂或焦油。
先將礦石、還原劑、熔渣調(diào)節(jié)分別破碎、研磨成細粉，按礦石55-88％、還原劑4-18％、熔渣調(diào)節(jié)劑1-15％稱量后放入一從器中攪拌混合，加入1-6％的活性劑再混合，最后加入2-12％的粘結劑(熔融狀)機械混合均勻，配制成粒狀或其它形狀的還原性球團，烘干、包裝待用。
實施例1還原性球團配制礦石選自鎳礦88％，還原劑選碳4％，活性催化劑選氧化鎳粉 1％，熔渣調(diào)節(jié)劑選氧化鈣1％，粘結劑選瀝青(熔融體) 6％，其配制方法與說明書中所述相同。
該球團含Ni65％，采用轉爐冶煉含Ni0.25～0.35％的集裝箱耐候鋼，在出鋼前將還原性球團加入到轉爐爐內(nèi)，其加入量為5公斤/噸鋼，鎳的回收率為90％，噸鋼成本較用鎳合金或鎳銅合金低82.5元/噸鋼。
實施例2還原性球團配制礦石選鉻礦 70％，還原劑選鋁 10％，熔渣調(diào)節(jié)劑選氧化鎂 15％，活性催化劑選碳粉 3％，粘結劑選樹脂(熔融體) 2％，其配制方法與說明書中所述相同。
該還原性球團含Cr41％，采用轉爐冶煉含Cr0.6～0.8％的集裝箱耐候鋼，在轉爐出鋼過程中將還原性球團加入鋼水包中，還原性球團的加入量為19公斤/噸鋼，鉻的回收率為92％，較采用Cr鐵生產(chǎn)成本降低97元/噸鋼。
實施例3還原性球團配制礦石選鎳礦 55％，還原劑選硅鈣 18％，熔渣調(diào)節(jié)劑選氟化鈣 9％，
活性催化劑選氧化鉻粉 6％，粘結劑選焦油(熔融體) 12％，其配制方法與說明書中所述相同。
該還原性球團含Ni10％，采用電爐冶煉含Ni0.30～0.60％的集裝箱耐候鋼，在電爐鋼水進行精煉過程中，將還原性球團加入到鋼水精煉爐中，還原性球團的加入量為47.0公斤/噸鋼，較使用Ni鐵或Ni-Cu合金冶煉成本降低87元/噸鋼。
權利要求
1.一種耐侯鋼的冶煉工藝，將廢鋼和鐵水兌入電爐中，通電使廢鋼加熱熔化，并加入造渣劑去除雜質元素，使鋼水成份滿足所煉鋼種要求，其特征在于當電爐內(nèi)鋼水成分與溫度達到出鋼要求時，在出鋼前向煉鋼爐內(nèi)加入0.5～55公斤/噸鋼還原性球團的1/3、在電爐出鋼過程中向鋼水包中加入0.5～55公斤/噸鋼還原性球團的1/3、在對電爐鋼水進行精煉過程中向鋼水精煉爐中加入0.5-50公斤/噸鋼還原性球團的1/3。
2.一種根據(jù)權利要求1所述的耐候鋼的冶煉工藝，其特征在于所述還原性球團由占總重量55-88％的礦石、占總重量4-18％的還原劑、占總重量1-6％的活性催化劑、占總重量1-15％的熔渣調(diào)節(jié)劑、占總重量2-12％的粘結劑組成，該組合物中各組分含量之和為100％；其中礦石選自鎳礦或鉻礦，還原劑選自碳、鋁、硅、鈣、碳化硅或硅鈣，活性催化劑選自氧化鎳粉、氧化鉻粉、碳粉或鋁粉，熔渣調(diào)節(jié)劑選自氧化鈣、氧化鎂、三氧化二鋁、氟化鈣、二氧化硅或堿金屬氧化物，粘結劑選自瀝青、樹脂或焦油；先將礦石、還原劑、熔渣調(diào)節(jié)劑分別破碎、研磨成細粉，按礦石55-88％、還原劑4-18％、熔渣調(diào)節(jié)劑1-15％稱量后放入一容器攪拌混合，加入1-6％的活性催化劑再混合均勻，最后加入2-12％的粘結劑機械混合均勻，配制成粒狀或其它形狀的還原性球團，烘干、包裝待用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焊接結構用耐候鋼及高耐候結構鋼的冶煉工藝，由鎳或鉻礦石、還原劑、活性催化劑、熔渣調(diào)節(jié)劑及粘結劑配制還原性球團，在電爐鋼水達到出鋼要求時，在出鋼前將還原性球團加入到煉鋼爐內(nèi)、在電爐出鋼過程中將還原性球團加入鋼水包中、在對鋼水進行精煉過程中將還原性球團加入到精煉爐中，并根據(jù)所冶煉耐候鋼的牌號控制還原性球團的加入量。將含鎳、鉻的還原性球團加入到鋼水中，利用高溫鋼水的能量將鎳、鉻從鎳或鉻礦石中還原成金屬鎳、鉻進入鋼液起合金化作用。這種冶煉工藝可提高鎳、鉻的綜合回收率，降低耐候鋼生產(chǎn)成本，縮短冶煉流程，充分利用有效資源，減少環(huán)境污染，可推廣。
文檔編號C22C33/00GK1789436SQ200510129360
公開日2006年6月21日 申請日期2004年12月8日 優(yōu)先權日2004年12月8日
發(fā)明者吳光亮, 焦國華, 鄭柏平, 溫德智, 戴開發(fā), 梁新亮, 羅剛, 孟征兵 申請人:漣源鋼鐵集團有限公司