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全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法

阅读：1062发布：2020-10-19

IPRDB可以提供全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，包括如下步骤：a.冶炼，过程温度控制，吹炼前期速度将熔池温度升高到1580～1600℃，加入4～15kg/吨钢的硅铁升温；同时，在该阶段控制脱碳速度，将脱碳速度控制在0.09～0.12％/分钟；b.当熔池升温到1670～1720℃时，开始加入铬铁合金，2～3吨/分钟，铬铁加入量为250～280kg/吨钢，保持熔池温度稳定；c.脱碳，脱碳结束时，[C]＝0.03％～0.05％，温度控制在1700～1730℃；d.然后还原和脱硫。本发明采用全高炉铁水冶炼，避免了不纯废钢的影响；由于采用AOD直接冶炼的工艺，无须电炉冶炼的不锈钢母液，生产大幅度成本下降。，下面是全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，包括如下步骤，a.冶炼，过程温度控制，吹炼前期速度将熔池温度升高到1580～1600℃，加入4～15kg/吨钢的硅铁升温；同时，在该阶段控制脱碳速度，将脱碳速度控制在0.09～0.12％/分钟；b.当熔池升温到1670℃～1720℃时，开始加入铬铁合金，2～3吨/分钟，铬铁加入量为250～280kg/吨钢，保持熔池温度稳定；c.脱碳，脱碳结束时，[C]＝0.03％～0.05％，温度控制在1700℃～1730℃；d.还原；e.脱硫。

2.如权利要求1所述的全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，其特征是，所述的脱碳过程供氧量控制：氧气和惰性气体的比例控制：i)在Si、Al氧化吹炼阶段，供氧量为小于6Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制在3.5∶1；ii)在主脱碳吹炼阶段，供氧量为6～60Nm3/t时，风口氧气和惰性气体比例控制为3.5∶1；iii)在动态脱碳1阶段，供氧量为60～63Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶1；iv)在动态脱碳2阶段，供氧量为63～66Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶2；v)在动态脱碳3阶段，供氧量为66～70Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶3。

3.如权利要求1所述的全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，其特征是，累计供氧量为68～70Nm3/t。

4.如权利要求1所述的全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，其特征是，供氧量达到30～33Nm3/t时，开始加入铬铁合金，2～3吨/分钟，保持熔池温度稳定。

5.如权利要求1所述的全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，其特征是，所述的步骤d还原中，加入还原剂硅铁20～25kg/t进行还原。

6.如权利要求1所述的全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，其特征是，所述的步骤e脱硫过程中加入10～15kg/吨钢的石灰、6～10kg/吨钢的萤石进行脱硫。

说明书全文

全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法

技术领域

本发明属于不锈钢冶炼工艺领域。

背景技术

目前在不锈钢冶炼领域采用传统工艺为：EAF+AOD+(VOD)，采用废钢+合金在EAF熔化成一定温度和成分的不锈钢母液(粗炼钢水)，再将不锈钢母液(粗炼钢水)投入AOD炉内进行精炼。
现有原铁素体不锈钢冶炼工艺流程为：废钢(加铁水)→电炉冶炼→AOD精炼→(VOD精炼)→连铸其中，AOD精炼工艺：母液成分：C 1.0％～3.0％，Mn 0～0.2％，Si 0～0.2％，S 0～0.020％，P0～0.030％，Cr 13.0％～14.0％，Ni 0～0.5％；母液温度：1500～1580℃，母液重量110～115吨。
AOD冶炼工艺：将电炉母液兑入AOD转炉，测量母液温度，按表1规定吹炼模式的供氧、供气标准进行吹炼。
表1Nm3/min
i)在吹氧量达到3000Nm3时配加剩余的Cr-Fe，
ii)在吹氧量达到全部供氧量完成脱碳时，加入还原剂硅铁20～25kg/t进行还原操作，iii)还原结束后进行脱硫操作，加入10～15kg/吨钢的石灰、6～10kg/吨钢的萤石进行脱硫。
iv)进行钢液成分微调，符合成分标准后出钢。
AOD出钢钢液成分：C 0.030％～0.080％，Mn 0.20％～0.60％，Si 0.20％～0.50％，S 0.001％～0.010％，P 0～0.035％，Cr 16.0％～16.5％，Ni 0～0.5％，Mo 0～0.5％，N 0～450ppm；出钢钢水温度：1630～1680℃。
原冶炼工艺必须采用电炉熔化废钢、合金和部分铁水，从工艺上也是可行的，但是用电炉冶炼不锈钢母液存在电耗相当高的缺点，吨钢电耗为320～360kwh，相应地增加了生产成本，另外，电炉生产7～10天后必须停炉进行耐火材料维修，需停产10～24小时，这样整条不锈钢生产线就得停产10～24小时，生产产能受到很大影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种AOD全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，跳过EAF工序，采用高炉铁水(脱磷后)+合金在AOD炉内直接冶炼铁素体不锈钢。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：全铁水冶炼铁素体不锈钢的方法，包括如下步骤，a.冶炼，过程温度控制，吹炼前期速度将熔池温度升高到1580～1600℃，加入4～15kg/吨钢的硅铁升温；同时，在该阶段控制脱碳速度，将脱碳速度控制在0.09～0.12％/分钟；b.当熔池升温到1670～1720℃时，开始加入铬铁合金，2～3吨/分钟，铬铁加入量为250～280kg/吨钢，保持熔池温度稳定；c.脱碳，脱碳结束时，[C]＝0.03％～0.05％，温度控制在1700～1730℃；d.还原，在吹氧量达到全部供氧量完成脱碳时，加入还原剂硅铁20～25kg/t进行还原操作；
e.脱硫，还原结束后进行脱硫操作，加入10～15kg/吨钢的石灰、6～10kg/吨钢萤石进行脱硫。进行钢液成分微调，符合成分标准后出钢。
其中，所述的冶炼过程中供氧量控制：氧气和惰性气体的比例控制：i)在Si、Al氧化吹炼阶段，供氧量为小于6Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制在3.5∶1；ii)在主脱碳吹炼阶段，供氧量为6～60Nm3/t时，风口氧气和惰性气体比例控制为3.5∶1；iii)在动态脱碳1阶段，供氧量为60～63Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶1；iv)在动态脱碳2阶段，供氧量为63～66Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶2；v)在动态脱碳3阶段，供氧量为66～70Nm3/t时，风口氧气与惰性气体比例控制为1∶3。
其中，累计供氧量为68～70Nm3/t。
供氧量达到30～33Nm3/t时，开始加入铬铁合金，2～3吨/分钟，保持熔池温度稳定。
氧气和惰性气体比例合理控制目的是控制铬的氧化降到最低水平，提高金属铬的收得率。
本发明的优点在于：1.杂质元素控制采用全高炉铁水冶炼，避免了不锈钢钢水受到不纯废钢的质量影响，Cu、Ni、Sn、Pb、As等对不锈钢质量有明显影响的微量元素可以控制在一个极低的范围内，甚至可以忽略不计，大大降低了冶炼高纯净度400系列不锈钢的难度。
2.N控制由于铁水[C]含量高，剧烈的C-O反应大幅减少了钢液的增N量，无须特殊的冶炼控制，即可冶炼出[N]≤300ppm的400系列不锈钢。
3.[P]控制由于没有废钢的污染，成品[P]可以较轻松地达到0.020％以下。采用本发明工艺冶炼[P]≤0.010％的超级不锈钢也将变得比以前更容易。
4.成本优势由于采用AOD直接冶炼的工艺，无须电炉冶炼的不锈钢母液(粗炼钢水)，这样在常规工艺中，由电炉产生的成本将被节约下来。
电能节约，在电力紧缺的现在，其产生的就不仅仅是企业的直接经济效益了。炉衬耐材成本的节约，资材、设备、电极等消耗将是一笔十分可观收益。

具体实施方式

实施例1AOD冶炼工艺铁水成分：C 4.0％～4.3％，Mn 0～0.20％，Si 0～0.05％，S 0～0.020％，P0～0.030％，Cr 0～0.5％，Ni 0～0.5％；铁水温度：1100～1300℃，铁水重量：90～95吨；将铁水兑入AOD转炉，测量铁水温度，按表2吹炼模式规定的供氧、供气标准进行吹炼；在开吹时加入4～15kg/t钢的硅铁升温，将熔池温度升高到1550～1600℃；继续吹氧脱碳升温。
累计供氧量达到30～33Nm3/t时，熔池温度约1670～1720℃开始加入铬铁合金，小批量连续不断加入(2～3吨/分钟)，保持熔池温度稳定，共加入铬铁250～280kg/吨钢；在吹氧量达到全部供氧量完成脱碳时，加入还原剂硅铁20～25kg/t进行还原操作；还原结束后进行脱硫操作，加入10～15kg/吨钢的石灰、6～10kg/吨钢萤石进行脱硫。
进行钢液成分微调，符合成分标准后出钢。
AOD出钢钢液成分：C 0.030％～0.080％，Mn 0.20％～0.60％，Si0.20％～0.50％，S 0.001％～0.010％，P0～0.035％，Cr16.0％～16.5％，Ni0～0.5％，N0～450ppm；出钢钢水温度：1630～1680℃。
表2Nm3/min
实施例2铁水成分：C 3.05％，Mn 0.05％，Si 0.00％，S 0.023％，P 0.019％，Cr0.03％，Ni 0.01％；铁水温度：1296℃，铁水重量：91吨；吹炼开始时加入Si-Fe 488kg升温；累计达供氧量3500Nm3开始连续加入铬铁合金32300kg；吹炼模式见表3：表3Nm3/min
脱碳结束时钢水成分：
脱碳结束时钢水温度：1725℃；加入还原剂硅铁2689kg进行还原；还原结束后进行脱硫操作，加入1500kg的石灰、1100kg萤石进行脱硫。
出钢成分：
出钢钢水温度：1670℃ 出钢钢水重量：123吨实施例3：铁水成分：
铁水温度：1250℃，铁水重量：90吨吹炼开始时加入Si-Fe 488kg升温累计达供氧量3450Nm3开始连续加入铬铁合金32000kg。
吹炼模式见表4：表4Nm3/min
脱碳结束时钢水成分：
脱碳结束时钢水温度：1732℃加入还原剂硅铁2699kg进行还原；还原结束后进行脱硫操作，加入1498kg的石灰、1200kg萤石进行脱硫。
出钢成分：
出钢钢水温度：1670℃，出钢钢水重量：122吨。
众所周知，采用全铁水冶炼不锈钢，其热平衡控制是很困难的，由于这一点在世界范围内冶炼不锈钢均采用废钢由电炉熔化成一定成分和温度的不锈钢母液(粗炼钢水)再到AOD进行脱碳精炼的工艺。即使采用高炉铁水(脱磷后)，也必须和废钢搭配使用在电炉内熔化成不锈钢母液(粗炼钢水)，再经AOD进行脱碳精炼。
本发明充分利用了高炉铁水含C高，化学热高的特点，在吹炼过程中稳定的控制溶池温度，将Cr的氧化控制在较小的范围内，同时最大限度的脱C，CRE值平均可达到0.7以上。

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