一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法
2023-05-15 07:15:41 3
專利名稱：一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法
技術領域：
本發明屬於二步法煉鋼技術領域，特別涉及一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法。
背景技術：
目前，不鏽鋼冶煉70%以上是以電爐加氬氧爐二步法生產，主要原料為廢鋼、返回料、合金等。鉬做為不鏽鋼冶煉中的一種主要合金元素，在冶金生產上得到了廣泛應用，它可提高鈍化膜的強度，增強不鏽鋼的耐腐蝕性能。鉬元素以鉬鐵的形式加入到不鏽鋼中。鉬鐵在我國儲藏量比較豐富，但價格昂貴，對不鏽鋼生產成本影響較大。 現有的電爐加氬氧爐二步法生產含鉬不鏽鋼工藝為(l)將鉬鐵按一定目標值經過配料計算後直接與廢鋼、返回料一起加入電爐進行粗煉，得到一定成份和溫度的鋼水；(2)鋼水兌入氬氧爐，檢測鋼水起始成份；(3)鋼水起始成份確認後，把用來修正含鉬量的鉬鐵和其他合金以及造渣料在冶煉初期加入氬氧爐爐內；(4)鋼水經脫碳、還原精煉得到成品鋼水。煉鋼電爐主要以直接加熱式為主，即電弧發生在專用電極棒和被熔煉的爐料之間，爐料直接受到電弧熱並熔化。鉬鐵合金熔點約為175CTC ，而分布在極心圓上的三個電極棒尖端溫度高達300(TC左右，極易造成鉬鐵揮發。同時為提高生產效率，大部份煉鋼電爐採用返回吹氧法，熔化期的供氧操作也會使鉬鐵氧化，導致鉬鐵氧化從而使鉬元素收得率低下，成本增加。 2009年4月22日公開的申請號為200810227814. 3的發明創造公開了一種用於提高鉬鐵收得率的合金加入方法，工藝為鉬鐵加入方式由轉爐裝料時改為出鋼過程中由高位料倉加入；控制的鉬鐵粒度，要求採用15mm-30mm塊狀鉬鐵；保證鋼包底部透氣磚工作狀態良好；出鋼溫度控制在1680-1710°C ;出鋼時控制鋼包底吹氬流量在6-7NL/(min t)，保證鋼液面翻開；在出鋼量達到1/2時加入合金和鉬鐵，加入順序為AlFe-MnFe-MoFe ;控制轉爐下渣量，渣厚30-60mm ;出鋼結束往鋼包渣面上加入40kg鋁粒。該方案雖然能將鉬的收得率能提高到95%，但其僅適用於生產噸鋼鉬鐵加入量不大於10千克、成品鉬含量在0. 1_0.3%之間的合金結構鋼。另外，該方案為了在冶煉末期把鉬鐵熔化，對鉬鐵粒度和吹氬流量要求較高，並需保證有較高的出鋼溫度，這對轉爐及鋼包耐材損耗較大，爐齡及包齡均較低。
發明內容
本發明的目的是提供一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，該方法能將鉬的收得率能提高到97%以上。 本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，不鏽鋼以電爐加氬氧爐二步法冶煉，其特徵在於(l)控制粗鋼水含碳量，通過配碳操作使粗鋼水含碳量在1. 2% 1. 6% ; (2)將需加鉬鐵總量的70 80%在氬氧爐冶煉的脫碳期初期加入；(3)將需加鉬鐵總量的20 30%在氬氧爐冶煉的還原期與還原劑一起加入，還原時保持鹼度在1. 8以上。 通常認為鉬鐵需在電爐中與其他爐料一起預先熔化後再兌入氬氧爐進行精煉， 鉬鐵不在脫碳期初期加入。因為在一定起始溫度條件下，無外來熱源，前期加入量越大則粗 鋼液降溫越快，導致供氧量增加，大比例吹氧時間延長，造成鉬鐵氧化從而使鉬元素收得率 低下，成本增加。另外，考慮到鉻碳之間的平衡和減少氬氣、氧氣的消耗量，粗鋼水含碳量一 般控制在1. 0% 1. 5%之間。1. 0% 1. 5%的含碳量足以把鉬鐵熔化，並提供精煉所需的 熱量，含碳量越高則氬氧爐內溫度越高，爐渣在爐體內攪動越厲害，鉬被氬氣帶走的比例越 大，鉬的收得率會降低；另一方面，含碳量越高，爐內溫度波動越大，對爐襯的損壞程度就越 大。 申請人:在一次冶煉過程中由於鉬鐵的計算錯誤，需要把鉬鐵的量補足，就把部分 鉬鐵與還原劑一起加到爐內，結果發現鉬的收得率比以前提高了 。經過試驗發現把粗鋼水 含碳量提高到1. 2% 1. 6%，還原時保持鋼液鹼度在1. 8以上，鉬的收得率最高。產生該技 術效果的原因是(1)粗鋼水含碳量提高後，爐內鋼液的還原性增強，鉬鐵不易被氧化；(2) 鉬鐵的熔點較高，因自身揮發而損失的概率較小，也不容易被被氬氣帶出爐外；(3)把部分 鉬鐵與還原劑一起加到爐內，還原時保持鋼液鹼度在1.8以上，可能有助於讓吸附爐渣中 的鉬鐵回到鋼液；(4)鉬的氧化性能要稍小於鋼液中的鉻或錳等元素，把部分鉬鐵與還原 劑一起加到爐內，還原時保持鋼液鹼度在1.8以上，可能促使鉬優先於其他元素被還原並 直接進入鋼水；(5)粗鋼水含碳量提高後，能提高氬氧吹煉期末的溫度，保證第二次加入的 鉬鐵充分熔解，同時也給還原操作提供便利。申請人還發現但含碳量不能超過1. 6%，否 則冶煉時間會延長，爐襯損壞會加快，含碳量在1. 2% 1. 6%之間對爐襯的損壞程度與含 碳量在1. 0% 1. 5%之間對爐襯的損壞程度基本一樣。
作為進一步的技術方案，所述配碳操作所用材料為生鐵或碳粉。
作為進一步的技術方案，所述所述還原劑為鋁和矽鐵。
作為進一步的技術方案，所述鉬鐵中鉬含量為60%。
作為進一步的技術方案，所述不鏽鋼的鉬含量為2 4%。 通常，還原劑一般只用鋁或只用矽鐵，本發明同時使用鋁和矽鐵作還原劑，申請人 發現不但還原作用比單獨加鋁或加矽鐵更強，而且有利於第二次加入的鉬鐵的熔解，有利 於鉬的收得率的提高。另外，含鉬量為60%的鉬鐵，更有利於鉬與鋼液的熔合。
具體實施例方式
本具體實施例僅僅是對本發明的解釋，其並不是對本發明的限制，本領域技術人 員在閱讀完本說明書後可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本 發明的權利要求範圍內都受到專利法的保護。
實施例1 冶煉鋼種為316L鋼18噸，以電爐加氬氧爐二步法冶煉。要求316L鋼的含鉬量為 2%，則需加入的鉬為360千克，即需加入鉬含量為60%的鉬鐵600千克。用生鐵來提高爐 料的含碳量，使電爐中的粗鋼水含碳量為1. 2%，電爐中粗鋼水的出鋼溫度為1650°C。鋼水 兌入氬氧爐後用料鬥加入造渣用的石灰和鉬含量為60%的鉬鐵480千克，即預先加入80% 的鉬鐵。初煉鋼水倒入氬氧爐後開始精煉，吹入氬氧混合氣體。碳的氧化是放熱反應，鉬鐵在鋼液中立即熔解。冶煉過程中可用供氬和供氧流量比值的變化來達到脫碳保鉻的目的。 在整個吹煉過程中，氧氣的壓力可根據脫碳速度的要求調節，而氬氣的壓力不宜過大，以免 引起飛濺。氬氧精煉結束後，渣中含有大量的氧化鉻和鉬鐵。加入120千克的鉬鐵、100千 克的鋁和200千克的矽鐵，進行還原步驟，還原時保持鋼液鹼度在1. 8。還原步驟結束後得 到成品鋼水。冶煉過程中其他工藝參數為本領域技術人員熟知的知識，不再贅述。
鉬的收得率按以下公式計算總鉬收得率=成品鋼水量X成品鉬含量/(廢鋼重 量X廢鋼鉬含量+加入鉬鐵總重量X鉬鐵含量)。得到鉬平均收得率為97.46%。為驗 證該方案的技術效果，按背景技術所述的方法冶煉316L鋼。冶煉過程中各原料的用量與控 制參數均與本實施例相同，最後算得其鉬的收得率為95. 53%。通過方式調整收得率提高 1.93%，鉬含量為60%的鉬鐵價格為每千克175元，一爐共節約成本=600X1.93% X 175 =2026. 5元。
實施例2 冶煉鋼種為316L鋼18噸，以電爐加氬氧爐二步法冶煉。要求316L鋼的含鉬量為 4%，則需加入的鉬為720千克，即需加入鉬含量為60%的鉬鐵1200千克。用碳粉來提高爐 料的含碳量，使電爐中的粗鋼水含碳量為1. 4%，電爐中粗鋼水的出鋼溫度為1650°C。鋼水 兌入氬氧爐後用料鬥加入造渣用的石灰和鉬含量為60%的鉬鐵840千克，即預先加入70% 的鉬鐵。還原時加入360千克的鉬鐵、100千克的鋁和300千克的矽鐵，進行還原步驟，還原 時保持鋼液鹼度在2. 0。得到鉬平均收得率為97. 78% 。
實施例3 冶煉鋼種為316L鋼18噸，以電爐加氬氧爐二步法冶煉。要求316L鋼的含鉬量為 3%，則需加入的鉬為540千克，即需加入鉬含量為60%的鉬鐵900千克。用生鐵來提高爐 料的含碳量，使電爐中的粗鋼水含碳量為1. 5%，電爐中粗鋼水的出鋼溫度為1700°C。鋼水 兌入氬氧爐後用料鬥加入造渣用的石灰和鉬含量為60%的鉬鐵675千克，即預先加入75% 的鉬鐵。還原時加入225千克的鉬鐵、100千克的鋁和250千克的矽鐵，進行還原步驟，還原 時保持鋼液鹼度在1. 8。得到鉬平均收得率為98. 62%。
實施例4 冶煉鋼種為316L鋼18噸，以電爐加氬氧爐二步法冶煉。要求316L鋼的含鉬量為 3%，則需加入的鉬為540千克，即需加入鉬含量為60%的鉬鐵900千克。用碳粉來提高爐 料的含碳量，使電爐中的粗鋼水含碳量為1. 6%，電爐中粗鋼水的出鋼溫度為1700°C。鋼水 兌入氬氧爐後用料鬥加入造渣用的石灰和鉬含量為60%的鉬鐵693千克，即預先加入77% 的鉬鐵。還原時加入207千克的鉬鐵、100千克的鋁和300千克的矽鐵，進行還原步驟，還原 時保持鋼液鹼度在1. 9。得到鉬平均收得率為99. 15%。
權利要求
一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，不鏽鋼以電爐加氬氧爐二步法冶煉，其特徵在於(1)控制粗鋼水含碳量，通過配碳操作使粗鋼水含碳量在1.2％～1.6％；(2)將需加鉬鐵總量的70～80％在氬氧爐冶煉的脫碳期初期加入；(3)將需加鉬鐵總量的20～30％在氬氧爐冶煉的還原期與還原劑一起加入，還原時保持鹼度在1.8以上。
2. 如權利要求1所述的一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，其特徵在於所述配碳操作所用材料為生鐵或碳粉。
3. 如權利要求1所述的一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，其特徵在於所述還原劑為鋁和矽鐵。
4. 如權利要求1所述的一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，其特徵在於所述鉬鐵中鉬含量為60%。
5. 如權利要求1所述的一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法，其特徵在於所述不鏽鋼的鉬含量為2 4%。
全文摘要
本發明屬於二步法煉鋼技術領域，特別涉及一種不鏽鋼冶煉中提高鉬收得率方法。不鏽鋼以電爐加氬氧爐二步法冶煉，主要技術特徵為(1)控制粗鋼水含碳量，通過配碳操作使粗鋼水含碳量在1.2％～1.6％；(2)將需加鉬鐵總量的70～80％在氬氧爐冶煉的脫碳期初期加入；(3)將需加鉬鐵總量的20～30％在氬氧爐冶煉的還原期與還原劑一起加入，還原時保持鹼度在1.8以上。該方法能將鉬的收得率能提高到97％以上。
文檔編號C21C5/52GK101713012SQ20091015519
公開日2010年5月26日 申請日期2009年12月5日 優先權日2009年12月5日
發明者丁斌華, 吉建軍, 張躍良, 王建勇, 鄒偉民, 黃崇德 申請人:永興特種不鏽鋼股份有限公司