发明内容
本发明的目的在于提供一种电炉冶炼不锈钢母液工艺,使用脱磷铁水,降低了原材料的配料成本;缓解了废钢资源量不足的紧张局面,降低资源因素对生产的制约;减少了废钢中带入的杂质;能有效控制不锈钢的磷含量,可冶炼低磷含量的不锈钢;缩短冶炼时间,提升了产能和工序匹配能力;降低电能消耗和电极消耗,降低了电炉的耐材消耗;降低环境噪音。
为达到上述目的,本发明的技术解决方案是,电炉冶炼不锈钢母液工艺,其步骤如下:
a.配料:不锈钢废钢,占金属加入量的15~25%,铬铁合金,占金属加入量的15~25%,石灰加入量30~45kg/吨;脱磷铁水,加入比例为35~60%;
b.熔炼,吹氧量控制:5~10m3/t,吹氧流量:1500~2500Nm3/h;
c.还原,硅铁粉喷入2.5~3.5kg/t、碳粉喷入1.5~2.5kg/t或加入硅铁2.5~3.5kg/t、铝1.5~2.5kg/t;
d.出钢,终点成分控制:[C]2.50~3.50%、[Si]≤0.20%、[P]≤0.030%、[Cr]16.00~19.00%、[Ni]5.00~6.50%,以上为重量百分比。
其中,脱磷铁水成分控制[C]2.50~3.80%、[P]≤0.020%、[S]≤0.040%。
所述的步骤a中还加入镍合金,占金属加入量的3~4%。
所述的步骤e出钢终点温度控制:1640~1660℃。
其中,熔炼各阶段控制:第一阶段:开始时,炉内为合金废钢,采用低压、低电流操作,约1.5%废钢熔化;第二阶段:穿井后可加大电压,用长弧操作;第三阶段:等四周废钢量较少时,加入铁水,逐步减小电压。
本发明的优点在于:
1)使用脱磷铁水,降低了原材料的配料成本;缓解了废钢资源量不足的紧张局面,降低资源因素对生产的制约。
2)减少了废钢中带入的杂质,特别是减少了对不锈钢产品性能有影响的有害元素(如Cu、Sn、Pb、As)的成分含量。
3)能有效控制不锈钢的磷含量,可冶炼低磷含量的不锈钢。
4)缩短冶炼时间,通电时间缩短20%,提高了电炉的生产作业率,提升了产能和工序匹配能力。
5)降低了20%电能消耗和10%电极消耗,降低了电炉的耐材消耗,节约了能源。
6)吹氧量增加,最大可达到1000Nm3。
7)降低环境噪音,噪音级数通常小于85分贝。
具体实施方式
本发明的电炉冶炼不锈钢母液工艺,其步骤如下:
a)料篮配料:不锈钢废钢,加入量为金属加入量的15~25%,铬铁合金,加入量为金属加入量的15~25%。如冶炼奥氏体不锈钢,镍合金加入,比例为金属加入量的3~4%。石灰加入量30~45kg/吨;
b)加入脱磷铁水,脱磷铁水加入比例为金属加入量的35~60%;
c)脱磷铁水目标成分控制:[C]2.50~3.80%、[P]≤0.020%、[S]≤0.040%;
d)熔炼:根据不同的阶段特性,确定能量输入的供电曲线(以100吨交流电弧炉、80MW变压器为例)。废钢料篮原料加入,开始通电冶炼,能量输入见表1:
表1
序号 |
电能输入(MWh) |
功率(MW) |
备注 |
1 |
0~1 |
34.06 | |
2 |
1~3 |
46.44 | |
3 |
3~7 |
58.29 | |
4 |
7~10 |
58.79 |
开始吹氧 |
5 |
10~15 |
53.79 | |
当电能达到15MWh时,加入脱磷铁水,此时,能量输入见表2为
表2
序号 |
电能输入(MWh) |
功率(MW) |
备注 |
6 |
15~16 |
34.95 | |
7 |
16~17 |
48.09 | |
8 |
17~23 |
53.79 | |
9 |
23~29 |
48.09 |
测温取样 |
10 |
29~33 |
41.49 | |
11 |
33~37 |
34.95 |
测温取样 |
e)吹氧量控制:5~10m3/t,吹氧流量:1500~2500Nm3/h。
f)硅铁粉喷入2.5~3.5kg/t、碳粉喷入1.5~2.5kg/t,或从炉顶料仓加入2.5~3.5kg/t硅铁、1.5~2.5kg/t台铝。
g)出钢终点成分控制:[C]2.50~3.50%、[Si]≤0.20%、[P]≤0.030%、[Cr]16.00~19.00%、[Ni]5.00~6.50%。
h)出钢终点温度控制:1640~1660℃。
实施例1
料蓝配料:不锈钢废钢32.95吨,铬铁合金21.99吨,镍板4.2吨,石灰4吨,脱磷铁水:61.4吨。铁水成分:[C]3.80%、[P]0.009%、[Si]痕迹、[Mn]0.04%、[S]0.029%。
熔炼:废钢料蓝加入,通电熔化,当电能输入达7MWh时开始吹氧,氧气流量1500Nm3/h,电能输入达15MWh时停电,兑入脱磷铁水,通电熔化同时吹氧,氧气流量2500Nm3/h,总的吹氧量为1100Nm3,当电能输入达29MWh时还原,从炉顶料仓加入420kg硅铁、250kg台铝。当电能达35.5MWh测温取样出钢。各阶段的功率使用如上表。
出钢终点成分:[C]2.56%、[Si]0.09%、[P]0.019%、[Cr]17.02%、[Ni]5.42%,出钢终点温度:1640℃。
实施例2
料蓝配料:不锈钢废钢27.1吨,铬铁合金30.01吨,镍板4.8吨,石灰4吨。脱磷铁水:61吨。铁水成分:[C]3.0%、[P]0.005%、[Si]痕迹、[Mn]0.09%、[S]0.040%。
熔炼:废钢料蓝加入,通电熔化,当电能输入达7MWh时开始吹氧,氧气流量1500Nm3/h,电能输入达15MWh时停电,兑入脱磷铁水,通电熔化同时吹氧,氧气流量2500Nm3/h,总的吹氧量为1113Nm3,当电能输入达29MWh时还原,从炉顶料仓加入350kg硅铁、200kg台铝。当电能达33.42MWh测温取样出钢。各阶段的功率使用如上表。
出钢终点成分:[C]2.95%、[Si]0.20%、[P]0.021%、[Cr]18.66%、[Ni]5.84%,出钢终点温度:1642℃。
实施例3
料蓝配料:不锈钢废钢27.1吨。铬铁合金22.01吨。镍板4.65吨。石灰3.82吨。
脱磷铁水:60.8吨。铁水成分:[C]2.50%、[P]0.004%、[Si]0.01%、[Mn]0.06%、[S]0.021%。
熔炼:废钢料蓝加入,通电熔化,当电能输入达7MWh时开始吹氧,氧气流量1500Nm3/h,电能输入达15MWh时停电,兑入脱磷铁水,通电熔化同时吹氧,氧气流量2500Nm3/h,总的吹氧量为1304Nm3,当电能输入达29MWh时还原,从炉顶料仓加入450kg硅铁、185kg台铝。当电能达33.41MWh测温取样出钢。各阶段的功率使用如上表。
出钢终点成分:[C]2.75%、[Si]0.2%、[P]0.016%、[Cr]17.05%、[Ni]6.14%;出钢终点温度:1659℃。
实施例4
料蓝配料:不锈钢废钢31吨,铬铁合金24吨,镍板3.4吨,石灰3.7吨,脱磷铁水:58.6吨。铁水成分:[C]3.06%、[P]0.005%、[Si]痕迹、[Mn]0.06%、[S]0.010%。
熔炼:废钢料蓝加入,通电熔化,当电能输入达7MWh时开始吹氧,氧气流量1500Nm3/h,电能输入达15MWh时停电,兑入脱磷铁水,通电熔化同时吹氧,氧气流量2500Nm3/h,总的吹氧量为1020Nm3,当电能输入达29MWh时还原,从炉顶料仓加入300kg硅铁、220kg台铝。当电能达30.21MWh测温取样出钢。各阶段的功率使用如上表。
出钢终点成分:[C]3.08%、[Si]0.19%、[P]0.018%、[Cr]16.29%、[Ni]5.97%;出钢终点温度:1653℃。
本发明在电炉冶炼环节将原料配料结构调整为脱磷铁水、废钢、固态铬镍铁合金等材料冶炼不锈钢母液,然后,加入AOD进行精炼。由于脱磷铁水的运用,增加了电炉冶炼的起始物理热,从而达到减少电炉冶炼时间、降低电能和电极消耗、提高电炉生产率、降低成本、降低环境噪音等效果,取得了可观的经济效益,提高企业的竞争力。