专利名称:矿热炉与aod炉双联法不锈钢生产系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型适用于炼钢【技术领域】，提供一种矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，所述工艺包括顺次连接的回转窑、矿热炉、混铁炉、酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉、精炼炉、不锈钢板坯连铸机。本实用新型通过设置混铁炉，将矿热炉冶炼的镍铁水经过混铁炉缓冲后，直接兑入AOD炉，省去电炉熔化合金工艺，充分利用镍铁水潜热，可以降低整个不锈钢冶炼工艺系统能耗。
【专利说明】矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统
【技术领域】
[0001]本实用新型属于炼钢【技术领域】，尤其涉及一种矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统。
【背景技术】
[0002]不锈钢的实用新型已有将近一百年的历史，不锈钢因其具有不锈、耐腐蚀、高寿命、可回收、美观等特点而被广泛的应用于国计民生的各个领域。不锈钢冶炼生产中，特别是200系列和300系列，金属镍是必须添加的合金，折算可占不锈钢生产成本的30%。近年来，随着纯镍价格逐渐攀升，为了降低生产成本，国内很多不锈钢厂家逐渐使用镍铁合金做为纯镍的替代品添加到钢液中。随着不锈钢产能的飞速扩大，不锈钢产品已经出现了供大于求的局面。如何降低不锈钢的生产成本，提高产品的市场竞争力成为不锈钢生产企业当务之急。
实用新型内容
[0003]鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，旨在解决现有不锈钢生产工艺成本较高的技术问题。
[0004]所述矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，包括:
[0005]回转窑，用于将按比例混合后的石灰石和红土镍矿并配合焦炭进行干燥脱水和预还原处理，得到烧结矿；
[0006]矿热炉，用于对所述烧结矿并配入焦炭和活性石灰，通电冶炼生产镍铁水；
[0007]混铁炉，用于所述镍铁水进行缓冲，以使矿热炉和AOD炉冶炼周期匹配；
[0008]酸性炉衬AOD炉，用于对混铁炉中的镍铁水添加铬铁合金并进行吹氧脱硅和脱碳反应;
[0009]碱性炉衬AOD炉，用于对经所述酸性炉衬AOD炉冶炼的钢水添加铬铁合金和废钢，进行吹氧脱磷和脱碳反应；
[0010]精炼炉，用于对经所述碱性炉衬AOD炉冶炼的钢水进一步精炼，使得钢水成本满足连铸要求；
[0011]不锈钢板坯连铸机，用于对经过精炼得到的钢水进行连铸生产，得到不锈钢坯体；
[0012]所述回转g、矿热炉、混铁炉、酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉、精炼炉、不锈钢板坯连铸机顺次连接。
[0013]进一步的，所述精炼炉包括LF精炼炉和VOD精炼炉。
[0014]进一步的，所述矿热炉有四个，所述酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉各一个。
[0015]进一步的，所述酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉中，均设有气化冷却装置，用以将AOD炉冶炼过程中产生的废气以蒸汽的形式回收；所述矿热炉冶炼产生的烟气经过回收后送入回转窑，以降低回转窑冶炼能耗。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设置混铁炉，将矿热炉冶炼的镍铁水经过混铁炉缓冲后，直接兑入AOD炉，省去电炉熔化合金工艺，充分利用镍铁水潜热，可以是整个不锈钢冶炼工艺降低10%能耗。另外，在优选方式中，采用AOD双联法处理矿热炉生产的镍铁水，将脱碳、脱硅任务放在酸性炉衬AOD炉中进行，脱磷、脱碳的任务放在碱性炉衬AOD炉中进行，解决了 AOD炉不能同时脱硅、脱磷和脱碳的工艺难题。此外，矿热炉产生的烟气经过回收利用，送入回转窑，可以降低回转窑烧结工艺的能耗；A0D炉设置气化冷却装置，回收AOD炉冶炼余热，用于预热发电、全场供暖和VOD真空泵用气，可进一步降低能耗。总之，本实用新型将通过设置混铁炉，将矿热炉工艺和AOD工艺结合在一起，可以节省不锈钢生产企业电炉建设成本和冶炼成本，整体工艺比传统不锈钢冶炼工艺节能约30%，降耗潜力巨大，经济效益显著，生产组织灵活，是一种全新的不锈钢冶炼工艺。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型实施例提供的矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产工艺的流程图；
[0018]图2是本实用新型实施例提供的不锈钢生产系统的生产线结构图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0020]为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0021]图1示出了本实用新型实施例提供的矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产工艺的流程，图2示出了本实用新型实施例提供的不锈钢生产系统的结构，为了便于说明仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
[0022]参照图1和图2，下面以冶炼304L不锈钢为例阐述该工艺的【具体实施方式】。本实施例提供的矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产工艺包括下述步骤:
[0023]步骤S101、红土镍矿烧结步骤。
[0024]首先选取石灰石和红土镍矿然后按质量比混合，比如混合比例约为1:10，其中红土镍矿中含N1:1.5%?3.0%，Fe:15?18%，水分11% (均为质量百分比，下同)；然后再配入焦炭，加入回转窑，在回转窑内进行干燥脱水和预还原处理后得到烧结矿，并将所述烧结矿热送至矿热炉。
[0025]步骤S102、矿热炉冶炼镍铁水步骤。
[0026]在矿热炉中配入焦炭和活性石灰，通电冶炼生产镍铁水。本步骤采用50MVA矿热炉，冶炼周期约120min，每次出铁量15t，冶炼得到的镍铁水中各元素含量如下(质量百分比)N1: 12%?15%、S1:2 ?4%、P:0.40 ?0.55%、C:3.0 ?4.0%、S:0.04 ?0.1%，镲铁水温度为1500°C。作为优选实施方式，矿热炉冶炼产生的烟气，温度约为400°C、C0含量约为70%，经过回收可送入回转窑，降低回转窑冶炼能耗。
[0027]步骤S103、混铁炉缓冲步骤。
[0028]将步骤S102得到的镍铁水送入混铁炉缓冲，矿热炉冶炼周期约为120mim，AOD炉冶炼周期约为70min，通过设置混铁炉可以使使矿热炉和AOD炉冶炼周期匹配。这里混铁炉起缓冲作用，用于衔接矿热炉工艺与酸性炉衬AOD炉工艺，即衔接矿热炉和酸性炉衬AOD炉。
[0029]步骤S104、酸性炉衬AOD炉冶炼步骤。
[0030]本步骤采用60t酸性炉衬AOD炉。具体的，将所述混铁炉中的镍铁水送入采用酸性炉衬的AOD炉中，添加铬铁合金并进行吹氧脱硅和脱碳反应。酸性炉衬AOD炉的入料配比为:60%镍铁水+35%高碳铬铁+5%其他合金(质量配比)。具体的，铬铁合金分2次加入镍铁水中，然后采用先脱硅后脱碳的工艺操作，利用硅和碳燃烧释放的热量熔化铬铁，AOD炉脱碳时采用底吹氩的方式降低CO分压实现脱碳保铬。AOD炉顶枪吹氧量:3000?4500Nm3/h,炉底吹氩气量:3000?4500Nm3/h。脱碳结束后造渣脱硫。酸性炉衬AOD炉冶炼时间为70min，因此要设置4台50MVA矿热炉与AOD炉协调生产。酸性炉衬AOD炉冶炼出的钢水中，C含量为1%?1.5%、Si含量为1%，出钢温度为1640°C?1670°C。
[0031]步骤S105、碱性炉衬AOD炉冶炼步骤。
[0032]本步骤采用60t碱性炉衬A0D。具体的，将经所述酸性炉衬AOD炉冶炼的钢水送入采用碱性炉衬的AOD炉中，并添加铬铁合金和废钢，进行吹氧脱磷和脱碳反应。碱性炉衬AOD炉的冶炼周期也约70min。碱性炉衬AOD炉入炉炉料配比为:80%酸性炉衬AOD炉所出的钢水+10%其他合金+10%废钢(普通废钢和不锈钢废钢)。冶炼开始，对钢水进行吹氧脱碳，脱碳方式与酸性炉衬AOD炉类似，采用顶底复吹形式。AOD顶枪吹氧量:3000?4500m3/h,底吹氩气量:3000?4500m3/h。当钢水中碳含量降低到?0.25%时，停止吹氧脱碳，造渣脱磷。碱性炉衬AOD炉出钢水中，C含量约0.25%、P约0.06%，其他成分达到冶炼要求，出钢温度为1650°C?1680°C。
[0033]步骤S106、LF精炼步骤。
[0034]将经所述碱性炉衬AOD炉冶炼的钢水送入LF炉中精炼，实现脱硫及调整钢水温度和合金成分。LF炉精炼的主要任务是调整钢水成分、温度和脱硫。LF炉冶炼后钢水硫含量(0.06%，出钢温度 1540°C?1560°C。
[0035]步骤S107、V0D精炼步骤。
[0036]将经所述LF炉精炼的钢水送入VOD炉中精炼，进行深脱碳处理。304L不锈钢属于超低碳不锈钢，目标碳含量< 0.03%，需要对钢水进行VOD真空处理深脱碳。VOD真空精炼处理分为3个阶段:1)吹氧去碳、2)沸腾去气和3)还原微调。钢水准备好后，开启真空泵，迅速将系统压力抽至8Kpa，开始吹氧脱碳，吹氧时间?30min，吹氧量:2000?2500Nm3/h ;吹氧结束后，迅速将系统压力抽至67Pa进行高真空脱气，脱气时间?12min。VOD处理全程采底吹氩气搅拌，氩气压力0.6?0.8Mpa，流量60?360Nl/min。VOD真空处理时间?60min，处理后钢水碳含量< 0.03%。
[0037]步骤S108、连铸步骤。
[0038]将精炼得到的钢水送入不锈钢板坯连铸机中进行连铸生产，得到不锈钢坯体。本步骤采用保护浇铸、结晶器电磁搅拌、动态轻压下等一系列技术提高不锈钢板坯质量。
[0039]作为优选的实施方式，所述酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉中，均设有气化冷却装置，用以将AOD炉冶炼过程中产生的废气以蒸汽的形式回收，可以用于发电、厂房供暖和VOD精炼炉的真空泵用气等，起到降低冶炼能耗的作用。
[0040]另外，本实施例还提供一种不锈钢生产系统，与上述生产工艺向对应，本实施例提供的不锈钢生产系统包括:
[0041]回转窑1，用于将按比例混合后的石灰石和红土镍矿并配合焦炭进行干燥脱水和预还原处理，得到烧结矿；
[0042]矿热炉2，用于对所述烧结矿并配入焦炭和活性石灰，通电冶炼生产镍铁水；
[0043]混铁炉3，用于所述镍铁水进行缓冲，以使矿热炉和AOD炉冶炼周期匹配；
[0044]酸性炉衬AOD炉4，用于对混铁炉中的镍铁水添加铬铁合金并进行吹氧脱硅和脱碳反应；
[0045]碱性炉衬AOD炉5，用于对经所述酸性炉衬AOD炉冶炼的钢水添加铬铁合金和废钢，进行吹氧脱磷和脱碳反应；
[0046]精炼炉，用于对经所述碱性炉衬AOD炉冶炼的钢水进一步精炼，使得钢水成本满足连铸要求；所述精炼炉包括LF精炼炉61和VOD精炼炉62。
[0047]不锈钢板坯连铸机7，用于对经过精炼得到的钢水进行连铸生产，得到不锈钢坯体；
[0048]所述回转窑1、矿热炉2、混铁炉3、酸性炉衬AOD炉4、碱性炉衬AOD炉5、LF精炼炉61、VOD精炼炉62、不锈钢板坯连铸机7顺次连接。
[0049]综上，本实用新型通过设置混铁炉，矿热炉冶炼的镍铁水经过混铁炉缓冲后，直接兑入AOD炉，省去电炉熔化合金工艺，充分利用镍铁水潜热，可以是整个不锈钢冶炼工艺降低约10%能耗；另外，采用AOD双联法处理矿热炉生产的镍铁水，将脱碳、脱硅任务放在酸性AOD炉中进行，脱磷、脱碳的任务放在碱性炉衬AOD炉中进行，成功了解决了 AOD炉不能同时脱硅、脱磷和脱碳的工艺难题；且2个AOD炉除内衬外均采用相同设计，维护检修方便；第三，矿热炉产生的烟气经过回收利用，送入回转窑，可以降低回转窑烧结工艺的能耗，并且在AOD炉设置气化冷却装置，以回收AOD炉冶炼余热，用于预热发电、全场供暖和VOD精炼炉中的真空泵用气，可以降低冶炼能耗约12% ;最后，本实用新型具有比较完善的二次精炼工艺，配备LF精炼炉和VOD炉精炼，可以生产高品种的不锈钢产品，提高产品市场竞争力。
[0050]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，其特征在于，所述系统包括: 回转窑，用于将按比例混合后的石灰石和红土镍矿并配合焦炭进行干燥脱水和预还原处理，得到烧结矿； 矿热炉，用于对所述烧结矿并配入焦炭和活性石灰，通电冶炼生产镍铁水； 混铁炉，用于所述镍铁水进行缓冲，以使矿热炉和AOD炉冶炼周期匹配； 酸性炉衬AOD炉，用于对混铁炉中的镍铁水添加铬铁合金并进行吹氧脱硅和脱碳反应; 碱性炉衬AOD炉，用于对经所述酸性炉衬AOD炉冶炼的钢水添加铬铁合金和废钢，进行吹氧脱磷和脱碳反应； 精炼炉，用于对经所述碱性炉衬AOD炉冶炼的钢水进一步精炼，使得钢水成本满足连铸要求； 不锈钢板坯连铸机，用于对经过精炼得到的钢水进行连铸生产，得到不锈钢坯体；所述回转窑、矿热炉、混铁炉、酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉、精炼炉、不锈钢板坯连铸机顺次连接。2.如权利要求1所述矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，其特征在于，所述精炼炉包括LF精炼炉和VOD精炼炉。3.如权利要求2所述矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，其特征在于，所述矿热炉有四个，所述酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉各一个。4.如权利要求3所述矿热炉与AOD炉双联法不锈钢生产系统，其特征在于，所述酸性炉衬AOD炉、碱性炉衬AOD炉中，均设有气化冷却装置，用以将AOD炉冶炼过程中产生的废气以蒸汽的形式回收；所述矿热炉冶炼产生的烟气经过回收后送入回转窑。
【文档编号】C21C7-00GK204265815SQ201420687266
【发明者】杨锦, 李智, 成剑明, 袁德恒, 宋晓燕, 张钟蓓 [申请人]中冶南方工程技术有限公司