专利名称：一种电炉冶炼不锈钢母液工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于不锈钢冶炼工艺。
背景技术：
不锈钢冶炼工艺路径通常为电炉→AOD→LF(或VOD)。电炉冶炼不锈钢现有工艺为，原材料配比为100％废钢、固态铬镍合金、焦碳等。根据废钢资源堆比重的不同，配料入炉操作通常为2～3料篮。其技术控制要点是，以100吨交流电弧炉，80MW变压器功率为例，熔炼各阶段特性第一阶段用低压、低电流，以产生稳定电弧，约1.5％废钢熔化；第二阶段通电一段时间后，炉内电极下均为液态，已穿井，电极周围均为废钢，此时采用高电压、低电流的长弧操作；第三阶段在炉边上还有少量废钢时，应采用强电流、低电压操作，以减少电极损耗和耐材侵蚀；根据不同的阶段特性，确定能量输入的供电曲线，第一料篮起弧25MW、废钢穿井后64.2MW，第二料篮起弧25MW、废钢穿井后64.2MW、炉边有少量废钢至熔炼结束54.5→44.3MW；吹氧流量1000～1500Nm3/h；吹氧量≤5m3/t；出钢终点成分控制[C]1.50％、[Si]≤0.20％、[P]≤0.035％；出钢终点温度控制1630～1650℃。但其缺点是，1)废钢资源紧张，来源杂，对于成分特别是有害元素控制缺乏必要的手段；2)冶炼时间长，出钢至出钢时间80～90min；3)电能消耗高，通电时间60～65min，电能消耗400～450Kwh/t；4)环境噪音大且持续时间长，废钢熔清前强噪音阶段，噪音级数通常大于85分贝。
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。
具体实施例方式
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
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
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。
权利要求
1.一种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。
2.如权利要求1所述的电炉使用脱磷铁水冶炼不锈钢母液工艺，其特征是，脱磷铁水成分控制[C]2.50～3.80％、[P]≤0.020％、[S]≤0.040％。
3.如权利要求1所述的电炉使用脱磷铁水冶炼不锈钢母液工艺，其特征是，所述的步骤a中还加入镍合金，占金属加入量的3～4％。
4.如权利要求1所述的电炉使用脱磷铁水冶炼不锈钢母液工艺，其特征是，出钢终点温度控制1640～1660℃。
全文摘要
一种电炉冶炼不锈钢母液工艺，其步骤包括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％，成分控制C2.50～3.80％、P≤0.020％、S≤0.040％；b)熔炼，吹氧量控制在5～10m
文档编号C22C38/56GK1796586SQ200410099078
公开日2006年7月5日 申请日期2004年12月27日 优先权日2004年12月27日
发明者茅卫东, 池和冰, 施允, 江庆元 申请人:宝钢集团上海第一钢铁有限公司