专利名称：电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法
技术领域：
本发明属于铁基合金钢产品的制造方法，涉及电弧炉炼钢方法，特别涉及一种电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，主要适用于冶炼铬、镍不锈钢母液。
背景技术：
现有技术中，采用电弧炉与真空吹氧脱碳精炼炉(VOD)双联工艺生产不锈钢时， 为降低生产成本，配料一般采用本钢返回加高碳铬铁加重型废钢组成，配料碳基本达到 2. 50 3. 00%。以30吨电弧炉、25MVA变压器功率为例，电弧炉熔化期基本采用全电力熔化。电压在380 436V，电流在20000 35000A，熔化至80%左右，辅以吹氧助熔，温度达 1580 1600°C，进行取样全分析。然后采用两支吹氧管人工插入钢液脱碳，氧压控制0. 8 1. OMPa,吹氧流量500 800m3/h，吹氧脱碳时间在40-60min，经预还原后，提供给真空吹氧脱碳精炼炉不锈钢母液的碳一般控制在0. 40 0. 70%。上述电弧炉冶炼不锈钢母液[不锈钢母液即初(粗)炼钢水，不锈钢母液需经真空吹氧脱碳精炼炉(VOD)再次冶炼成合格钢水]在冶炼初期需考虑在减少铬氧化的同时，如何达到快速熔化、尽快达到“脱碳保铬”的温度要求。传统的工艺主要采用电力熔化辅以人工吹氧助熔使钢液达到“脱碳保铬”的温度要求。因此冶炼电耗较高，低温下氧化助熔铬氧化严重。电弧炉冶炼不锈钢在钢液达到“脱碳保铬”的温度要求下，吹氧脱碳时通常采用人工吹氧管插入钢液进行吹氧脱碳，由于吹氧压力、流量受限，吹氧过程需频繁更换吹氧管， 吹氧时间长，氧气利用率低，铬氧化严重。采用现有技术电弧炉冶炼不锈钢母液存在如下主要缺陷(1)电弧炉冶炼时间长，一般需要3小时以上，导致电弧炉和真空吹氧脱碳精炼炉(VOD)冶炼时间和节奏很难匹配；(2)电弧炉脱碳速度低，铬氧化严重，使铬收得率低，生产成本高；(3)采用人工吹氧管插入钢液进吹氧脱碳，生产现场工人操作环境条件差。因此，长期以来，一直困扰着电弧炉与真空吹氧脱碳精炼炉(VOD)双联工艺生产不锈钢功能的发挥。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法。通过采用炉壁碳氧喷枪进行金属炉料预热、切割和氧化期吹氧脱碳的技术，从而降低30t偏心底出钢型(EBT)电弧炉冶炼不锈钢时间，减少铬的氧化，达到降低电极、冶炼电耗及金属料成本的目的。本发明的内容是电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是包括下列步骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料主要由质量百分比为占金属加入量20 40%的不锈类废钢，占金属加入量 10 20%的铬铁或铬铁和镍合金等，占金属加入量40 60%的重型废钢组成，并按20 35kg/t母液加入石灰；炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪(即美国工艺技术公司PTI的JetBOxTM超音速氧枪喷射系统)的30t偏心底出钢型电弧炉； 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即(旋开炉盖)加入一部分炉料(到冶炼炉中、然后关闭炉盖)，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井2 3min后改用电压436V、电流20000 !35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 30 50m3/h、氧气 70 IlOm3A ；
b、再供电5 7min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80% 后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，(旋开炉盖)装入余下部分炉料(到冶炼炉中、然后关闭炉盖)，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气60 70m3/h、氧气120 150m3/h ； 中模式为天燃气80 110m3/h、氧气160 230m3/h ； 高模式为天燃气130 150m7h、氧气270 320m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间13 18min，，终点碳控制在0. 40 0. 70%，，然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；
d、还原按4 ^g/t母液加入!^e-Si块、按4 ^g/t母液加入!^e-Si粉、按8 IOkg/ t母液加入石灰、按8 10kg/t母液加入精炼渣，采用380V电压、电流20000 35000A通电7 anin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 70% ，「Si」< 0. 30%ο本发明的内容中第一步骤中所述电弧炉炉壁较好的是装有3支炉壁碳氧喷枪， 并分别安装在电弧炉炉体的上部水冷炉壁上与下部炉壳之间、并且在电弧炉上的三相电极中两两电极之间中心位置(设炉壁碳氧喷枪为1#枪、姊枪和3#枪，电弧炉上的电极为1#、 2#和3#电极，则:1#枪在1#2#电极之间中心位置、姊枪在2#3#电极之间中心位置、3#枪在3#1#电极之间中心位置)。本发明的内容中步骤c中所述将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行(快速)脱碳替换为将3支炉壁碳氧喷枪中的2支炉壁碳氧喷枪(即2#枪、3#枪)改为超氧模式进行(快速)脱碳。本发明的内容中所述步骤C、步骤d和步骤e可以替换为
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉门；
d、钢液温度达到温度1580 1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将2支炉壁碳氧喷枪(2 #、3#炉壁碳氧喷枪)选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05 0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 60-0. 70%,吹氧结束时，将所述2支(即2 #、3 #)炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；
e、预还原操作
(1)渣料组成主要为Fe-Si块4 6kg/t母液、Fe-Si粉4 6kg/t母液、石灰8 10kg/t母液、以及精炼渣8 10kg/t母液；还可视炉渣情况适当调整加入适量萤石；
(2)加入渣料，使用380V电压通电，电流20000 35000A，通电7 Snin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液，通电还原 5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢出钢温度1640-16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 70%， 「Si」< 0. 30%ο 与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益效果
(1)采用本发明，通过炉壁碳氧喷枪提供化学能进行废钢预热、切割提高了熔化速度， 降低冶炼时间、电极消耗、冶炼电耗；烧嘴的集束射流供氧模式吹氧脱碳，氧气利用率高，铬氧化量少；降低冶炼时间及金属料消耗；采用炉壁碳氧喷枪冶炼铬、镍不锈母液，节约了吹氧管消耗，显著降低工人劳动强度；
(2)本发明采用的炉壁碳氧喷枪(JetBOxTM超音速氧枪喷射系统)是美国工艺技术公司 PTI的专利技术，该技术具有①使用集束射流、炉中多点供氧喷碳，供氧强度大、氧气利用率高、脱碳速度快；②烧嘴功率可达5. 0MW,能产生多种火焰结构，有效增加化学能输入，降低冶炼电耗等特点；
(3)采用本发明，脱碳速度提高的同时节约了更换吹氧管时间，本发明冶炼的不锈钢平均冶炼时间为118min/炉，比现有冶炼时间166min/炉，降低了 48min/炉，生产效率明显提高；使电弧炉与真空吹氧脱碳精炼炉(VOD)双联工艺冶炼铬不锈组织连铸生产时，可节约 48min/炉，从而更好地发挥连铸连续铸钢的功能；
(4)采用炉壁碳氧喷枪供氧模式，使钢水快速达到“脱碳保铬”的温度要求，同时吹氧时间缩短，氧气脱碳利用率提高，冶炼总用氧量降低，氧气氧化铬的比例降低；通过此冶炼方法冶炼的铬、镍不锈母液平均“Cr”回收率达88%，比现有技术“Cr”回收率83%提高了 5%， 大大降低了生产成本；
(5)采用本发明冶炼铬、镍不锈母液，由于炉壁碳氧喷枪提供化学能进行废钢预热， 以及冶炼时间缩短，炉壳水冷系统及大气带走、交换的热能越少，使平均冶炼电耗降低到 490kwh/t，与现有技术相比降低了 60kwh/t ；采用炉壁碳氧喷枪不需要吹氧管，节约了吹氧管消耗5. 5kg/t ；因脱碳能力提高，氧气利用率提高，氧气消耗降为45m3/t，降低了 15m3/t ； 因冶炼时间缩短，故电极通电时间缩短，冶炼电极消耗降为4. mcg/t，与现有技术相比降低了 0.7kg/t ；
(6)本发明开创炉壁碳氧喷枪进行废钢预热、切割和氧化期吹氧脱碳的技术，工艺简单，操作容易，商业效果明显，实用性强。
具体实施例方式下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。实施例1
一种弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼12Crl3母液)的方法，包括下列步
骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由P < 0. 035%(均为质量百分比，后同)的重型废钢，铬不锈类返回钢、高碳铬铁构成，配料成分满足C < 2. 0%，P < 0. 035%, Cr 13. 0-13. 5%，并随料配石灰20_3^g/ t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪(即美国工艺技术公司PTI的JetBOxTM超音速氧枪喷射系统)的30t偏心底出钢型电弧炉；电弧炉炉壁装有3支炉壁碳氧喷枪，分别安装在电弧炉炉体的上部水冷炉壁上与下部炉壳之间、并且在电弧炉上的三相电极中两两电极之间中心位置(设炉壁碳氧喷枪为1#枪、姊枪和3#枪，电弧炉上的电极为1#、姊和3#电极，则:1# 枪在1#2#电极之间中心位置、姊枪在2#3#电极之间中心位置、3#枪在3#1#电极之间中心位置)；
第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪，并设置为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流^OOOA供电，穿井2分钟后改用电压436V、电流 20000 35000A 供电；
b、通电时间达5min后，将炉壁碳氧喷枪设置为低模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为中模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为高模式；炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖， 再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉
门；
d、温度1580-1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将炉壁碳氧喷枪的2 #、3 #选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05-0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 40-0. 50%，吹氧结束时，将2 #、3 #炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
e、预还原操作
(1)渣料组成Fe-Si块200kg、Fe-Si粉200kg、石灰:350kg、精炼渣300kg、萤石(视炉渣情况适当调整)；
(2)渣料加入后使用380V电压通电，电流20000 35000A，通电7 Siiin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉180_M0kg，通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢温度1640-1660°C ；g、12Crl3 母液钢水成分控制要求「C」0. 40-0. 50%，「P」< 0. 035%, Γ Cr J 11. 00
11.50%,「Si」< 0. 30%ο采用本方案生产了冶炼铬不锈150炉5550吨，电弧炉平均冶炼时间为120min/ 炉，平均“Cr”回收率为87%。实施例2:
一种电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼20Crl3母液)的方法，包括下列步
骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由20 25t重型废钢，10 15t铬不锈返回料、7 9t高铬构成，随料加石灰800 1300kg，配料成分满足C < 2. 0% (质量百分比，后同)，P < 0. 035%, Cr 13. 50-14. 0%，并随料配石灰20-3^g/t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪的30t偏心底出钢型电弧炉，同实施例1 ； 第二步骤、熔炼
a、启动炉壁碳氧喷枪，并设置为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流^OOOA供电，穿井2分钟后改用电压436V、电流 20000 35000A 供电；
b、通电时间达5min后，将炉壁碳氧喷枪设置为低模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为中模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为高模式，炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖， 再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉
门；
d、温度1580-1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将炉壁碳氧喷枪的2 #、3 #选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05-0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 50-0. 60%，吹氧结束时，将2 #、3 #炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
e、预还原操作
(1)渣料组成Fe-Si块200kg、Fe-Si粉200kg、石灰350kg、精炼渣300kg、萤石(视炉渣情况适当调整)；
(2)渣料加入后使用380V电压通电，电流20000 !35000A，通电7 Snin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉180_M0kg，通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢温度1640-1660°C ；
g、20Crl3母液钢水成分控制要求「C」0.50-0. 60%，「P」< 0. 035%,「Cr」11. 80
12.30%,「Si」< 0. 30%ο采用本方案生产了冶炼铬不锈350炉13000吨，电弧炉平均冶炼时间为118min/ 炉，平均“Cr”回收率为88%。实施例3:
一种电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼30Crl3母液)的方法，包括下列步骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由20 25t重型废钢，10 15t铬不锈返回料、7 9t高铬构成，随料加石灰800 1300kg，配料成分满足C < 2. 0% (质量百分比，后同)，P < 0. 035%, Cr 13. 50-14. 0%，并随料配石灰20-3^g/t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪的30t偏心底出钢型电弧炉，同实施例1 ； 第二步骤、熔炼
a、启动炉壁碳氧喷枪，并设置为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流^OOOA供电，穿井2分钟后改用电压436V、电流 20000 35000A 供电；
b、通电时间达5min后，将炉壁碳氧喷枪设置为低模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为中模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为高模式，炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖， 再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉
门；
d、温度1580-1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将炉壁碳氧喷枪的2 #、3 #选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05-0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 60-0. 70%，吹氧结束时，将2 #、3 #炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
e、预还原操作
(1)渣料组成Fe-Si块200kg、Fe-Si粉200kg、石灰:350kg、精炼渣300kg、萤石(视炉渣情况适当调整)；
(2)渣料加入后使用380V电压通电，电流20000 !35000A，通电7 Snin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉180_M0kg，通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢温度1640-1660°C ；
g、30Crl3母液钢水成分控制要求「C」0.60-0. 70%，「P」< 0. 035%,「Cr」11. 80 12. 30%,「Si」< 0. 30%ο采用本方案生产了冶炼铬不锈150炉5550吨，电弧炉平均冶炼时间为117min/ 炉，平均“Cr”回收率为89%。实施例4:
一种电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼TP347H母液)的方法，包括下列步
骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由20 40% (质量百分比，后同)的不锈类废钢，15 20%的铬铁合金、镍板构成，40 50%的重型废钢组成，配料成分满足C < 1. 20%，P < 0. 025%, Cr 20. 00-20. 50%,并随料配石灰20-3^g/t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪的30t偏心底出钢型电弧炉，同实施例1 ；
第二步骤、熔炼
a、启动炉壁碳氧喷枪，并设置为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流^OOOA供电，穿井2分钟后改用电压436V、电流 20000 35000A 供电；
b、通电时间达5min后，将炉壁碳氧喷枪设置为低模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为中模式，冶炼5-7min后将炉壁碳氧喷枪设置为高模式，炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖， 再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉
门；
d、温度1600-1620°C，进行取样分析，将炉壁碳氧喷枪的2#、3 #选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05-0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在 0. 40-0. 50%，吹氧结束时，将2 #、3 #炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
e、预还原操作
(1)渣料组成Fe-Si块200kg、Fe-Si粉200kg、石灰:350kg、精炼渣300kg、萤石(视炉渣情况适当调整)；
(2)渣料加入后使用380V电压通电，电流20000 35000A，通电7 Siiin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉180_M0kg，通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢温度1640-1660°C ；
g、TP347H母液钢水成分控制要求「C」0.40-0. 50%，「P」< 0. 028%,「Cr」17. 50 18. 00%,「Si」< 0.30%、「Ni」17.50 18. 00% ；
采用本方案生产了 TP347H 10炉370吨，电弧炉平均冶炼时间为120min/炉，平均“Cr” 回收率为89%。
实施例5:
一种弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼lCrl7M2母液)的方法，包括下列步
骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由P < 0. 035% (质量百分比，后同)的重型废钢，铬不锈类返回钢、铬铁合金、镍板构成，配料成分满足 C < 2. 0%，P < 0. 035%, Cr 18. 0-19. 0%, Nil. 80-2. 0. 0% 并随料配石灰2(K^kg/t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪(即美国工艺技术公司PTI的JetBOxTM超音速氧枪喷射系统)的30t偏心底出钢型电弧炉； 第二步骤、冶炼 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井2 ^iinCN 102443678 A
后改用电压436V、电流20000 !35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 30 50m3/h、氧气 70 IlOm3A ；
b、再供电5 7min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80% 后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气60 70m3/h、氧气120 150m3/h ； 中模式为天燃气80 110m3/h、氧气160 230m3/h ； 高模式为天燃气130 150m7h、氧气270 320m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间13 18min，，终点碳控制在0. 40 0. 50%，，然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；
d、还原按4 ^g/t母液加入!^e-Si块、按4 ^g/t母液加入!^e-Si粉、按8 IOkg/ t母液加入石灰、按8 10kg/t母液加入精炼渣，采用380V电压、电流20000 35000A通电7 anin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 50% ，「Si」< 0. 30% Γ Cr J 16. 30-16. 70%「Ni」1. 60-1. 80%。 实施例6
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，包括下列步骤 第一步骤、配料和冶炼炉配备同实施例5，省略； 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井aiiin后改用电压436V、电流20000 35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 40m7h、氧气 90m7h ；
b、再供电6min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼6min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼6min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气65m3/h、氧气130m3/h ；
11中模式为天燃气90m3/h、氧气180m3/h ； 高模式为天燃气140m3/h、氧气300m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行脱碳，脱碳时间15min，，终点碳控制在0. 50 0. 70%，，然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为50m7h、氧气1250m7h ；
d、还原按4 6kg/t母液加入!^e-Si块、按4 6kg/t母液加入!^e-Si粉、按8 10kg/t母液加入石灰、采用380V电压、电流20000 !35000A通电Snin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原7min后， 进行氮气深吹搅拌8min ；最后出渣80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 50-0. 70% ，「P」< 0. 035%, Γ Cr J 11. 50 12. 50%,「Si」< 0. 30%。 实施例7:
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液(冶炼lCrl8M9母液)的方法，包括下列步
骤
第一步骤、配料和冶炼炉配备
配料炉料由20 40% (质量百分比，后同)的不锈类废钢，15 20%的铬铁合金、镍板构成，40 50%的重型废钢组成，配料成分满足C < 1. 20%，P < 0. 030%, Cr 20. 00-20. 50%,并随料配石灰20-3^g/t母液，炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；炉料装入料篮，由行车吊入冶炼炉；
冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪(即美国工艺技术公司PTI的JetBOxTM超音速氧枪喷射系统)的30t偏心底出钢型电弧炉；电弧炉炉壁装有3支炉壁碳氧喷枪，分别安装在电弧炉炉体的上部水冷炉壁上与下部炉壳之间、并且在电弧炉上的三相电极中两两电极之间中心位置(设炉壁碳氧喷枪为1#枪、姊枪和3#枪，电弧炉上的电极为1#、姊和3#电极，则:1# 枪在1#2#电极之间中心位置、姊枪在2#3#电极之间中心位置、3#枪在3#1#电极之间中心位置)；
第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，随即加入炉料，采用电压380V、电流20000 30000A供电， 穿井anin 3后改用电压436V、电流20000 35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 30 50m3/h、氧气 70 IlOm3A ；
b、再供电5 7min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气60 70m3/h、氧气120 150m3/h ； 中模式为天燃气80 110m3/h、氧气160 230m3/h ；高模式为天燃气130 150m7h、氧气270 320m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪(3支炉壁碳氧喷枪中的2# 枪、3#枪)改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间13 18min，，终点碳控制在0. 40 0. 50%，，然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；
d、还原按4 ^g/t母液加入!^e-Si块、按4 ^g/t母液加入!^e-Si粉、按8 IOkg/ t母液加入石灰、采用380V电压、电流20000 !35000A通电7 anin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原5 7min后， 进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 70% ，「P」< 0. 030%, Γ Cr J 17. 30 17. 60%,「Si」< 0. 30%「Ni」8. 30 8. 60%。 实施例8
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，包括下列步骤 第一步骤、配料和冶炼炉配备同实施例7，省略； 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井aiiin后改用电压436V、电流20000 35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 40m7h、氧气 90m7h ；
b、再供电6min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼6min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼6min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气65m3/h、氧气135m3/h ； 中模式为天燃气95m3/h、氧气195m3/h ； 高模式为天燃气140m3/h、氧气^5m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪(3支炉壁碳氧喷枪中的2# 枪、3#枪)改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间15min，，终点碳控制在0. 50 0. 70%，， 然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为50m7h、氧气1250m7h ；
d、还原按4 6kg/t母液加入!^e-Si块、按4 6kg/t母液加入!^e-Si粉、按8 10kg/t母液加入石灰、采用380V电压、电流20000 !35000A通电7min后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原6min后， 进行氮气深吹搅拌7min，最后出渣70-80% ；e、出钢出钢温度1640 16600C ；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 50-0. 70% ，「P」< 0. 035%, Γ Cr J 11. 50 12. 50%,「Si」< 0. 30%。实施例9
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，包括下列步骤 第一步骤、配料和冶炼炉配备同实施例7，省略； 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井aiiin后改用电压436V、电流20000 35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 30m3/h、氧气 70m3/h ；
b、再供电7min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼7min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼7min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气60m3/h、氧气120m3/h ； 中模式为天燃气80m3/h、氧气160m3/h ； 高模式为天燃气130m3/h、氧气270m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪(3支炉壁碳氧喷枪中的2# 枪、3#枪)改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间18min，，终点碳控制在0. 50 0. 70%，， 然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40m3/h、氧气 1200m3/h ；
d、还原按4 6kg/t母液加入!^e-Si块、按4 6kg/t母液加入!^e-Si粉、按8 10kg/t母液加入石灰、采用380V电压、电流20000 !35000A通电Snin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原7min后， 进行氮气深吹搅拌8min，最后出渣70-80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 50-0. 70% ，「P」< 0. 035%, Γ Cr J 11. 50 12. 50%,「Si」< 0. 30%。实施例10
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，包括下列步骤 第一步骤、配料和冶炼炉配备同实施例7，省略； 第二步骤、冶炼
a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即旋开炉盖加入一部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井^iin后改用电压436V、电流20000 35000A供电；
所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 50m3/h、氧气 IlOmVh ；
b、再供电5min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼5min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼5min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80%后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，旋开炉盖装入余下部分炉料到冶炼炉中、然后关闭炉盖，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；
所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别
为
低模式为天燃气70m3/h、氧气150m3/h ； 中模式为天燃气110m3/h、氧气230m3/h ； 高模式为天燃气150m3/h、氧气320m3/h ；
c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪(3支炉壁碳氧喷枪中的2# 枪、3#枪)改为超氧模式进行(快速)脱碳，脱碳时间13min，，终点碳控制在0. 50 0. 70%，， 然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为60m3/h、氧气 1300m3A ；
d、还原按4 6kg/t母液加入!^e-Si块、按4 6kg/t母液加入!^e-Si粉、按8 10kg/t母液加入石灰、采用380V电压、电流20000 !35000A通电7min后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原5min后， 进行氮气深吹搅拌5min，最后出渣70-80% ；
e、出钢出钢温度1640 16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 50-0. 70% ，「P」< 0. 035%, Γ Cr J 11. 50 12. 50%,「Si」< 0. 30%。 实施例11
电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，包括下列步骤 步骤C、步骤d和步骤e替换为
C、炉料基本熔化，可向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉
门；
d、钢液温度达到温度1580 1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将2支炉壁碳氧喷枪(2 #、3#炉壁碳氧喷枪)选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05 0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 60-0. 70%,吹氧结束时，将所述2支(即2 #、3 #)炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；
所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；
e、预还原操作
(1)渣料组成主要为Fe-Si块4 6kg/t母液、Fe-Si粉4 6kg/t母液、石灰8 10kg/t母液、以及精炼渣8 10kg/t母液；还可视炉渣情况适当调整加入适量萤石；
(2)加入渣料，使用380V电压通电，电流20000 35000A，通电7 Snin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液，通电还原 5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；
f、出钢出钢温度1640-16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 70%，「Si」< 0. 30%ο其它同实施例5 — 10中任一，省略；
上述实施例1一4中所述炉壁碳氧喷枪为保持、低、中、高、超氧模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为
保持模式为天燃气30 50m3/h、氧气70 110m3/h ； 低模式为天燃气60 70m3/h、氧气120 150m3/h ； 中模式为天燃气80 110m3/h、氧气160 230m3/h ； 高模式为天燃气130 150m7h、氧气270 320m3/h ； 超氧模式为40 60m3/h、氧气1200 1300m3/h。上述实施例中所采用的百分比例中，未特别注明的，均为质量百分比例；所述质量份可以均千克或吨。上述实施例中各步骤中的工艺参数(温度、时间、浓度等)和各组分用量数值等为范围的，任一点均可适用。本发明内容及上述实施例中未具体叙述的技术内容同现有技术。本发明不限于上述实施例，本发明内容所述均可实施并具有所述良好效果。
权利要求
1.电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是包括下列步骤第一步骤、配料和冶炼炉配备配料炉料主要由质量百分比为占金属加入量20 40%的不锈类废钢，占金属加入量 10 20%的铬铁或铬铁和镍合金，以及占金属加入量40 60%的重型废钢组成，并按20 35kg/t母液加入石灰；炉料分成两部分、并分二次加入冶炼炉；冶炼炉采用安装有炉壁碳氧喷枪的30t偏心底出钢型电弧炉；第二步骤、冶炼a、启动炉壁碳氧喷枪、并设置炉壁碳氧喷枪为保持模式，随即加入一部分炉料，采用电压380V、电流20000 30000A供电，穿井2 !Bmin后改用电压436V、电流20000 35000A 供电；所述炉壁碳氧喷枪为保持模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为天燃气 30 50m3/h、氧气 70 IlOm3A ；b、再供电5 7min后，将炉壁碳氧喷枪改用为低模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为中模式，再冶炼5 7min后将炉壁碳氧喷枪改用为高模式；炉料熔化约80% 后，将炉壁碳氧喷枪设置为所述保持模式，装入余下部分炉料，再按所述步骤a和步骤b进行冶炼；所述炉壁碳氧喷枪为低、中、高模式时，炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为低模式为天燃气60 70m3/h、氧气120 150m3/h ；中模式为天燃气80 110m3/h、氧气160 230m3/h ；高模式为天燃气130 150m7h、氧气270 320m3/h ；c、钢液温度达到1580 1600°C后，停电，将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行脱碳，脱碳时间13 18min，终点碳控制在0. 40 0. 70%，然后再将炉壁碳氧喷枪切换至所述保持模式；所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；d、还原按4 ^g/t母液加入!^e-Si块、按4 ^g/t母液加入!^e-Si粉、按8 IOkg/ t母液加入石灰、采按8 10kg/t母液加入精炼渣，用380V电压、电流20000 35000A通电7 anin后，再改用190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液、通电还原5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；e、出钢出钢温度1640 1660°C;终点成分的质量百分含量控制为「C」0.40-0. 70%， 「Si」< 0. 30%ο
2.按权利要求1所述电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是第一步骤中所述电弧炉炉壁装有3支炉壁碳氧喷枪，并分别安装在电弧炉炉体的上部水冷炉壁上与下部炉壳之间、并且在电弧炉上的三相电极中两两电极之间中心位置。
3.按权利要求2所述电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是步骤c中所述将炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行脱碳替换为将3支炉壁碳氧喷枪中的2支炉壁碳氧喷枪改为超氧模式进行脱碳。
4.按权利要求2所述电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是所述步骤C、步骤d和步骤e替换为C、炉料基本熔化，向炉内选择喷碳模式喷碳粉，造泡沫渣、进行埋弧操作，全程闭炉门；d、钢液温度达到温度1580 1600°C，进行取样分析C、Cr、Si；将2支炉壁碳氧喷枪选择超氧模式进行快速脱碳，根据熔清分析C结果，按脱碳0. 05 0. 06%C/min控制脱碳时间，终点碳控制在0. 60-0. 70%，吹氧结束时，将所述2支炉壁碳氧喷枪切换至保持模式；所述炉壁碳氧喷枪为超氧模式是炉壁碳氧喷枪喷射天燃气和氧气的流量分别为超氧模式为40 60m3/h、氧气 1200 1300m3/h ；e、预还原操作(1)渣料组成主要为Fe-Si块4 6kg/t母液、Fe-Si粉4 6kg/t母液、石灰8 10kg/t母液、以及精炼渣8 10kg/t母液；(2)加入渣料，使用380V电压通电，电流20000 35000A，通电7 Snin后，再改用 190 360 V电压、电流20000 !35000A通电并连续喷入碳粉4 6kg/t母液，通电还原 5 7min后，进行氮气深吹搅拌5 8min，最后出渣70-80% ；f、出钢出钢温度1640-16600C；终点成分的质量百分含量控制为「C」0. 40-0. 70%， 「Si」< 0. 30%ο
全文摘要
本发明公开了电弧炉采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢母液的方法，其特征是采用安装有炉壁碳氧喷枪的偏心底出钢型电弧炉；冶炼时，采用炉壁碳氧喷枪进行金属炉料预热、切割和氧化期吹氧脱碳；通过炉壁碳氧喷枪提供化学能进行废钢预热、切割提高了熔化速度，降低冶炼时间、电极消耗、冶炼电耗；烧嘴的集束射流供氧模式吹氧脱碳，氧气利用率高，铬氧化量少；降低了冶炼时间及金属料消耗；本发明采用炉壁碳氧喷枪冶炼不锈钢，节约了吹氧管消耗，可以明显降低生产成本，显著降低工人劳动强度。
文档编号C21C5/52GK102443678SQ201110444268
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者何盛, 杨杰, 杨永均, 王永新, 许勇 申请人:攀钢集团江油长城特殊钢有限公司